中激光切割头还包括(XD相机(6-1)、设在(XD相机(6_1)上的镜头(6-2),带有折射镜(6-3)的折射镜座(6-4)、选择性光谱折射镜(6-7)和带有聚焦镜(6-5)的聚焦镜座(6-6)，所述的选择性光谱折射镜(6-7)和聚焦镜(6-5)设在喷嘴(5)上方，所述的选择性光谱折射镜(6-7)与折射镜(6-3)设在同一水平面且方向相同，所述的聚焦镜(6-5)设在选择性光谱折射镜(6-7)正下方，所述的选择性光谱折射镜(6-7)设在准直镜(2-5)正下方；
[0022]所述的自动对中激光切割头还包括自动控制系统，所述的自动控制系统包括激光控制切割系统、影像处理器、RS485通讯模块和PLC，所述的激光控制切割系统与影像处理器相连，所述的影像处理器与CCD相机相连，所述的RS485通讯模块与PLC相连。
[0023]如图5所示，本实用新型中的激光切割控制系统，包括工业控制电脑、电容调高控制器、显示器外设和无线遥控手柄等，工业控制电脑内设有运动控制卡，用于控制伺服系统和齿轮齿条传动机构。
[0024]本实用新型的影像处理器，为工业影像处理器，与(XD相机联合使用。
[0025]所述的激光控制切割系统用于向激光切割机的激光器发出对中信号；
[0026]所述的影像处理器用于采集图像、分析激光点位置以及调整结束后向激光控制切割系统发出结束信号；
[0027]所述的RS485通讯模块用于接收影像处理器的信号，以及向PLC发送位置指令；
[0028]所述的PLC用于根据定位指令控制X、Y轴调整电机。
[0029]本实用新型中的激光控制切割系统、影像处理器、RS485通讯模块和PLC均为现有技术。
[0030]如图4所示，本实用新型中，光路实现的过程如下:激光通过激光光纤输出后，经过准直镜(2-5)对光束进行准直，也就是平行化处理，然后通过选择性光谱折射镜(6-7)，最终经过聚焦镜(6-5)进行聚焦行程能量密集型光斑进行切割操作，同时CCD相机(6-1)通过折射镜(6-3)以及选择性光谱折射镜(6-7)两片部分波长反射镜后经过聚焦镜实现对焦点周围的影像扑捉(所谓部分波长反射镜是指1060-1070nm波长激光全透，400-550波长可见光全反)，因为(XD扑捉的光束波长范围是可见光，400-670nm之间，为了避免对红色指示激光650nm波段光进行反射影像画面质量因此部分波长反射镜只对400-550nm波段激光进行反射成像。光路实现过程中反映了 CCD对图像采集的一个方案，因为CCD是侧装的但是要与激光进行同轴拍摄涉及到了里面有两片比较特殊的特定补偿反射镜片，所以光路实现过程图可说明用途和安装位置。
[0031]如图6、7所示，本实用新型的工作过程如下:
[0032]1)激光切割控制系统发出对中信号；
[0033]2)激光切割机中的激光器开始发出激光；
[0034]3)影像处理器开始采集图像；
[0035]4) (XD相机通过镜头采集喷嘴影像；
[0036]5)回传影像至影像处理器；通过选择性光谱折射镜将可见光反射至(XD相机，通过(XD相机可以将实时画面传送至影像处理器进行处理；
[0037]6)影像处理器分析激光点位置，如光点位置有偏移，通过RS485通讯模块发送位置指令，PLC定位控制轴向电机定位，PLC按照位置信息驱动X轴调整电机(2-1)和Y轴调整电机(2-3)进行相对位置定位，由于准直镜座(2-6)需要在二维方向进行全向调整，因此准直镜座(2-6)和电机之间不能进行固定，通过推和对向第一弹簧顶丝(2-2)或第二弹簧顶丝(2-4)顶的方式进行双向定位操作。进行二次测试，直至激光点位于圆心；如激光点位于圆心，则调整结束；
[0038]7)返回步骤1)，重复刚才的对中操作进行效果验证，达到理想误差范围后输出完成信号。
【主权项】
1.自动对中激光切割头，其特征在于，包括顶部的QBH接口( 3 )、设在QBH接口( 3 )下方的自动对中调整模块(2 )、设在自动对中调整模块(2 )下方的调焦模块、设在调焦模块下方的保护镜模块(4)和设在保护镜模块(4)下方的喷嘴(5)； 所述的自动对中调整模块(2 )包括调整电机和带有准直镜(2-5 )的准直镜座(2-6 )，所述的调整电机包括X轴调整电机(2-1)和Y轴调整电机(2-3)，所述的准直镜座(2-6)置于X轴调整电机(2-1)和Y轴调整电机(2-3)的顶部，所述的X轴调整电机(2-1)相对于准直镜座(2-6)的另一侧设有X轴弹簧顶丝(2-4)，所述的Y轴调整电机(2-3)相对于准直镜座(2-6)的另一侧设有Y轴弹簧顶丝(2-2)，两个弹簧顶丝与两个调整电机形成十字推拉式的调整结构； 所述的自动对中激光切割头还包括(XD相机(6-1)、设在(XD相机(6-1)上的镜头(6-2),带有折射镜(6-3)的折射镜座(6-4)、选择性光谱折射镜(6-7)和带有聚焦镜(6-5)的聚焦镜座(6-6)，所述的选择性光谱折射镜(6-7)和聚焦镜(6-5)设在喷嘴(5)上方，所述的选择性光谱折射镜(6-7)与折射镜(6-3)设在同一水平面且方向相同，所述的聚焦镜(6-5)设在选择性光谱折射镜(6-7)正下方，所述的选择性光谱折射镜(6-7)设在准直镜(2-5)正下方； 所述的自动对中激光切割头还包括自动控制系统，所述的自动控制系统包括激光控制切割系统、影像处理器、RS485通讯模块和PLC，所述的激光控制切割系统与影像处理器相连，所述的影像处理器与CCD相机相连，所述的RS485通讯模块与PLC相连。
【专利摘要】本实用新型提供了一种自动对中激光切割头，包括顶部的QBH接口（3）、设在QBH接口（3）下方的自动对中调整模块（2）、设在自动对中调整模块（2）下方的调焦模块、设在调焦模块下方的保护镜模块（4）和设在保护镜模块（4）下方的喷嘴（5）。本实用新型的自动对中激光切割头具有如下技术效果：采用CCD自动对中装置后的激光聚焦头激光同轴性会更加准确，可以实现每次加工前进行自动对中操作，同时加工过程中也可以根据图形复杂程度设置特定点实现对中操作，这样以来切割效果会得到稳定的保证，同时过程中对中功能也让设备运行过程中的震动等外在因素对切割头焦点位置的影响进行修正，保证大批量加工的成品率。
【IPC分类】B23K26/042, B23K26/38
【公开号】CN205129178
【申请号】CN201520779458
【发明人】李朝辉
【申请人】江苏大金激光科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月9日