自動對中激光切割頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動對中激光切割頭，屬于激光切割技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著生產自動化的不斷提高，基于手動調節的各種設施機構都因為有人為的過多參與而變得多了很多不確定性，難以滿足批量生產以及加工的實際需求。激光切割機也是如此，因為激光切割頭是激光切割機重要部件之一，使用過程中因為聚焦頭的噴嘴孔徑只有1.5mm左右，因此各處連接機構的配合公差都有可能導致使用過程中激光焦點通過噴嘴的時候產生偏移的現象，因此正常使用過程中需要經常的調整激光的同軸性，由于現在都是手動調整，因此同軸性都是靠人眼通過在噴嘴口粘上透明膠帶打點的方式來觀察，因此不確定因素比較多，經常會出現忘記找同軸，或者是找完的同軸不是很理想的問題，往往正式因為這些問題會經常影響到切割質量的下降，導致產生不好的切割面或者產生不必要的報廢。
【發明內容】
[0003]
本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種自動對中激光切割頭。
[0004]本發明的自動對中激光切割頭，包括頂部的QBH接口(3)、設在QBH接口(3)下方的自動對中調整模塊(2 )、設在自動對中調整模塊(2 )下方的調焦模塊、設在調焦模塊下方的保護鏡模塊(4)和設在保護鏡模塊(4)下方的噴嘴(5)；
所述的自動對中調整模塊(2 )包括調整電機和帶有準直鏡(2-5 )的準直鏡座(2-6 )，所述的調整電機包括X軸調整電機(2-1)和Y軸調整電機(2-3)，所述的準直鏡座(2-6)置于X軸調整電機(2-1)和Y軸調整電機(2-3)的頂部，所述的X軸調整電機(2-1)相對于準直鏡座(2-6)的另一側設有X軸彈簧頂絲(2-4)，所述的Y軸調整電機(2-3)相對于準直鏡座(2-6)的另一側設有Y軸彈簧頂絲(2-2)，兩個彈簧頂絲與兩個調整電機形成十字推拉式的調整結構；
所述的自動對中激光切割頭還包括(XD相機(6-1)、設在(XD相機(6-1)上的鏡頭(6-2),帶有折射鏡(6-3)的折射鏡座(6-4)、選擇性光譜折射鏡(6-7)和帶有聚焦鏡(6-5)的聚焦鏡座(6-6)，所述的選擇性光譜折射鏡(6-7)和聚焦鏡(6-5)設在噴嘴(5)上方，所述的選擇性光譜折射鏡(6-7)與折射鏡(6-3)設在同一水平面且方向相同，所述的聚焦鏡(6-5)設在選擇性光譜折射鏡(6-7)正下方，所述的選擇性光譜折射鏡(6-7)設在準直鏡(2-5)正下方；
所述的的自動對中激光切割頭還包括自動控制系統，所述的自動控制系統包括激光控制切割系統、影像處理器、RS485通訊模塊和PLC，所述的激光控制切割系統與影像處理器相連，所述的影像處理器與C⑶相機相連，所述的RS485通訊模塊與PLC相連。
[0005]本發明主要是對激光切割機切割頭焦點對中部分實現自動化控制，其工作方式主要是借助CCD相機、影像處理器、可編程控制器PLC、調整電機和十字推拉式鏡片調整機構等設施通過對鏡片的位置調整實現焦點平面位置移動調整工作，其主要工作過程為當激光對中需求信號發出時，機床會驅動切割頭運動至固定點，該位置下方水平安裝了一塊銅板，當切割頭運動到銅板正上方時自動對中系統開始按照特定的程序工作，首先CCD相機會對出激光時打在銅板上的火花進行采集，然后通過采集到火花點的位置和噴嘴圓孔成像之間的關系，由影像處理器自動處理圖片然后計算出實際焦點位置與噴嘴中心位置X向和Y向誤差的距離，通過RS485通訊模塊將數據傳送至安裝于電氣柜的可編程控制器中，由可編程控制器對自動對中激光聚焦頭上部的鏡片調整電機發送定位運動信號，實現對鏡片的位置調整工作，可編程控制器通過驅動2個調整電機推拉十字形結構的鏡片調整座從而完成鏡片位置平面調整工作，最終實現焦點位置的調整工作，整個調整過程只需要2次出光采集過程包括一次采樣定位一次采樣比對在短短10秒鐘內就可以實現焦點對中調整整個過程。
[0006]本發明的自動對中激光切割頭具有如下技術效果:
采用CCD自動對中裝置后的激光聚焦頭激光同軸性會更加準確，可以實現每次加工前進行自動對中操作，同時加工過程中也可以根據圖形復雜程度設置特定點實現對中操作，這樣以來切割效果會得到穩定的保證，同時過程中對中功能也讓設備運行過程中的震動等外在因素對切割頭焦點位置的影響進行修正，保證大批量加工的成品率。相比傳統的手動調整方式效率更高，更加精準，同時手動調整存在很多不確定性和誤差因素，也是因為這些原因導致了激光加工的產品效果一致性，批量化加工時成品率下降等問題的產生，同時手動調整無法實現過程中對中功能，難以讓整個生產自動化程度提高。自動對中激光聚焦頭就完全解決了該問題。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的自動對中激光切割頭的結構示意圖；
圖2是本發明的自動對中調整模塊的剖面圖；
圖3是本發明的自動檢測穿孔的激光切割頭的剖面圖；
圖4是本發明的自動檢測穿孔的光路實現原理圖；
圖5是本發明中激光切割控制系統的組成模塊示意圖；
圖6為本發明的工作流程框圖；
圖7為本發明的工作流程詳圖。
[0008]其中，1為切割頭主體，2為自動對中調整模塊，3為QBH接口，4為保護鏡模塊，5為噴嘴，6-1為(XD相機，6-2為鏡頭，6-3為折射鏡，6_4為折射鏡座，6_5為聚焦鏡，6_6為聚焦鏡座，6-7為選擇性光譜折射鏡，2-1為X軸調整電機，2-4為X軸彈簧頂絲，2-3為Y軸調整電機，2-2為Y軸彈簧頂絲，2-5為準直鏡，2-6為準直鏡座。
【具體實施方式】
[0009]如圖1-3所示，本發明的自動對中激光切割頭，包括頂部的QBH接口(3)、設在QBH接口(3)下方的自動對中調整模塊(2)、設在自動對中調整模塊(2)下方的調焦模塊、設在調焦模塊下方的保護鏡模塊(4)和設在保護鏡模塊(4)下方的噴嘴(5)； 所述的自動對中調整模塊(2 )包括調整電機和帶有準直鏡(2-5 )的準直鏡座(2-6 )，所述的調整電機包括X軸調整電機(2-1)和Y軸調整電機(2-3)，所述的準直鏡座(2-6)置于X軸調整電機(2-1)和Y軸調整電機(2-3)的頂部，所述的X軸調整電機(2-1)相對于準直鏡座(2-6)的另一側設有X軸彈簧頂絲(2-4)，所述的Y軸調整電機(2-3)相對于準直鏡座(2-6)的另一側設有Y軸彈簧頂絲(2-2)，兩個彈簧頂絲與兩個調整電機形成十字推拉式的調整結構；
所述的