本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种激光同轴加工装置及方法。
背景技术：
现有的同轴加工方法如对阶梯轴的加工通常依靠调整卡盘和工件轴线来保证同轴度，每加工一个零件就要调整一次，并且要依赖于工人师傅的经验和水平，还得靠机床的精度，费时又费力，并且精度不容易保证，最终影响产品的质量。
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对金属或非金属材料进行钻开、焊接、表面处理、打孔、微加工以及作为光源，识别物体等的一门技术。激光机一般靠激光电源带动激光管发光，通过几个反光镜的折射，使光线传输到激光头，再由激光头上安装的聚焦镜将光线汇聚成为一点，而这一点可以达到很高的温度，从而将材料瞬间去除或切开，达到钻开或切割目的。
现有的激光加工系统包括用于反射激光的振镜系统和用于辨识加工位置的CCD图像采集系统，其中振镜系统需要将激光聚焦到工件的待加工位置，同时CCD图像采集系统也需要采集工件上待加工位置的图像信息，以便确认加工位置和加工参数。现在的激光加工系统是将所述的振镜系统和CCD图像采集系统采用轮换对位的方式来加工和监控采集图像信息，比如：电机先驱动CCD图像采集系统到预定的位置进行图像采集，采集完成后，CCD图像采集系统移开；再通过电机将振镜系统驱动到预定的位置进行切割。这种轮换对位的方式由于存在位置的交换过程，所以浪费时间；而且由于位移过程中会存在误差，所以也增大了加工误差，给提高加工精度增加了难度。
技术实现要素：
本发明提供了一种激光同轴加工装置及方法，以解决现有技术中存在的费时费力，精度不高以及降低产品质量的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种激光同轴加工装置，包括激光器、依次设于所述激光器下方的第一分光镜和待加工工件、与所述第一分光镜水平设置的第二分光镜、分设于所述第二分光镜两侧的光源和图像采集及处理单元以及分别与所述激光器和图像采集及处理单元连接的控制器，所述激光器和第二分光镜分设于所述第一分光镜的两侧，所述激光器、光源和图像采集及处理单元的光轴同轴设置。
进一步的，所述第一分光镜和第二分光镜与水平方向的夹角为45度。
进一步的，所述第一分光镜与所述激光器对应的一侧设有透光膜。
进一步的，所述光源位于所述第二分光镜上方，所述图像采集及处理单元位于所述第二分光镜右侧。
进一步的，所述第二分光镜与所述图像采集单元对应的一侧设有透光膜。
进一步的，所述图像采集及处理单元采用CCD图像采集及处理单元。
本发明还提供一种如上所述的激光同轴加工装置的加工方法，包括以下步骤：
S1：所述光源发出的光线依次经第二分光镜和第一分光镜反射后投射至待加工工件表面进行反射，反射的光线依次经第一分光镜和第二分光镜后由所述图像采集及处理单元进行采集；
S2：所述图像采集及处理单元根据采集的图像确定待加工工件的加工轮廓和加工点的坐标信息，并将上述信息发送至控制器；
S3：所述控制器根据接收的加工轮廓和加工点的坐标信息控制激光器发出激光对待加工工件进行同轴加工。
进一步的，所述光源发出的光束、图像采集及处理单元发出的光束以及激光器发出的激光束为同轴光。
进一步的，所述光源发出的光线依次经第二分光镜和第一分光镜反射后垂直入射到待加工工件的表面，所述激光器发出的激光从第一分光镜中透射之后垂直入射到所述待加工工件的表面。
本发明提供的激光同轴加工装置及方法，该装置包括激光器、依次设于所述激光器下方的第一分光镜和待加工工件、与所述第一分光镜水平设置的第二分光镜、分设于所述第二分光镜两侧的光源和图像采集及处理单元以及分别与所述激光器和图像采集及处理单元连接的控制器，所述激光器和第二分光镜分设于所述第一分光镜的两侧，所述激光器、光源和图像采集及处理单元的光轴同轴设置。本发明中激光器、光源和图像采集及处理单元的光轴同轴设置，通过设置第一分光镜和第二分光镜实现了同轴加工，只要进行一次调整，即可实现不间断加工，提高了效率，且保证了加工精度；同时激光加工精度高，可满足多种工艺，不仅可以加工高精度内孔，还可以进行去毛刺加工，提高精度的同时实现一机多用，节约了成本。
附图说明
图1是本发明激光同轴加工装置的结构示意图。
图中所示：1、激光器；2、第一分光镜；3、待加工工件；4、第二分光镜；5、光源；6、图像采集及处理单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
如图1所示，本发明提供了一种激光同轴加工装置，包括激光器1、依次设于所述激光器1下方的第一分光镜2和待加工工件3、与所述第一分光镜2水平设置的第二分光镜4、分设于所述第二分光镜4两侧的光源5和图像采集及处理单元6以及分别与所述激光器1和图像采集及处理单元6连接的控制器(图中未标出)，所述激光器1和第二分光镜4分设于所述第一分光镜2的两侧，所述激光器1、光源5和图像采集及处理单元6的光轴同轴设置。具体的，所述激光器1、光源5和图像采集及处理单元6的光轴同轴设置，三者发出的光为同轴光，第一分光镜2和第二分光镜4沿水平方向相互平行设置，对光源5或激光器1发出的光进行透射或反射以实现同轴加工，光源5发出的光线依次经第二分光镜4和第一分光镜2反射后投射至待加工工件3表面进行反射，本实施例中是指上表面，反射的光线依次经第一分光镜2和第二分光镜4后由所述图像采集及处理单元6进行采集并根据采集的图像获得待加工工件的加工轮廓和加工点的坐标信息，并将上述信息发送至控制器以控制激光器1发出激光对待加工工件3进行同轴加工，在加工过程中，只要进行一次调整即可实现对不同的待加工工件3的连续加工，提高了效率，且保证了加工精度。
优选的，所述第一分光镜2和第二分光镜4与水平方向的夹角为45度，所述第一分光镜2与所述激光器1对应的一侧设有透光膜，图1中，激光器1位于第一分光镜2的上方，对应的，透光膜位于第一分光镜2的左侧，激光器1发出的激光从第一分光镜2透射之后垂直入射到所述待加工工件3的表面。
优选的，所述光源5位于所述第二分光镜4上方，所述图像采集及处理单元6位于所述第二分光镜4右侧，所述第二分光镜4与所述图像采集及处理单元6对应的一侧设有透光膜，对光源5发出的光线进行反射，对图像采集及处理单元6发出的光线进行透射，使其透过第二分光镜4采集其左侧的图像。优选的，所述图像采集及处理单元6采用CCD图像采集及处理单元。
本发明还提供一种如上所述的激光同轴加工装置的加工方法，包括以下步骤：
S1：所述光源5发出的光线依次经第二分光镜4和第一分光镜2反射后投射至待加工工件3的表面进行反射，反射的光线依次经第一分光镜2和第二分光镜4后由所述图像采集及处理单元6进行采集；具体的，所述光源5位于所述第二分光镜4上方，所述图像采集及处理单元6位于所述第二分光镜4右侧，所述第二分光镜4与所述图像采集及处理单元6对应的一侧设有透光膜，对光源5发出的光线进行反射，对图像采集及处理单元6发出的光线进行透射，使其透过第二分光镜4采集其左侧的图像。本实施例中，所述光源5发出的光线依次经第二分光镜4和第一分光镜2反射后垂直入射到待加工工件3表面。
S2：所述图像采集及处理单元6根据采集的图像获得待加工工件3的加工点轮廓和坐标信息，并将上述信息发送至控制器；由于激光器1、光源5和图像采集及处理单元6的光轴同轴设置，即三者中心发出的光打到待加工工件3时保持重合，使从三者对应点出发的光束形成同轴光，非对应点的光束为平行光，如图1中经过第一分光镜2后的细实线和虚线平行，因此三者的坐标系一致，根据图像采集及处理单元6获得的待加工工件3的加工点轮廓和坐标信息进行加工可以保证加工精度。
S3：所述控制器根据获得的加工点轮廓和坐标信息控制激光器发出激光对待加工工件3进行加工。具体的，所述激光器1发出的激光从第一分光镜2中透射过之后垂直入射到所述待加工工件3表面。
综上所述，本发明提供的激光同轴加工装置及方法，该装置包括激光器1、依次设于所述激光器1下方的第一分光镜2和待加工工件3、与所述第一分光镜2水平设置的第二分光镜4、分设于所述第二分光镜4两侧的光源5和图像采集及处理单元6以及分别与所述激光器1和图像及处理采集单元6连接的控制器，所述激光器1和第二分光镜4分设于所述第一分光镜2的两侧，所述激光器1、光源5和图像采集及处理单元6的光轴同轴设置。本发明中激光器1、光源5和图像采集及处理单元6的光轴同轴设置，通过设置第一分光镜2和第二分光镜4实现了同轴加工，只要进行一次调整，即可实现不间断加工，提高了效率，且保证了加工精度；同时激光加工精度高，可满足多种工艺，不仅可以加工高精度内孔，还可以进行去毛刺加工，提高精度的同时实现一机多用，节约了成本。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。