一种测定激光加工头离焦量的装置的制作方法

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种测定激光加工头离焦量的装置。

背景技术：

随着高功率激光器的发展，激光加工技术在工业领域的应用越来越广泛。在激光加工工艺中，离焦量是指激光束焦点距离被加工工件表面的距离，是影响激光加工质量的一个重要参数指标，如离焦量过大，作用在工件上的功率密度过低，达不到加工效果；如离焦量过小，作用在工件上的功率密度过高，容易熔化激光照射点而破坏工件表面，激光焦点处光斑中心的功率密度最高，容易在工件表面过烧甚至蒸发成孔，离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀，因此，精准确定离焦量并使工件加工面始终位于该位置对工件的加工效果非常重要。

在进行激光加工编程、示教学习，以及编程完成后的模拟运行时，都需要测量与验证工件加工轨迹上各个点的离焦量是否符合工艺参数。目前，离焦量的测定通常采用高度尺测量，具体为先将激光头移至工件上方，用高度尺测量其到工件各关键点及型面过渡点的距离，再根据测量结果修正离焦量，不仅操作麻烦、效率低，而且误差较大，这种测量方法还受到加工空间、工件形状及激光头角度的影响较大，甚至对于复杂的工件高度尺无法测定其离焦量。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种测定激光加工头离焦量的装置，其能够快速定位工艺所需的离焦量，有利于提高定位效率，简化操作，减小误差，而且还可验证工件加工轨迹上各点的离焦量。

基于此，本实用新型提供了一种测定激光加工头离焦量的装置，包括标尺、适于安装于激光加工头的外侧壁的标尺夹持件及用于检测工件加工面上各点离焦量的检测装置，所述标尺上标有刻度；

所述标尺的上端滑动连接于所述标尺夹持件，所述检测装置滑动连接于所述标尺的下端；所述标尺夹持件的表面设有第一读取基准线，所述检测装置靠近所述标尺的一侧设有第二读取基准线；

所述检测装置的下端设有用于与被加工工件表面接触的高灵敏度触点。

作为优选方案，所述检测装置包括滑动连接于所述标尺下端的支架、安装于所述支架上的探测笔及与所述高灵敏度触点连接的报警装置；所述高灵敏度触点设于所述探测笔末端；所述第二读取基准线设于所述支架上。

作为优选方案，所述支架与所述标尺垂直设置，所述高灵敏度触点位于激光加工头发出激光束的轴心线上。

作为优选方案，所述报警装置的电路具有常开和常闭两种模式。

作为优选方案，所述报警装置包括设于所述探测笔上的蜂鸣器和LED指示灯。

作为优选方案，所述标尺夹持件的一侧设有第一锁紧件，所述检测装置靠近所述标尺的一侧设有第二锁紧件。

作为优选方案，所述第一锁紧件与所述第二锁紧件为锁紧螺钉。

作为优选方案，所述标尺为圆柱型。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的测定激光加工头离焦量的装置，通过标尺与检测装置的配合使用，先调整标尺30使标尺30上的刻度0对准标尺夹持件20表面的第一读取基准线21，再滑动检测装置40使第二读取基准线411对准标尺30下端的与焦距相对应的刻度，以使高灵敏度触点43正好处于焦点位置上，最后再根据工艺要求所需的离焦量，调节标尺30的上端，使第一读取基准线21对准标尺30刻度上的离焦量的数值。如此，能够快速、直观、准确地确定工件加工工艺所需的离焦量对应的位置，从而减小误差、提高工艺的精准度，提高工作效率。而且，通过检测装置上设置的高灵敏度触点，还可以持续检测验证工件加工轨迹上各点的离焦量，以确保工件加工面始终保持加工工艺所需的离焦量，进而可确保加工工艺的精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种测定激光加工头离焦量的装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种测定激光加工头离焦量的装置的结构示意图。

其中，10、激光加工头；11、聚焦透镜；20、标尺夹持件；21、第一读取基准线；22、第一锁紧件；30、标尺；40、检测装置；41、支架；411、第二读取基准线；42、探测笔；43、高灵敏度触点；44、第二锁紧件；H、第二读取基准线与高灵敏度触点在竖直方向上的距离；L、激光加工头发现激光束的焦距。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1和图2，示意性地示出了本实用新型的测定激光加工头离焦量的装置，包括标尺30、标尺夹持件20和检测装置40。其中，激光加工头10的外侧壁上设有安装孔，标尺夹持件20通过安装孔安装于激光加工头10的外侧壁上，标尺30的上端可滑动连接于标尺夹持件20上，检测装置40可滑动连接于标尺30的下端。更重要的是，标尺30上标有刻度，标尺夹持件20的表面设有第一读取基准线21，检测装置40靠近标尺30的一侧设有第二读取基准线411，检测装置40用于检测工件加工面上各点离焦量，并且检测装置40的下端设有高灵敏度触点43，该高灵敏度触点43用于与被加工工件表面接触。优选地，为便于在调整好标尺30和检测装置40的位置后，固定它们防止松动，在标尺夹持件20的一侧设有第一锁紧件22，检测装置40靠近标尺30的一侧设有第二锁紧件44。

基于上述技术特征的测定激光加工头离焦量的装置，将标尺夹持件20安装于激光加工头10的外侧壁上，具体地，如图1所示，假设检测装置40上的第二读取基准线411与设于检测装置40下端的高灵敏度触点43在竖直方向上的距离为H，设计时可通过调整标尺夹持件20在激光加工头10外侧壁上的安装位置，使标尺夹持件20上的第一读取基准线21与激光加工头10内的聚焦透镜11的中心在竖直方向的距离等于上述的H，以使得第一读取基准线21与第二读取基准线411在竖直方向的距离等于聚焦透镜11的中心与设于检测装置40下端的高灵敏度触点43在竖直方向的距离。

在要确定工艺所需的离焦量时，首先调整标尺30的上端，使标尺30上的刻度0对准标尺夹持件20表面的第一读取基准线21，然后通过第一锁紧件22将标尺30锁紧，接着打开激光器指示红光，调整高灵敏度触点43的位置使其位于指示红灯的轴心线上，从而保证检测装置40与激光加工头10发出的激光束同轴，假设本例中的激光加工头10发现激光束的焦距(聚焦透镜11的中心到其焦点的距离)为L，再上下滑动与标尺30的下端滑动连接的检测装置40以调节其在标尺30上的位置，使检测装置40上的第二读取基准线411对准标尺30下端的刻度L(例如图1中所示的110刻度位置处)，即此时第一读取基准线21与第二读取基准线411在竖直方向的距离等于L，如此，即可使检测装置40下端的高灵敏度触点43正好处于焦点位置上，接着锁紧第二锁紧件44，将检测装置40与标尺30的相对位置固定下来，关掉激光器指示红光。然后，根据工艺要求所需的离焦量，调节标尺30的上端，使第一读取基准线21对准标尺30刻度上的离焦量的数值(如图2中所示的正离焦或者负离焦)，接着锁紧第一锁紧件22，以固定标尺30的位置，这时检测装置40下端的高灵敏度触点43与激光焦点所在位置的距离，即为工艺要求的离焦量，之后将加工工件的加工面移动到与高灵敏度触点43接触的位置，即可确保工件的加工面的离焦量满足加工工艺需要。高灵敏度触点43用于持续检测加工面是否与其相接触，以确保加工面的离焦量是否始终满足加工工艺需要，出现偏差时及时进行纠正，以保证加工工艺的精准度。

具体地，检测装置40包括滑动连接于标尺30下端的支架41、安装于支架41上的探测笔42及与高灵敏度触点43连接的报警装置(图中未示出)，高灵敏度触点43设于探测笔42的末端，第二读取基准线411设于支架41上。优选地，支架41与标尺30垂直设置，高灵敏度触点43位于激光加工头10发出激光束的轴心线上。进一步优选地，报警装置的电路具有常开和常闭两种模式。如此，在编程或者示教过程中，通过手动操作控制系统，将高灵敏度触点43分别与加工工件的加工面上的关键点或者型面过渡点接触，以调整加工工件加工面上各点的离焦量，将报警装置的电路调至常开模式，当加工工件的加工面接触到高灵敏度触点43的时候，高灵敏度触点开关闭合，报警装置的电路形成回路，报警装置发出报警信号，表示此时加工工件的加工面的离焦量满足工艺要求，可以进行连续自动加工作业。加工作业开始时，高灵敏度触点43与加工工件的加工面处于接触状态，将报警装置的电路调至常闭模式，此时报警装置的电路断开，报警信号消失；在加工过程中，如加工工件的加工面与高灵敏度触点43脱离开，高灵敏度触点开关闭合，报警装置发出报警信号，表示加工工件在报警位置的离焦量存在偏差，需要操作者在此处重新示教或者编程，以调整此处的离焦量，以确保其离焦量始终满足工艺需要，避免出现误差，从而确保加工精度。

作为优选的实施方式，报警装置包括设于探测笔42上的蜂鸣器(图中未示出)和LED指示灯(图中未示出)，报警装置发出的报警信号包括蜂鸣提示声和LED闪烁灯光；第一锁紧件22与第二锁紧件44为锁紧螺钉，在需要锁紧时只需拧紧锁紧螺钉即可，方便锁紧操作。优选地，标尺30为圆柱型，以便于与标尺夹持件20及支架41滑动连接。

综上所述，本实用新型提供的测定激光加工头离焦量的装置，能快速定位工艺所需的离焦量，有利于提高定位效率，简化操作，减小误差，而且通过高灵敏度触点，还可验证工件加工轨迹上各点的离焦量，具有较高的应用推广前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。