[发明专利]一种确定激光切割头零焦点的系统及方法

说明书

本发明涉及激光切割技术领域，更具体地，涉及一种确定激光切割头零焦点的系统及方法，其中系统装设于切割头，切割头内设有中空腔体，中空腔体中装设有准直镜和聚焦镜，中空腔体底部装设有喷嘴；系统包括分光镜、暗盒、CCD装置，所述分光镜装设于所述准直镜和所述聚焦镜之间，所述暗盒位于所述喷嘴下方，喷嘴上设有可与切割头抵接的限位部，所述CCD装置装设于切割头外侧，从激光器发出的光经过分光镜可到达聚焦镜，从喷嘴端反射的光可到达CCD装置。本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种确定激光切割头零焦点的系统，可快速确认切割头的零焦点，效率较高，且有利于实现切割头的自动化和智能化。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，更具体地，涉及一种确定激光切割头零焦点的系统及方法。

背景技术

激光切割头的零焦点是切割头最重要的参数之一，所有的工艺参数都是基于零焦点进行设置的，不知道切割头的零焦点，就无法正确的使用切割头。然而在实际使用过程中，由于材料的加工误差、装配误差等原因，每一个切割头的实际零焦点都是与理论零焦点存在差异的，也就意味着每一个切割头的实际零焦点都是不一样。这就导致在实际使用过程中，对每一个切割头需要确认实际零焦点。

现在确认零焦点的方法，通常是用一块1mm厚的不锈钢板，使用不同的焦点进行切割，检查割缝宽度，最窄的割缝处的焦点即为零焦点。这种方法虽然可以正确找到零焦点，但效率较低，且不利于实现切割头的自动化和智能化。

中国专利公开了一种智能激光切割头零焦补偿方法，其中公开了通过控制切割头移动装置工作驱动激光切割头上下移动，通过激光切割头对激光切割头下方的钢板进行打标，并对光斑进行比对标记，当标记最小即光斑最细时，确定此时焦距为零焦，但没有具体公开如何快速寻找与定位光斑最细的位置，通常是通过人工进行试切来确定零焦点，效率较低，且不利于实现切割头的自动化和智能化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种确定激光切割头零焦点的系统，可快速确认切割头的零焦点，效率较高，且有利于实现切割头的自动化和智能化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种确定激光切割头零焦点的系统，包括切割头、分光镜、暗盒、CCD装置，所述切割头内设有中空腔体，所述中空腔体中装设有准直镜和聚焦镜，中空腔体底部装设有喷嘴；所述分光镜装设于所述准直镜和所述聚焦镜之间，所述暗盒位于所述喷嘴下方，喷嘴上设有可与切割头抵接的限位部，所述CCD装置装设于切割头外侧，从激光器发出的光经过分光镜可到达聚焦镜，从喷嘴端反射的光可到达CCD装置。

本发明的准直镜用在光束传递系统中，以维持激光谐振腔和聚焦光学元件之间的光束的准直性；聚焦镜的作用是提高边缘光束入射的能力且可使非均匀光照得以均匀化。而喷嘴可防止熔渍等杂物往上反弹，穿过喷嘴，污染聚焦镜；同时也可以控制气体扩散面积及大小，从而控制切割质量。本发明的确定激光切割头零焦点的系统包括分光镜、暗盒、CCD装置，暗盒用于对切割头进行定位以及便于从激光器发出的光的集中及反射；分光镜一方面用于完全透过或者完全反射从激光器发出的光，使光达到聚焦镜；另一方面也使从喷嘴端反射的光可以完全反射或者完全透过达到CCD装置；CCD装置用于进行拍照以获得光斑图像，然后通过对光斑图像进行大小比对，寻找光斑图像最小处即可获得零焦点的位置。从切割机激光器发出的光进入切割头中空腔体，途经准直镜、分光镜、聚焦镜后处喷嘴射出到达暗盒，然后反射进入喷嘴经过分光镜到达CCD装置拍照获得光斑图像。本发明的确定激光切割头零焦点的系统可应用于现有技术的切割头中，实现切割头的自动确定零焦点的功能。

由于准直镜或聚焦镜的位置不同均可对光斑图像的大小造成影响，因此在定位零焦点的过程中，可以选用准直镜或聚焦镜作为调焦镜片，通过改变其位置来确定零焦点的位置。

优选地，所述限位部为通孔；切割头下移使喷嘴与所述通孔接触时，喷嘴端面与暗盒底部距离为1±0.2mm。

优选地，所述暗盒内壁为黑色。