專利名稱：一種快速標定激光焦點位置的方法及機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及測量技術工程領域，具體是一種快速標定激光焦點位置的方法及機 構。
背景技術：
隨著激光技術和激光加工技術的發展，激光加工正逐步進入到加工裝備業中。激 光加工具有高效性和精密性的特點。在設備調整的過程中，經常遇到精確標定激光焦點的 問題。傳統的方法有兩種一種是用大功率脈沖激光在焦點附近由低到高(反之亦然)在鋼 板上按一定間隔燒出匙孔，比較匙孔的大小來確定激光焦點位置；另一種方法是用低功率 連續激光在在焦點附近由低到高(反之亦然)在厚紙板或樹脂板上燒出一條連續的劃痕， 比較劃痕的粗細變化來確定激光焦點的位置。這兩種方法的缺點是重復試驗多，精度低。而 利用激光聚焦鏡(凸面鏡)的成像原理，以摭擋光路來標定激光焦點的方法尚未見報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種實用方便、高精度、高效率、可以快速對激光焦點進行定 位的一種新型方法。本發明的目的是這樣實現的一種快速標定激光焦點的方法，將靠近透鏡的光路摭擋一半，從而使激光束只成 半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點的前后位置對鋼板進行燒蝕后，比較光斑形 狀的變化可以確定激光焦點的位置。本發明同時還公開一種實現權利要求1所述方法的機構，包括摭光板1、托板2，所 述摭光板1和托板2之間有導向機構3相連，可以精確調節摭光板1的位置，使其位于激光 束中心，所述導向機構可采用槽式、導柱導套式等；托板2固定于激光頭4上；為冷卻被激 光加熱的摭光板，所述摭光板1上設置有冷卻管5，所述冷卻管5內充冷卻水或冷干空氣，以 冷卻被激光加熱的摭光板；為了得到更好的冷卻效果，所述摭光板1為中空結構；所述摭光 板1材料為銅。本發明具有如下優點1.本發明有意將激光的截面形狀改變，極大地方便了對激光在鋼板上燒蝕的形貌 的辨別。2.本發明可以快速精確地標定激光焦點的位置。3.實現本發明的裝置結構簡單，取材方便，成本低廉。4.本發明不僅適用于工業激光器的焦點標定，在采用感光片后，還可以對普通光學透鏡進行焦點位置的標定。
圖1是實現本發明的機構簡圖
圖2和圖3是本發明標定激光焦點的方法示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。圖1為實現本方法的一種機構簡圖。該機構包括摭光板1和托板2，摭光板1和托 板2之間有導向機構3相連，可以精確調節摭光板的位置，使其位于激光束中心；托板2固 定于激光頭4上；摭光板1中空，可在冷卻管5內充冷卻水或冷干空氣，以冷卻被激光加熱 的摭光板。為了得到更好的冷卻效果，摭光板1使用銅件加工。圖2和圖3是本發明標定激光焦點的操作示例。第一步，將激光頭的焦點移至鋼板表面的下方(焦點的粗略位置可由高度尺測得)，即得到負離焦的激光；使用摭光板將激 光束的上部摭擋一半，然后以脈沖激光對鋼板進行燒蝕后，在鋼板上得到一半圓形狀的燒 蝕痕跡。第二步，將激光頭沿水平方向移動一段距離，同時也沿垂直方向上升一段高度ΔΖ， 重復第一步。第三步，重復第二步，直到激光在鋼板上燒蝕出如圖3所示的燒蝕痕跡。第 四步，比較圖3所示的燒蝕痕跡，可以得到中間最小、呈現圓形的燒蝕痕跡即為激光焦點處 的燒蝕痕跡，或者跟據正負離焦時半圓形燒蝕痕跡的對稱性比較亦可以得到激光焦點的位 置。操作時激光功率可設置為500W左右，時間大約0. 5秒，過大的功率容易在鋼板表 面燒出匙孔，不利于觀察比較；過小則燒蝕痕跡不夠清晰。
權利要求
一種快速標定激光焦點的方法，其特征在于將靠近透鏡的光路摭擋一半，從而使激光束只成半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點的前后位置對鋼板進行燒蝕后，比較光斑形狀的變化可以確定激光焦點的位置。
2.一種實現權利要求1所述方法的機構，包括摭光板(1)、托板(2)，其特征在于摭光 板(1)和托板(2)之間有導向機構(3)相連，可以精確調節摭光板(1)的位置，使其位于激 光束中心；托板⑵固定于激光頭⑷上。
3.根據權利要求2所述的機構，其特征在于所述摭光板(1)上設置有冷卻管(5)，所 述冷卻管(5)內充冷卻水或冷干空氣。
4.根據權利要求3所述的機構，其特征在于所述摭光板(1)為中空結構。
5.根據權利要求3所述的機構，其特征在于所述摭光板(1)材料為銅。
全文摘要
本發明公開一種快速標定激光聚焦焦點位置的方法及機構。將靠近透鏡的光路遮擋一半，從而使激光束只成半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點的前后位置對鋼板進行燒蝕后，比較光斑形狀的變化可以確定激光焦點的位置。實現所述方法的機構，包括遮光板(1)、托板(2)，其特征在于遮光板(1)和托板(2)之間有導向機構(3)相連，可以精確調節遮光板(1)的位置，使其位于激光束中心；托板(2)固定于激光頭(4)上。本發明具有如下優點快速精確地標定激光焦點的位置；本發明的裝置結構簡單，取材方便，成本低廉。
文檔編號B23K26/04GK101823181SQ20091030072
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者王琛元, 羅振軍 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所