一种测定离焦量的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定离焦量的方法及系统，用于扫描振镜系统中离焦量的测量，包括如下步骤：确定激光λ1的焦平面；测量结构光λ3与水平面之间形成一倾角α及焦距的值；测量指示光λ2偏离垂直面的角度θ；根据公式计算得出离焦量。本发明克服了常规测量工具由于读数引入的误差，并能实现非接触的距离测量，避免了常规测量对工件的损伤，并能实现狭小空间内的测距，提高了加工效率。
【专利说明】—种测定离焦量的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种距离测定方法，特别涉及一种可应用于激光打标、焊接、选择性烧结领域的离焦量测定方法及系统。
【背景技术】
[0002]离焦量就是焦点离作用物质间的距离，离焦量对激光加工质量的影响很大，某些激光加工通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点一定距离的各平面上，功率密度分布相对均匀。
[0003]在应用扫描振镜进行激光打标、激光扫描振镜焊接、选择性烧结过程中，常常需要控制离焦量。为确定工件表面的离焦量，人们往往采用直尺测量工件与输出镜头之间的距离，即工作距离，利用工作距离与离焦量相差。采用直尺测量的方法，人为度数会存在相当大的误差。此外，在有些狭小或者密封空间无法使用常规的度量工具测量。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明旨在提供一种测定离焦量的方法及系统，避免人为度数，实现非接触性的精确测量。
[0005]技术方案:本发明所述的一种测定离焦量的方法，用于扫描振镜系统中离焦量的测量，包括如下步骤:
[0006]I)在工作平台上放置标准件，调整激光λ i垂直出射的高度，使激光λ i的焦平面位于标准件的工作面；
[0007]2)打开指示灯，指示灯的指示光λ 2与激光λ i共光路；
[0008]3)引入第二光源，第二光源位于指示灯一侧，第二光源出射的结构光λ 3与水平面之间形成一倾角α ;
[0009]4)调整倾角α，使指示光λ 2的中心与结构光λ 3的中心在激光λ I的焦平面上重合后，测量倾角α以及焦距的值；
[0010]5)将标准件更换为待加工件，当待加工件的工作面未处于激光λ i的焦平面时，调整指示光入2的出射角度，使指示光入2的中心与结构光入3的中心在待加工件工作面上重合，测量指示光λ 2偏离垂直面的角度Θ ;
[0011]6)通过公式计算离焦量的值:
【权利要求】
1.一种测定离焦量的方法，用于激光加工中离焦量的测量，其特征在于，包括如下步骤: 1)在工作平台上放置标准件，调整激光X1S直出射的高度，使激光X1的焦平面位于标准件的工作面； 2)打开指示灯，指示灯的指示光λ2与激光λ i共光路； 3)引入第二光源，第二光源位于指示灯一侧，第二光源出射的结构光λ3与水平面之间形成一倾角α ； 4)调整倾角α，使指示光λ2的中心与结构光λ 3的中心在激光A1的焦平面上重合后，测量倾角α以及焦距的值； 5)将标准件更换为待加工件，当待加工件的工作面未处于激光λi的焦平面时，调整指示光的出射角度，使指示光λ2的中心与结构光λ 3的中心在待加工件工作面上重合，测量指示光λ2偏离垂直面的角度Θ ； 6)通过公式计算离焦量的值:
IacI = IabI.cosa *cosg 1111 cos (a + θ)
IBCI = abs(|AC|-|AB|) 其中I Be I为离焦量，I Ac I为工作面与输出透镜的距离，|ab|为焦距，α为结构光入3的倾角，θ为指示光λ2偏离垂直面的角度。
2.根据权利要求1所述的测定离焦量的方法，其特征在于，所述步骤5)在将标准件更换为待加工件后，再次调整激光λ I垂直出射的高度，以调整激光λ I的焦平面与待加工件的工作面之间的距离。
3.一种测定离焦量的系统，包括激光光源、用于发射指示光入2的指示灯，用于测量焦距的激光位移传感器，其特征在于，还包括: 光路调整装置(I)，用于调整激光入1和指示光λ 2的光路，以及测量指示光λ2偏离垂直面的角度Θ ; 结构光发射器(2)，作为引入的第二光源位于指示灯一侧，用于发射结构光λ3，以及测量结构光λ 3与水平面之间形成的倾角α。
4.根据权利要求2所述的测定离焦量的系统，其特征在于，所述光路调整装置(I)包括反射镜、转动装置和角度传感器，反射镜通过转动装置进行转动以调整光路，角度传感器用于测量所述角度Θ。
5.根据权利要求2所述的测定离焦量的系统，其特征在于，还包括输出透镜(3)，位于光路调整装置(I)的底部，用于聚焦光束。
【文档编号】G01B11/14GK104165596SQ201410443058
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】孟繁霖, 付强, 周军, 王国峰, 邢飞 申请人:南京中科神光科技有限公司