一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置的制作方法

本发明涉及激光加工技术领域，具体为一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置。

背景技术：

随着激光器的发展，激光焊应用的范围逐渐的扩大，现激光焊被应用于多个行业，包括:汽车工业、航天航空、造船、电子电器、新型工件成型等行业，目前针对激光焊接的检测手段有光电传感检测，光谱仪检测，工业摄像机拍摄，电探针检测，超声波探测等，其中由于光信号检测在激光焊接中的可靠性与经济性较好，企业常选用光电传感器、光谱仪、工业摄像机作为检测器具对焊接过程的可见光、激光反射、匙孔大小、金属蒸汽面积等信号进行检测。

由于市场需求与工业生产要求，现有的光信号传感检测设备常被整合在激光头上，与加工激光束共用激光头内部的光路结构，对于同轴光信号检测和对光电传感器与光谱仪检测，需要对激光焊接对焦区域进一步分传感区域检测，但由于现有激光头光路结构一体化集成程度高，并不具备良好的传感区域微调能力以实现多个传感区域同时在线检测，因此市场急需一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置，来帮助人们解决现有的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置，以解决上述背景技术中提出的对传感区域二次分区检测功能，且不能影响激光束加工光路与工业摄像头检测的传感区域光路调整装置等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置，包括激光头，所述激光头的内部设置有激光，所述激光头的内部安装有半反射镜，所述半反射镜的一侧安装有反射镜，所述半反射镜和反射镜之间设置有光辐射，所述光辐射的上端一侧设置有分光后包含全部信息的光辐射，所述激光头的一侧设置有光纤接头，且光纤接头的一端安装有光谱仪，所述光纤接头和光谱仪之间通过光纤连接，所述光谱仪的下方安装有光电传感器，所述光电传感器的一侧设置有球绞光路传输模块，且球绞光路传输模块的一端设置有三通分光传输模块，所述三通分光传输模块的内部设置有分光镜，且分光镜和光电传感器之间设置有所选传感区域的光辐射，所述所选传感区域的光辐射的上方安装有聚焦镜，所述球绞光路传输模块的内部设置有球销光路传输模块和球碗光路传输模块，且球碗光路传输模块上安装有插片式轴向微调镜架。

优选的，所述球碗光路传输模块和球销光路传输模块之间通过球绞结构连接，且球绞结构的下方设置有碗耳紧缩结构。

优选的，所述球绞结构和碗耳紧缩结构之间设置有球销光路传输模块输入光路，且球销光路传输模块输入光路的一侧设置有球碗光路传输模块输出光路，所述球销光路传输模块输入光路和球碗光路传输模块输出光路之间设置有镜架插片槽。

优选的，所述球碗光路传输模块圆周上沿轴向设置有多个槽口，且槽口的顶部设置有球槽。

优选的，所述插片式轴向微调镜架的底部设置有底座，所述底座的上端安装有顶盖，且顶盖的前端面设置有螺栓调节旋钮。

优选的，所述顶盖的上端安装有镜片安装架，且镜片安装架的下方设置有曲柄滑块机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置通过设置了三通分光传输模块分光与多个球绞光路传输模块对原有光辐射进行二次分区传输，实现了多个传感区域同时在线检测，保证了输入输出光辐射具有相同的信息量，并且在实现部分光路能够对传感区域进行二次分区检测的同时，使得其中一部分光路依然保有相同的光辐射信息，避免了光辐射信息失真。

2、该基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置通过设置了简易的机械传统结构,实现了精密的镜片轴向位移，保有调节精密度的同时，提高了光路的灵活性，而插片式结构的设计，提高了光路结构的改装性能，并且令改装光路元件更加便捷，在光路传输上可进行万向选区分光，提高了一体化光路结构的灵活性。

附图说明

图1为本发明的结构安装示意图；

图2为本发明球绞光路传输模块的结构示意图；

图3为本发明球绞光路传输模块中球碗光路传输模块的机构示意图；

图4为本发明球绞光路传输模块中插片式轴向微调镜架的机构示意图；

图5为本发明插片式轴向微调镜架的另一种实施例结构示意图。

图中：1、激光头；11、激光；12、半反射镜；13、反射镜；2、光纤接头；21、光纤；3、光谱仪；4、光电传感器；5、球绞光路传输模块；51、聚焦镜；52、球销光路传输模块；521、球销光路传输模块输入光路；53、球碗光路传输模块；531、球碗光路传输模块输出光路；532、球槽；533、镜架插片槽；534、球绞结构；535、碗耳紧缩结构；54、插片式轴向微调镜架；541、曲柄滑块机构；542、螺栓调节旋钮；543、顶盖；544、底座；545、镜片安装架；6、三通分光传输模块；61、分光镜；7、光辐射；71、分光后包含全部信息的光辐射；72、所选传感区域的光辐射。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于激光加工检测的球绞结构光路调整装置，包括激光头1，激光头1的内部设置有激光11，激光头1的内部安装有半反射镜12，半反射镜12的一侧安装有反射镜13，半反射镜12和反射镜13用于将激光头1内部产生的激光11反射至三通分光传输模块6，半反射镜12和反射镜13之间设置有光辐射7，光辐射7的上端一侧设置有分光后包含全部信息的光辐射71，激光头1的一侧设置有光纤接头2，且光纤接头2的一端安装有光谱仪3，光谱仪3是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪3可测量物体表面反射的光线，光纤接头2和光谱仪3之间通过光纤21连接，光谱仪3的下方安装有光电传感器4，光电传感器4是将光信号转换为电信号的一种器件，利用光电效应照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象，光电传感器4的一侧设置有球绞光路传输模块5，且球绞光路传输模块5的一端设置有三通分光传输模块6，三通分光传输模块6能将接收到的光线进行分光，三通分光传输模块6的内部设置有分光镜61，从输入端采集光辐射7，将光辐射7按不同光强比例分成两束含有相同信息量但信号强度不同的光辐射7，且分光镜61和光电传感器4之间设置有所选传感区域的光辐射72，所选传感区域的光辐射72的上方安装有聚焦镜51，球绞光路传输模块5的内部设置有球销光路传输模块52和球碗光路传输模块53，且球碗光路传输模块53上安装有插片式轴向微调镜架54。

进一步，球碗光路传输模块53和球销光路传输模块52之间通过球绞结构534连接，且球绞结构534的下方设置有碗耳紧缩结构535，球绞光路传输模块5通过球绞结构534实现球销光路传输模块52与球碗光路传输模块53在一定球面角内的相对转动，并通过碗耳紧缩结构535使用螺栓锁紧压迫球绞结构534实现当前位置的锁紧。

进一步，球绞结构534和碗耳紧缩结构535之间设置有球销光路传输模块输入光路521，且球销光路传输模块输入光路521的一侧设置有球碗光路传输模块输出光路531，球销光路传输模块输入光路521和球碗光路传输模块输出光路531之间设置有镜架插片槽533，镜架插片槽533用于插片式轴向微调镜架54的安装。

进一步，球碗光路传输模块53圆周上沿轴向设置有多个槽口，且槽口的顶部设置有球槽532，将插片式轴向微调镜架54插入到球绞光路传输模块5的镜架插片槽533中，并通过球槽532进行锁紧。

进一步，插片式轴向微调镜架54的底部设置有底座544，底座544的上端安装有顶盖543，且顶盖543的前端面设置有螺栓调节旋钮542，底座544，增加了插片式轴向微调镜架54的稳定性，顶盖543能保护插片式轴向微调镜架54。

进一步，顶盖543的上端安装有镜片安装架545，且镜片安装架545的下方设置有曲柄滑块机构541，旋转螺栓调节旋钮542，通过推动曲柄滑块机构541，实现镜片安装架545的轴向移动。

工作原理：使用时，进行激光加工光信号多传感区域检测时，激光头1的激光11与工件进行作用，把聚焦区域的所有光辐射7，经过半反射镜12与反射镜13投射到三通分光传输模块6内部的分光镜61进行分光，其中一束传入水平放置的球绞光路传输模块5，由于球销光路传输模块52与球碗光路传输模块53水平，此时所分得的包含完整传感区的光辐射经过插片式轴向微调镜架54中的镜片进行滤光，输入到光电传感器4进行采集；另外一束传入竖直放置的球绞光路传输模块5，由于该球绞光路传输模块5的球销光路传输模块52与球碗光路传输模块53成一定角度，因此分光后包含全部信息的光辐射71中只有所选传感区的光辐射72经过到聚焦镜51，并聚焦到光纤接头2的输入端子上，所选所选传感区的光辐射72到光谱仪3进行检测，从而实现激光加工光信号多个传感区域同时检测，为防止未被选用的所选传感区的光辐射72在镜筒内部反射，本实例的所选球绞光路传输模块5的所有机构件均进行了发黑处理，吸收未被选用的传感区的光辐射。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。