CN204621356U - 一种激光器的寻焦*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光器的寻焦***，包括工作台，该工作台上设有激光器，还包括：光束发射器，其设置在激光器内部，其射出的光束与激光束同轴；功率反馈单元，用于接收光束，并判断光束的强弱；升降单元，其分别与激光器和工作台连接，该升降单元根据功率反馈单元的判断结果，带动激光器进行升降移动。本实用新型通过设计一种激光器的寻焦***，使用光束发射器发射的光束替代激光光束来，并上下移动激光器，判断在不同高度位置时，光束发射器发射的光束的强弱，寻找激光器的焦点高度，在焊接初始时对焦点进行精确定位，改善焊接效果，提高焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光器的寻焦***。
背景技术
激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。
激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。随着焊接头的移动，材料熔化从而达到材料相互熔融的目的。由于激光焦点和加工对象的相对位置决定了作用于加工对象上激光光斑和功率密度的大小，因此，激光焦点和加工对象的相对位置就对焊接质量起着至关重要的作用。如何在激光加工过程中保持激光焦点和加工对象之间的相对位置为一合理而恒定的值，就成为激光焊接中的一项关键技术。
现有的激光焊接设备采用不同的聚焦镜头存在不同的焦距，组合方式太多，焊接机焊接前需要工程师对焊接焦点进行人工手动调节或直接测量，采用手动控制焊接头的垂直运动，以达到对焊接焦点的远近控制，然后通过声音和打出来的焊点观察判断焦点位置。但是采用上述方法主观性较强，焦点位置的选择易因人而异，易影响激光焊接焊接质量及精度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光器的寻焦***，在焊接前自动寻找焊接焦点位置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光器的寻焦***，包括工作台，该工作台上设有激光器，还包括：
光束发射器，其设置在激光器内部，其射出的光束与激光束同轴；
功率反馈单元，用于接收光束，并判断光束的强弱；
升降单元，其分别与激光器和工作台连接，该升降单元根据功率反馈单元的判断结果，带动激光器进行升降移动。
其中，较佳方案是：该功率反馈单元包括控制单元和功率计，该功率计用于接收光束，并判断光束的强弱，该控制单元根据功率计的判断结果，控制升降单元进行升降移动。
其中，较佳方案是：还包括反光镜单元，该反光镜单元将光束发射器射出的光束反射到功率反馈单元中。
其中，较佳方案是：该反光镜单元包括第一反光镜和第二反光镜，该第一反光镜设置在工作台上，该第二反光镜设置在激光器上。
其中，较佳方案是：该功率计设置在激光器上。
其中，较佳方案是：该升降单元包括升降轨道和升降电机，该升降轨道垂直设置在工作台上，该升降电机设置在升降轨道和激光器之间。
其中，较佳方案是：该升降单元还包括锁定件。
其中，较佳方案是：还包括定位光源，该定位光源设置在激光器上。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种激光器的寻焦***，使用光束发射器发射的光束替代激光光束来，并上下移动激光器，判断在不同高度位置时，光束发射器发射的光束的强弱，寻找激光器的焦点高度，在焊接初始时对焦点进行精确定位，改善焊接效果，提高焊接质量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型寻焦***的结构示意图；
图2是本实用新型寻焦***的结构框图；
图3是本实用新型寻焦***的具体结构框图；
图4是本实用新型升降电机的电路图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种激光器的寻焦***的优选实施例，其中，图1是寻焦***的结构示意图，图2是寻焦***的结构框图。
一种激光器10的寻焦***，包括工作台30、激光器10、光束发射器21、功率反馈单元22和升降单元23，其中，激光器10和升降单元23均设置在工作台30上，激光器10通过升降单元23与工作台30连接，光束发射器21设置在激光器10内部，功率反馈单元22根据光束的光路设置在激光器10上或者工作台30上。
在光束发射器21中，光束发射器21设置在激光器10内部，其射出的第一光束211与激光束同轴，第一光束211经过与激光器10内的各种聚焦镜头13，形成与激光束具有相同焦点的光束并射出，射入到功率反馈单元22中，即通过寻找第一光束211的焦点，可获得激光光束的焦点。其中，光束发射器21优选为红光发射器。
在功率反馈单元22中，功率反馈单元22用于接收光束，并判断光束的强弱。
在升降单元23中，升降单元23分别与激光器10和工作台30连接，升降单元23根据功率反馈单元22的判断结果，带动激光器10进行升降移动。其中，第一光束211射入功率反馈单元22的光束的强弱，通过激光器10的升降而进行变化，从而寻找最强的光束，即为第一光束211的焦点。
在本实施例中，激光器10包括激光发射器11、准直镜头12、聚焦镜头13和其他镜头，激光发射器11发射出的激光光束通过准直镜头12、聚焦镜头13和其他镜头并从激光发射***出，进行激光焊接，而在焊接前需进行寻焦操作；寻焦操作时，光束发射器21发射的第一光束211通过准直镜头12、聚焦镜头13和其他镜头并从激光发射***出。
如图1和图3所示，本实用新型提供一种激光器的寻焦***的较佳实施例，其中，图1是寻焦***的结构示意图，图3是寻焦***的具体结构框图。
在本实施例中，并参考图1，光束发射器21设置在激光器10内部，并发射第一光束211到功率反馈单元22中，其中本实施例提供两种光束接收方式，包括：1、功率反馈单元22设置在激光发射口正下方的工作台30上，第一光束211直接从激光发射***出到功率反馈单元22中；2、寻焦***包括反光镜单元24，反光镜单元24将光束发射器21射出的光束反射到功率反馈单元22中。
其中，反光镜单元24包括第一反光镜241和第二反光镜242，该第一反光镜241设置在工作台30上，该第二反光镜242设置在激光器10上，功率反馈单元22设置在激光器10上，第一光束211通过第一反光镜241和第二反光镜242，反射到功率反馈单元22中。其中，第二反射镜优选为45°反射镜，将第一反光镜241发射来的第一光束211反射到功率反馈单元22中。
在本实施例中，并参考图3，功率反馈单元22包括控制单元222和功率计221，功率计221用于接收光束，并判断光束的强弱，该控制单元222根据功率计221的判断结果，控制升降单元23进行升降移动。
其中，功率反馈单元22还包括一处理单元，用于分析判断光束的强弱，并将判断结果发送到控制单元222中，或者处理单元和控制单元222为同一处理器。
功率反馈单元22，并参考图3，升降单元23包括升降轨道232和升降电机231，降轨道垂直设置在工作台30上，升降电机231设置在升降轨道232和激光器10之间。优选的，升降轨道232为阶段式轨道，升降电机231包括一转动机构，转动机构与阶段式轨道配合安装，转动机构的转动，带动升降电机231在升降轨道232上升降运动。
其中，升降单元23还包括锁定件，用于锁定升降单元23，防止升降单元23移动。
在本实施例中，寻焦***还包括定位光源25，定位光源25设置在激光器10上。在寻找到第一光束211的焦点后，将定位光源25发射的第二光束与第一光束211在工作台30(在第一镜片或功率反馈单元22上)上的交点重叠，对第一光束211的焦点进行锁定。
本实用新型提供一种寻焦操作方式的较佳实施例，具体步骤包括：
1、打开光束发射器21，发射第一光束211到功率反馈单元22中；
2、功率计221接收第一光束211的能量信息，先后采集两个相邻高度(H1和H2)的能量信息，将两个能量信息进行对比，判断两个能量信息的强弱，并控制升降电机231朝较强的能量信息的方向移动，包括上升和下降，并采集下一个高度(H3)的能量信息，与上一个较强的能量信息进行对比。
其中，设置升降电机231的转动机构在升降轨道232上，旋转一周采集一次能量信息，优选的，正转(逆时针)为上升，反转(顺时针)为下降。
其中，通过采集接收能量信息1，升降电机231往上(或往下)运动并接收另一个能量信息2，可判断第一光束211在工作台30上的交点是处于正离焦还是负离焦，能量信息1强于能量信息2为正离焦状态，能量信息2强于能量信息1为负离焦状况。
3、在采集到最强能量信息时，即其都强于上下两高度的能量信息，停止升降电机231运动，并进行锁定，同时使用定位光源25进行焦点定位。
如图4所示，本实用新型提供升降电机的较佳实施例，其中，图4是本升降电机的电路图。
TRAVEL SP控制升降电机231的正转，即控制激光器10上升，此时，TRAVELSP接正电平，TRAVEL ST接负电平，并通过光耦U1控制升降电机231的正向转动。TRAVEL SP控制升降电机231的反转，即控制激光器10下降，此时，TRAVEL ST接正电平，TRAVEL SP接负电平，通过光耦U2控制升降电机231的反向转动。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
Claims (8)
1.一种激光器的寻焦***，包括工作台，该工作台上设有激光器，其特征在于，还包括：
光束发射器，其设置在激光器内部，其射出的光束与激光束同轴；
功率反馈单元，用于接收光束，并判断光束的强弱；
升降单元，其分别与激光器和工作台连接，该升降单元根据功率反馈单元的判断结果，带动激光器进行升降移动。
2.根据权利要求1所述的寻焦***，其特征在于：该功率反馈单元包括控制单元和功率计，该功率计用于接收光束，并判断光束的强弱，该控制单元根据功率计的判断结果，控制升降单元进行升降移动。
3.根据权利要求2所述的寻焦***，其特征在于：还包括反光镜单元，该反光镜单元将光束发射器射出的光束反射到功率反馈单元中。
4.根据权利要求3所述的寻焦***，其特征在于：该反光镜单元包括第一反光镜和第二反光镜，该第一反光镜设置在工作台上，该第二反光镜设置在激光器上。
5.根据权利要求4所述的寻焦***，其特征在于：该功率计设置在激光器上。
6.根据权利要求2所述的寻焦***，其特征在于：该升降单元包括升降轨道和升降电机，该升降轨道垂直设置在工作台上，该升降电机设置在升降轨道和激光器之间。
7.根据权利要求6所述的寻焦***，其特征在于：该升降单元还包括锁定件。
8.根据权利要求1所述的寻焦***，其特征在于：还包括定位光源，该定位光源设置在激光器上。
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| CN110238547A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-09-17 | 西安理工大学 | 一种用于测量大功率激光焦点位置的***及测量方法 |
| CN113305418A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 苏州科韵激光科技有限公司 | 一种激光加工同轴寻焦装置及激光加工方法 |
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- 2015-04-02 CN CN201520197054.1U patent/CN204621356U/zh not_active Expired - Fee Related
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