[发明专利]基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置及方法。

背景技术

激光加工已经成为现代制造的重要加工方法，特别是在精密加工、微加工领域，包括切割、标刻、喷印、钻孔、雕刻、扫描等。激光加工已经广泛应用在微电子、液晶、分离膜、测量、汽车、航空、纳米材料、航天等领域。

随着科学技术的发展，现代精密制造对激光加工的形位精度、柔性适应性、智能化和效率要求越来越高。低要求的激光加工系统没有视觉定位功能，高要求的激光加工系统通常带有视觉系统，包括旁轴CCD系统及同轴CCD系统等。

旁轴CCD系统的视觉光路与激光光路在结构上是分支的，加工时需要硬性分为拍摄、定位、移动振镜三个动作，因此会造成微小加工件的振动、位移和加工偏差，同时加工速度慢、影响加工精度。

视觉幅面小的同轴CCD系统存在图像有畸变和色差等问题，因此限制了其应用范围和定位精度。视觉幅面大的同轴CCD系统通常存在无法克服振镜自身的漂移造成的定位偏差，使用时需对频繁对视觉系统和振镜系统进行校正，影响使用效率及方便性。

有鉴于此，实有必要提供一种提升定位精度且能克服振镜漂移造成的定位偏差的激光加工方法以解决现有技术的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置及方法，其通过视觉幅面大的同轴CCD模组进行精确定位以提升图像质量和定位精度，同时，通过视觉幅面小的同轴CCD模组实时检测振镜是否出现偏移且出现偏移后及时进行校正以克服振镜漂移造成的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置，包括用于放置待加工工件的加工平台、设置于加工平台上方的照明光源、高透反射镜、第一CCD模组、控制计算机、激光器、振镜以及设置于振镜的入光侧且与振镜同轴的第二CCD模组。控制计算机分别与激光器、第一CCD模组、第二CCD模组、振镜电性连接。激光器发射的激光经第二CCD模组、振镜、高透反射镜照射至待加工工件。待加工工件反射的光线经高透反射镜分为第一光路和第二光路，第一光路经高透反射镜入射到第一CCD模组，第二光路经高透反射镜、振镜入射到第二CCD模组。

优选地，激光器与第二CCD模组之间设有用于对激光器发出的激光进行同轴扩束的扩束镜。

优选地，振镜的出光侧设置有用于对激光进行聚焦的场镜。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工方法，包括如下步骤：

待加工工件置于加工平台上，待加工工件设有起始位置点，待加工工件或加工平台固定设置有标识点。

照明光源发出照明光束照射待加工工件。

第一CCD模组通过高透反射镜采集待加工工件的第一图像信息并将第一图像信息发送至控制计算机。

控制计算机获取振镜的振镜原点位置信息以及第一图像信息中与起始位置点对应的起始加工位置信息。

控制计算机根据振镜原点位置信息、起始加工位置信息以及预设坐标系生成控制命令并通过控制命令控制振镜致使振镜的振镜原点与起始位置点重合。

激光器发出的激光经振镜形成加工光束照射至待加工工件以通过加工光束实现对待加工工件的加工操作。

第二CCD模组通过高透反射镜采集待加工工件的第二图像信息并将第二图像信息发送至控制计算机，加工光束的光轴与第二CCD模组采集第二图像信息的光轴同轴。

控制计算机根据第二图像信息中的标识点的标识点位置信息和预设标准点位置信息判断振镜是否出现漂移。

若振镜出现偏移，控制计算机根据标识点位置信息、预设标准点位置信息以及预设坐标系生成控制命令并通过控制命令调整振镜。

优选地，扩束镜对激光器发出的激光进行同轴扩束后传输至振镜。

优选地，场镜对振镜输出的激光进行聚焦处理后，激光穿过高透反射镜照射至待加工工件。

与现有技术相比，本发明通过视觉幅面大的同轴CCD模组进行定位提升了定位精度，同时，通过视觉幅面小的同轴CCD模组实时检测振镜是否出现偏移且出现偏移后及时进行校正克服了振镜漂移造成的缺陷，从而提升了加工速度和拓宽了应用范围。

附图说明

图1为本发明基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工装置一种实施例的框架结构示意图。

图2为本发明基于两个同轴CCD进行视觉定位的激光加工方法一种实施例的流程示意图。

具体实施方式