[发明专利]实现激光扫描加工监测和加工定位的装置及方法、激光加工设备

权利要求书

1.实现激光扫描加工监测和加工定位的装置，

其特征在于：包括反射镜、CCD相机和环形照明光源；

反射镜设置在激光加工设备中场镜的出光口，用于将从所述场镜出射的激光束反射至工件上；CCD相机设置在反射镜的上方；环形照明光源设置在反射镜的反射光路上，环形照明光源的中部通孔用于激光束通过；环形照明光源的光线波长与激光束的波长不相等；

所述反射镜为半透半反的镜片，对激光束有99％以上的平均反射率，对环形照明光源发出的照明光线有90％以上的平均透过率。

2.根据权利要求1所述的实现激光扫描加工监测和加工定位的装置，其特征在于：所述反射镜为大幅面反射镜，可涵盖从振镜和场镜出射的激光束的扫描范围。

3.根据权利要求1所述的实现激光扫描加工实时监测和加工定位的装置，其特征在于：所述环形照明光源的轴线与所述相机轴线平行。

4.根据权利要求1-3任一所述的实现激光扫描加工监测和加工定位的装置，其特征在于：环形照明光源的光照强度可调。

5.基于权利要求1-4任一所述的实现激光扫描加工监测和加工定位的装置进行激光加工实时监测的方法，其特征在于，包括步骤：

1)利用反射镜将场镜的出射光束反射至被加工工件上，进行激光加工；

2)利用环形照明光源照亮被加工工件；

3)CCD相机实时拍摄被加工工件表面图像；

4)从被加工工件表面图像中提取已加工特征尺寸，并将提取的已加工特征尺寸与设计值比较，当偏差不在阈值范围内时，向激光加工设备的控制系统返回用于调节工艺参数的偏差值。

6.基于权利要求1-4任一所述的实现激光扫描加工监测和加工定位的装置进行加工定位的方法，其特征在于，包括步骤：

1)利用环形照明光源照亮被加工工件；

2)利用CCD相机拍摄得到被加工工件表面图像；

3)从被加工工件表面图像中提取特征中心；

4)将特征中心与CCD相机的视野中心比较，得到特征中心与CCD相机的视野中心的偏差；

3)根据步骤4)得到的偏差，调整CCD相机位置，使被加工工件位置与CCD相机的视野中心位置一致。

7.激光加工设备，包括激光加工头；所述激光加工头包括场镜和扫描振镜；场镜设置在扫描振镜的出光口；其特征在于：还包括权利要求1-4任一所述的实现激光扫描加工监测和加工定位的装置。

8.根据权利要求7所述的激光加工设备，其特征在于：所述场镜与扫描振镜固定连接。

9.根据权利要求7或8所述的激光加工设备，其特征在于：所述场镜上镀制有对激光具有96％透过率的增透膜，所述扫描振镜上镀制有对激光具有96％反射率的增反膜。