专利名称：激光焦点检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光焦点检测装置。
背景技术：
当今汽车制造设备市场，激光加工的使用越来越广泛，同时激光加工有很多优势的同时，对于加工的条件要求也比较高，比如较高的焊缝间隙保证，材料的预处理等。激光加工质量与激光焦点与エ件之间的相对位置有着密切的关系。离焦量为激光束焦点与试板表面的距离。在焊接时，离焦量的绝对值等于焦点到试板表面的距离，位于试板表面以上为正值，焦点位于试板表面以下为负值，位于试板上表面时为零。在激光焊接中，焦点位置的变化对焊接质量有直接影响。 调节离焦量，本质是调节激光束照射在材料表面的光斑面积。离焦量越小，激光束照射面积越小，能量密度越大。离焦量为零时，材料表面的激光能量密度最大。不同的能量密度可能导致不同的焊接模式，从而造成焊接过程的不稳定，严重影响焊接质量。激光焊接中有很多因素都可能改变激光的焦距长度，从而改变激光的离焦量，例如焊接飞溅污染透镜导致的热透镜效应、焊接等离子体以及焊接烟尘对激光束散射都会导致激光束焦点的偏移。因此，定期检测激光的焦点位置是保证焊接质量的重要程序。普通的激光焊接站，激光焦点的检测首先通过不准确的测量或者经验预估出大概位置，然后再进行焊接试样的焊接，需要操作人员多次进入焊接站内，増加了检测时间，同时也增加了操作人员的人身危险。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种激光焦点检测装置，以检测出激光焦点的位置。为实现所述目的的激光焦点检测装置，用于检测激光焊接系统的焦点，其特点是，包括支撑平台、在支撑平台上固定的测试板、压紧装置以及在支撑平台上由压紧装置夹紧的试样板，测试板具有十字交叉线，该十字交叉线的中心与激光焊接系统的设计焦点位置重合，该试样板具有中心焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第二焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第三焊接区域，第三焊接区域比第二焊接区域离中心焊接区域更远。利用测试板来测试焊接系统的设计焦点，再利用试样板来验证焦点的有效性，从而可以实现对激光焦点的准确检测，保证激光加工质量的稳定，缩短设备停机时间，大大提高生产效率。
图I是激光焦点检测装置的示意性轴测视图。图2是试样板的工作原理图。图3是激光焦点检测装置的平面视图。
具体实施方式
如图I所示，激光焦点检测装置包括支撑平台I、放置在支撑平台I上的试样板2、将试样板2压紧在支撑平台I上的压紧装置3、带十字交叉线的测试板4。测试板4的十字交叉线的焦点为激光焊接系统的设计焦点重合。测试板4的十字交叉线的确定方法如下首先确保激光焊接系统的激光光束关闭，打开激光焊接系统的指光，然后打开焊接头上的两个发光模块的覆盖，这时候会看到加工区域(即测试板)出现了ー个红点，这个红点同时也是扫描焊接所覆盖椭圆区域的中心点，启动两个发光模块，红光从发光模块的狭缝中发出，形成一条红色线段，其中ー个模块经过90°翻转，所以在加工区域可以看到一个红色交叉线，调整焊接头和加工区域的距离，使红色交叉线的中心和红点重合，此时焊接头和エ件的距离就是聚焦镜的焦距，此时的设计离焦量为零。在前述步骤中，以测试板4的十字交叉线来替代红色交叉线，并固定测试板4在支撑平台I上，这样测试板4就可以重 复使用，而不必毎次都要进行前述步骤，只需要将激光焊接系统的焊接头调整，依据测试板4的十字交叉线，就可以确定出激光焊接系统的设计焦点。如前所述，激光焊接中有很多因素都可能改变激光的焦距长度，从而改变激光的离焦量，例如焊接飞溅污染透镜导致的热透镜效应、焊接等离子体以及焊接烟尘对激光束散射都会导致激光束焦点的偏移。因此，检测激光的焦点位置是保证焊接质量的重要程序。仅依靠测试板4确定出的设计焦点而确定的离焦量可能并非实际焊接模式需要的离焦量，因此，还需要验证激光焊接系统的焦点的有效性。如图2所示，试样板2具有至少5个焊接区域(用于焊接的焊缝等区域)，即中心焊接区域21、在中心焊接区域21两侧对称分布的第二焊接区域22、在中心焊接区域21两侧对称分布的第三焊接区域23，第三焊接区域23比第二焊接区域22离中心焊接区域21更远。如图3所示，在试样板2的装夹区域配置压紧装置3 (例如放置ー块钢板)，以压紧试样板，然后调用控制系统中的预置程序，在当前的Z轴位置处，设置离焦量-IOmm 10mm, -2mm 2mm等。在试样板2的中心焊接区域21、两第二焊接区域22、两第三焊接区域23分别进行焊接试验。焊后的试样图如图2焊缝示意图所示。焊接试验后，通过目测可以看到图2中，中间位置的焊接宽度最小，此时离焦量为零，即激光的焦点位置位于试样板2的上表面，试样板2的焊接结果与红光检测结果一致。
权利要求1.一种激光焦点检测装置，用于检测激光焊接系统的焦点，其特征在于，包括支撑平台、在支撑平台上固定的测试板、压紧装置以及在支撑平台上由压紧装置夹紧的试样板，测试板具有十字交叉线，该十字交叉线的中心与激光焊接系统的设计焦点位置重合，该试样板具有中心焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第二焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第三焊接区域，第三焊接区域比第二焊接区域离中心焊接区域更远。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种激光焦点检测装置，以检测出激光焦点的位置。为实现所述目的的激光焦点检测装置，用于检测激光焊接系统的焦点，其特点是，包括支撑平台、在支撑平台上固定的测试板、压紧装置以及在支撑平台上由压紧装置夹紧的试样板，测试板具有十字交叉线，该十字交叉线的中心与激光焊接系统的设计焦点位置重合，该试样板具有中心焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第二焊接区域、在中心焊接区域两侧对称分布的第三焊接区域，第三焊接区域比第二焊接区域离中心焊接区域更远。
文档编号B23K26/42GK202517197SQ20112052390
公开日2012年11月7日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者孙立德, 王鹏, 程兴潇 申请人:佛吉亚(上海)管理有限公司