专利名称：一种快速标定激光焦点位置的方法及机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量技术工程领域，具体是一种快速标定激光焦点位置的方法及机 构。
背景技术：
随着激光技术和激光加工技术的发展，激光加工正逐步进入到加工装备业中。激 光加工具有高效性和精密性的特点。在设备调整的过程中，经常遇到精确标定激光焦点的 问题。传统的方法有两种一种是用大功率脉冲激光在焦点附近由低到高(反之亦然)在钢 板上按一定间隔烧出匙孔，比较匙孔的大小来确定激光焦点位置；另一种方法是用低功率 连续激光在在焦点附近由低到高(反之亦然)在厚纸板或树脂板上烧出一条连续的划痕， 比较划痕的粗细变化来确定激光焦点的位置。这两种方法的缺点是重复试验多，精度低。而 利用激光聚焦镜(凸面镜)的成像原理，以摭挡光路来标定激光焦点的方法尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种实用方便、高精度、高效率、可以快速对激光焦点进行定 位的一种新型方法。本发明的目的是这样实现的一种快速标定激光焦点的方法，将靠近透镜的光路摭挡一半，从而使激光束只成 半圆状的像；在距离按线性变化使激光在焦点的前后位置对钢板进行烧蚀后，比较光斑形 状的变化可以确定激光焦点的位置。本发明同时还公开一种实现权利要求1所述方法的机构，包括摭光板1、托板2，所 述摭光板1和托板2之间有导向机构3相连，可以精确调节摭光板1的位置，使其位于激光 束中心，所述导向机构可采用槽式、导柱导套式等；托板2固定于激光头4上；为冷却被激 光加热的摭光板，所述摭光板1上设置有冷却管5，所述冷却管5内充冷却水或冷干空气，以 冷却被激光加热的摭光板；为了得到更好的冷却效果，所述摭光板1为中空结构；所述摭光 板1材料为铜。本发明具有如下优点1.本发明有意将激光的截面形状改变，极大地方便了对激光在钢板上烧蚀的形貌 的辨别。2.本发明可以快速精确地标定激光焦点的位置。3.实现本发明的装置结构简单，取材方便，成本低廉。4.本发明不仅适用于工业激光器的焦点标定，在采用感光片后，还可以对普通光学透镜进行焦点位置的标定。
图1是实现本发明的机构简图
图2和图3是本发明标定激光焦点的方法示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1为实现本方法的一种机构简图。该机构包括摭光板1和托板2，摭光板1和托 板2之间有导向机构3相连，可以精确调节摭光板的位置，使其位于激光束中心；托板2固 定于激光头4上；摭光板1中空，可在冷却管5内充冷却水或冷干空气，以冷却被激光加热 的摭光板。为了得到更好的冷却效果，摭光板1使用铜件加工。图2和图3是本发明标定激光焦点的操作示例。第一步，将激光头的焦点移至钢板表面的下方(焦点的粗略位置可由高度尺测得)，即得到负离焦的激光；使用摭光板将激 光束的上部摭挡一半，然后以脉冲激光对钢板进行烧蚀后，在钢板上得到一半圆形状的烧 蚀痕迹。第二步，将激光头沿水平方向移动一段距离，同时也沿垂直方向上升一段高度ΔΖ， 重复第一步。第三步，重复第二步，直到激光在钢板上烧蚀出如图3所示的烧蚀痕迹。第 四步，比较图3所示的烧蚀痕迹，可以得到中间最小、呈现圆形的烧蚀痕迹即为激光焦点处 的烧蚀痕迹，或者跟据正负离焦时半圆形烧蚀痕迹的对称性比较亦可以得到激光焦点的位 置。操作时激光功率可设置为500W左右，时间大约0. 5秒，过大的功率容易在钢板表 面烧出匙孔，不利于观察比较；过小则烧蚀痕迹不够清晰。
权利要求
一种快速标定激光焦点的方法，其特征在于将靠近透镜的光路摭挡一半，从而使激光束只成半圆状的像；在距离按线性变化使激光在焦点的前后位置对钢板进行烧蚀后，比较光斑形状的变化可以确定激光焦点的位置。
2.一种实现权利要求1所述方法的机构，包括摭光板(1)、托板(2)，其特征在于摭光 板(1)和托板(2)之间有导向机构(3)相连，可以精确调节摭光板(1)的位置，使其位于激 光束中心；托板⑵固定于激光头⑷上。
3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于所述摭光板(1)上设置有冷却管(5)，所 述冷却管(5)内充冷却水或冷干空气。
4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于所述摭光板(1)为中空结构。
5.根据权利要求3所述的机构，其特征在于所述摭光板(1)材料为铜。
全文摘要
本发明公开一种快速标定激光聚焦焦点位置的方法及机构。将靠近透镜的光路遮挡一半，从而使激光束只成半圆状的像；在距离按线性变化使激光在焦点的前后位置对钢板进行烧蚀后，比较光斑形状的变化可以确定激光焦点的位置。实现所述方法的机构，包括遮光板(1)、托板(2)，其特征在于遮光板(1)和托板(2)之间有导向机构(3)相连，可以精确调节遮光板(1)的位置，使其位于激光束中心；托板(2)固定于激光头(4)上。本发明具有如下优点快速精确地标定激光焦点的位置；本发明的装置结构简单，取材方便，成本低廉。
文档编号B23K26/04GK101823181SQ20091030072
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者王琛元, 罗振军 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所