[发明专利]一种激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法及装置

权利要求书

1.一种激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在激光加工设备作业面(8)设置一二维电动平移台(9)，该平移台(9)能够沿作业面(8)的横向和纵向两个方向移动；在平移台(9)上安装一去除镜头的CCD相机(10)；其中，CCD相机(10)的光敏面对准激光加工头(1)输出的激光束(11)；分别将激光加工头(1)中的激光器(2)和振镜(3)、平移台(9)、CCD相机(10)电连接至电脑(6)；

步骤2，启动激光器(2)并观察CCD相机(10)采集到的光斑图像，优化调节激光器(2)输出激光的衰减倍率以使得在CCD相机(10)采集到的图像中可清晰观察到光斑，且没有出现大面积饱和现象；

步骤3，调整激光加工头(1)与作业面(8)之间的距离，以使得CCD相机(10)采集到的图像中的光斑最小；

步骤4，标定振镜(3)坐标与CCD相机(10)采集到的图像坐标之间的几何关系；

步骤5，标定振镜(3)坐标与平移台(9)坐标之间的几何关系；

步骤6，电脑(6)根据生成的激光加工设备加工图纸数据，结合CCD相机(10)视场大小规划激光扫描路径和先后顺序；

步骤7，根据加工图纸大小和已经规划的振镜(3)扫描路径和先后顺序，结合CCD相机(10)视场大小和视场拼接顺序，确定平移台(9)的移动顺序；

步骤8，进行激光扫描，同步输出CCD相机(10)采集到的图像；

步骤9，分析步骤8中图像以得到光斑中心坐标，结合当前平移台(9)坐标，连续计算并记录当前光斑在所在位置坐标，获得CCD相机(10)当前视场下的实际光斑扫描轨迹；

步骤10，待激光扫描完成当前CCD相机(10)视场范围对应的图纸后，根据规范的路径移动CCD相机(10)到下一位置；

步骤11，重复步骤8～10，直至整幅激光加工设备加工图纸均被激光扫描完毕；

步骤12，通过数据分析，比对实际获得的光斑扫描轨迹和激光加工设备加工图纸中的理论光斑扫描轨迹，计算偏差，得到光斑扫描精度。

2.如权利要求1所述的激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法，其特征在于，

在步骤1和步骤2之间还包括：

控制激光照射到振镜(3)坐标为(0，0)的位置，该位置同时作为激光加工设备的坐标原点，平移台(9)运行的坐标原点，以及检测结果中光斑扫描完整轨迹曲线的坐标原点；

根据振镜(3)原点处激光光斑位置调整平移台(9)初始位置，当光斑位于CCD相机(10)采集到的图像中心时，平移台(9)调整到位，到位时的位置为平移台(9)原点；

所述步骤6中，调整激光加工设备加工图纸数据，使得激光加工设备加工图纸中心与振镜(3)扫描区域的中心位置重合。

3.如权利要求2所述的激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法，其特征在于，调整平移台(9)位置以使得实际激光光斑位于CCD相机(10)采集到的图像中心的方法包括：

移动平移台(9)到位后，获取CCD相机(10)采集的图像，经图像处理后得到光斑在图像中的像素坐标，结合已知的像素尺寸，进一步得到光斑在当前平移台(9)坐标下距离CCD相机(10)中心的偏差，根据该偏差量进一步调整平移台(9)位置，多次调整直至光斑位于CCD相机(10)采集的图像中心，实际激光光斑则位于CCD相机(10)中心。

4.如权利要求1所述的激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法，其特征在于，所述步骤2中，在启动激光器(2)之前，将激光器(2)的输出功率调到最小，并在激光器(2)和振镜(3)之间设置衰减器(5)；衰减器(5)用于调节激光器(2)输出激光的衰减倍率。

5.如权利要求1所述的激光加工设备的激光光斑扫描精度检测方法，其特征在于，所述步骤3中还包括，继续调整激光器(2)输出激光的衰减倍率，以使得CCD相机(10)采集到的图像中光斑区域没有出现大面积饱和现象。