一種具有監視功能的雷射加工頭的製作方法
2023-07-19 16:56:21 3
一種具有監視功能的雷射加工頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於雷射加工設備領域，公開了一種具有監視功能的雷射加工頭，包括工業相機、聚焦鏡及第一全反射鏡，聚焦鏡與第一全反射鏡沿雷射傳輸方向依次設置，第一全反射鏡設置於工業相機的光軸上，反射雷射而透射工業相機所需白光，該工業相機為彩色相機。本實用新型通過對雷射加工頭的內部結構進行調整，設置工業相機使其與聚焦鏡不同軸，但仍與雷射最終的焦點位置同軸，使得白光作為光源，無需再通過聚焦鏡進入工業相機，從而可以避免色差問題，實現通過彩色相機獲取彩色影像的目的。
【專利說明】一種具有監視功能的雷射加工頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷射加工設備領域，尤其涉及一種具有監視功能的雷射加工頭。
【背景技術】
[0002]雷射加工頭上通常會安裝工業相機，以便於在雷射加工過程中監視加工位置的情況。如圖1所示為現有具有監視功能的雷射焊接頭，雷射標記加工頭或雷射切割頭的結構與其類似，為了能夠在最佳位置拍攝到加工位置的情況，通常將工業相機101與聚焦鏡102同軸設置。如果雷射加工頭上安裝的工業相機為彩色相機，當採用白光作為照明光源時，由於聚焦鏡片對於不同波長的光折射率不同，白光經過該鏡片後無法聚焦於同一點，因此相機感光晶片無法同時在焦點位置接收到所有顏色的光，進而無法形成清晰的彩色像，也就是會產生我們通常所說的色差；如果採用單色光例如藍光進行照明，雖可形成清晰的圖像，但也只能形成單色影像，從而失去了彩色相機原本的意義。因此雷射加工頭上安裝的工業相機通常為黑白相機，採用單色光進行照明，形成黑白的影像。然而黑白影像由於色彩的局限性，監視效果並不理想，使用者仍希望能夠獲得彩色影像，使加工位置的情況得以更加真實直觀的呈現。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足，而提供一種具有監視功能的雷射加工頭，能夠使用彩色相機獲取加工位置的彩色影像。
[0004]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:提供一種具有監視功能的雷射加工頭，包括工業相機、聚焦鏡及第一全反射鏡，所述聚焦鏡與第一全反射鏡沿雷射傳輸方向依次設置，所述第一全反射鏡設置於工業相機的光軸上，反射雷射而透射工業相機所需白光，所述工業相機為彩色相機。
[0005]進一步地，所述第一全反射鏡與聚焦鏡的光軸及工業相機的光軸均成45度夾角，聚焦鏡的光軸與工業相機的光軸垂直。
[0006]進一步地，所述聚焦鏡與第一全反射鏡之間設置第二全反射鏡，第二全反射鏡與聚焦鏡的光軸、以及第一全反射鏡與工業相機的光軸均成45度夾角，聚焦鏡的光軸與工業相機的光軸平行。
[0007]進一步地，該加工頭還包括一準直鏡，所述準直鏡設置於聚焦鏡的雷射入射端。
[0008]進一步地，該加工頭還包括一白光光源，所述光源設置於第一全反射鏡的雷射出射端。
[0009]進一步地，所述光源呈環形。
[0010]本實用新型通過對雷射加工頭的內部結構進行調整，設置工業相機使其與聚焦鏡不同軸，但仍與雷射最終的焦點位置同軸，使得白光作為光源，無需再通過聚焦鏡進入工業相機，從而可以避免色差問題，實現通過彩色相機獲取彩色影像的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為現有具有監視功能雷射焊接頭的結構示意圖；
[0012]圖2、圖3、圖4為本實用新型雷射加工頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述。
[0014]如圖2、圖3所示，本實用新型的雷射加工頭，包括工業相機201、聚焦鏡202及第一全反射鏡203，聚焦鏡202與第一全反射鏡203沿雷射傳輸方向依次設置，雷射傳輸方向如圖中箭頭所不,第一全反射鏡203設置於工業相機201的光軸上。雷射由聚焦鏡202聚焦後，傳輸至第一全反射鏡203，由第一全反射鏡203反射後進行物件加工；工業相機201工作所需的光線照射在待加工物件上形成漫反射後，經第一全反射鏡203透射進入工業相機201，在工業相機201的感光晶片上形成影像。工業相機201為彩色相機，而其工作所需光線為白光，以獲得待加工物件的彩色影像，通常在環境光強度足夠的情況下直接使用環境光作為其光源。
[0015]通常設置第一全反射鏡203與聚焦鏡202的光軸、以及工業相機201的光軸成45度夾角，聚焦鏡202的光軸與工業相機201的光軸垂直，如圖2所示。此時，各機械部件均為水平或垂直設置，設計及安裝較為簡單，外形也較美觀。當然，第一全反射鏡203與聚焦鏡202的光軸、以及工業相機201的光軸之間的夾角亦可根據實際使用情況設置為其它角度。
[0016]也可以在聚焦鏡202與第一全反射鏡203之間設置第二全反射鏡204，如圖4所示，雷射由聚焦鏡202聚焦後，先後經第二全反射鏡204、第一全反射鏡203反射後進行物件加工，聚焦鏡202的光軸與工業相機201的光軸平行，第一全反射鏡203與工業相機201的光軸、以及第二全反射鏡204與聚焦鏡202的光軸均成45度夾角。
[0017]採用圖2或圖3所示的設置方式，聚焦鏡202呈豎直狀態，雷射沿水平方向傳輸至聚焦鏡202 ;採用圖4所示的設置方式，聚焦鏡202呈水平狀態，雷射沿豎直方向傳輸至聚焦鏡202，兩種不同的設置方式，可分別適用於不同的應用場合。
[0018]如圖2、圖3、圖4所示，本實用新型的雷射加工頭還包括一準直鏡205，該準直鏡設置在聚焦鏡202的雷射入射端。雷射先通過準直鏡205進行擴束整形之後，再通過聚焦鏡202聚焦，可獲得直徑更小的光斑，相應的，出射雷射的單點能量也更強。其中，圖2與圖3所示結構的不同在於準直鏡205的設置方向不同，圖2中準直鏡205與聚焦鏡202的光軸垂直，兩者之間通過一全反射鏡實現雷射的傳輸，而圖3中準直鏡205與聚焦鏡202同軸安裝，兩圖所示不同的結構適用於不同的應用場合。
[0019]該加工頭還包括一白光光源206,設置在第一全反射鏡203的雷射出射端,亦即雷射傳輸方向的末端，此處不僅安裝方便，且與待加工物件的距離最近，照明效果最好。該光源呈環形，以保證待加工物件在各個方向接收到的光強均等，從而保證影像的亮度均勻。當環境光的強度不夠時，可開啟該白光光源，即可保證工業相機201所拍攝影像的清晰度。
[0020]本實用新型的雷射加工頭既可以是雷射焊接頭，也可以是雷射切割頭或雷射標記加工頭。雷射標記加工頭在實際的結構設置中，沿雷射傳輸方向，聚焦鏡之前的部分與雷射焊接頭、切割頭可能略有不同，但其聚焦鏡與工業相機不同軸設置，從而可以採用彩色相機進行監視的技術思想是相同的。
【權利要求】
1.一種具有監視功能的雷射加工頭，包括工業相機、聚焦鏡及第一全反射鏡，其特徵在於:所述聚焦鏡與第一全反射鏡沿雷射傳輸方向依次設置，所述第一全反射鏡設置於工業相機的光軸上，反射雷射而透射工業相機所需白光，所述工業相機為彩色相機。
2.根據權利要求1所述的雷射加工頭，其特徵在於:所述第一全反射鏡與聚焦鏡的光軸及工業相機的光軸均成45度夾角，聚焦鏡的光軸與工業相機的光軸垂直。
3.根據權利要求1所述的雷射加工頭，其特徵在於:所述聚焦鏡與第一全反射鏡之間設置第二全反射鏡，第二全反射鏡與聚焦鏡的光軸、以及第一全反射鏡與工業相機的光軸均成45度夾角，聚焦鏡的光軸與工業相機的光軸平行。
4.根據權利要求2或3所述的雷射加工頭，其特徵在於:該加工頭還包括一準直鏡，所述準直鏡設置於聚焦鏡的雷射入射端。
5.根據權利要求2或3所述的雷射加工頭，其特徵在於:該加工頭還包括一白光光源，所述光源設置於第一全反射鏡的雷射出射端。
6.根據權利要求5所述的雷射加工頭，其特徵在於:所述光源呈環形。
【文檔編號】B23K26/064GK204075508SQ201420487778
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】史瑞城, 梁雲峰, 謝澤楷, 高雲峰 申請人:深圳市大族雷射科技股份有限公司