[实用新型]一种激光切割在线检测装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于激光切割领域，具体涉及一种激光切割在线检测装置。 

背景技术

激光切割由于其高质量、高柔性、高效率等优点，已成为最先进和最重要的材料裁切方法，是工业应用最广泛的激光加工技术，在钢铁、船舶、机械、汽车、航空航天等工业领域得到了日益广泛的应用。激光切割是激光加工中最重要的一项应用技术，它占整个激光加工业的 70%以上，已成为一种竞争力很强的高新技术。

目前，对激光切割面质量进行检测的方法主要是：通过安置在侧面的 CCD 观测火花簇射行为，这样可以发现火花簇射的出口处亮度、亮度分布、喷射角度与最佳切割速度 V之间的关系，实现切割面近下缘处质量的侧面监测。但该方法无法适应切割方向和切割位置的变化，而且在实际切割现场要从切割板材侧面安装可以观测下部火花簇射的视觉传感器，难度也很大。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种安装简便、能够适应切割方向和切割位置变化的激光切割在线检测装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种激光切割在线检测装置，包括激光器、分光镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、滤光片、CCD图像传感器和图像处理单元，所述第一聚焦透镜和第二聚焦透镜的光轴互相垂直；所述分光镜的光轴与第一聚焦透镜的光轴之间的夹角为45度；

激光器发出的激光束经分光镜和第一聚焦透镜后聚焦在工件表面；工件表面的辐射光束经第一聚焦透镜、分光镜、第二聚焦透镜和滤光片后传出，所述CCD图像传感器设置于滤光片的输出端，所述图像处理单元与CCD图像传感器相连。

进一步的，所述第一聚焦透镜为ZnSe 透镜。

进一步的，所述图像处理单元为DSP芯片或工控机。

进一步的，所述图像处理单元与一监视器相连。

在激光切割过程中，激光光束首先通过分光镜，再经第一聚焦透镜聚焦后实现切割。切割过程中，切割前沿和火花簇射的辐射经过第一聚焦透镜，再经分光镜水平传出，最后由第二聚焦透镜聚焦成实像 A，CCD图像传感器通过其镜头和滤光片后实现对实像 A 的检测，检测信号传递给 DSP 或者工控机进行图像的实时处理和运算。上述过程可实现与激光束同轴的方向获得切割过程的图像信号，即构成一同轴导光系统。该同轴导光系统能将切割过程的热辐射高效率地同轴导引出来，转 90度后水平经滤光系统传至CCD图像传感器；并且同时能通过波长 10.6μm 的激光，不影响 CO激光的正常传输。为实现此功能，具有特殊反射和透射功能薄膜的同轴分光镜是关键，因为它要将切割过程光辐射高效率导引（反射）出来的同时，让波长为远红外的几千瓦 CO激光正常传输，不允许过多的反射与吸收。

本实用新型所述的激光切割在线检测装置可进行激光切割过程中火花簇射的同轴视觉图像实时采集处理，并且成像清晰、切割性能稳定、安装简便。

附图说明

图1为本实用新型所述激光切割在线检测装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供了激光切割在线检测装置包括激光器1、分光镜2、第一聚焦透镜3、第二聚焦透镜4、滤光片5、CCD图像传感器6和图像处理单元7，所述第一聚焦透镜3和第二聚焦透镜4的光轴互相垂直；所述分光镜2的光轴与第一聚焦透镜3的光轴之间的夹角为45度。

激光器1发出的激光束9经分光镜2和第一聚焦透镜3后聚焦在工件表面8；工件表面8的辐射光束10经第一聚焦透镜3、分光镜2、第二聚焦透镜4和滤光片5后传出，所述CCD图像传感器6设置于滤光片5的输出端，所述图像处理单元7与CCD图像传感器6相连。所述第一聚焦透镜3优选为ZnSe 透镜。在激光切割过程中，激光光束9首先通过分光镜2，再经第一聚焦透镜3聚焦后实现切割。切割过程中，切割前沿和火花簇射的辐射经过第一聚焦透镜3，再经分光镜2水平传出，最后由第二聚焦透镜4聚焦成实像 A，CCD图像传感器6通过其镜头和滤光片5后实现对实像 A 的检测，检测信号传递给 DSP芯片或者工控机进行图像的实时处理和运算。

为了便于观察实像 A，所述图像处理单元7还与一监视器相连。