專利名稱：一種快速標(biāo)定激光焦點(diǎn)位置的方法及機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)工程領(lǐng)域，具體是一種快速標(biāo)定激光焦點(diǎn)位置的方法及機(jī) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著激光技術(shù)和激光加工技術(shù)的發(fā)展，激光加工正逐步進(jìn)入到加工裝備業(yè)中。激 光加工具有高效性和精密性的特點(diǎn)。在設(shè)備調(diào)整的過程中，經(jīng)常遇到精確標(biāo)定激光焦點(diǎn)的 問題。傳統(tǒng)的方法有兩種一種是用大功率脈沖激光在焦點(diǎn)附近由低到高(反之亦然)在鋼 板上按一定間隔燒出匙孔，比較匙孔的大小來確定激光焦點(diǎn)位置；另一種方法是用低功率 連續(xù)激光在在焦點(diǎn)附近由低到高(反之亦然)在厚紙板或樹脂板上燒出一條連續(xù)的劃痕， 比較劃痕的粗細(xì)變化來確定激光焦點(diǎn)的位置。這兩種方法的缺點(diǎn)是重復(fù)試驗(yàn)多，精度低。而 利用激光聚焦鏡(凸面鏡)的成像原理，以摭擋光路來標(biāo)定激光焦點(diǎn)的方法尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)用方便、高精度、高效率、可以快速對激光焦點(diǎn)進(jìn)行定 位的一種新型方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種快速標(biāo)定激光焦點(diǎn)的方法，將靠近透鏡的光路摭擋一半，從而使激光束只成 半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點(diǎn)的前后位置對鋼板進(jìn)行燒蝕后，比較光斑形 狀的變化可以確定激光焦點(diǎn)的位置。本發(fā)明同時(shí)還公開一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的機(jī)構(gòu)，包括摭光板1、托板2，所 述摭光板1和托板2之間有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3相連，可以精確調(diào)節(jié)摭光板1的位置，使其位于激光 束中心，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可采用槽式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式等；托板2固定于激光頭4上；為冷卻被激 光加熱的摭光板，所述摭光板1上設(shè)置有冷卻管5，所述冷卻管5內(nèi)充冷卻水或冷干空氣，以 冷卻被激光加熱的摭光板；為了得到更好的冷卻效果，所述摭光板1為中空結(jié)構(gòu)；所述摭光 板1材料為銅。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明有意將激光的截面形狀改變，極大地方便了對激光在鋼板上燒蝕的形貌 的辨別。2.本發(fā)明可以快速精確地標(biāo)定激光焦點(diǎn)的位置。3.實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，成本低廉。4.本發(fā)明不僅適用于工業(yè)激光器的焦點(diǎn)標(biāo)定，在采用感光片后，還可以對普通光學(xué)透鏡進(jìn)行焦點(diǎn)位置的標(biāo)定。


圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的機(jī)構(gòu)簡圖
圖2和圖3是本發(fā)明標(biāo)定激光焦點(diǎn)的方法示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為實(shí)現(xiàn)本方法的一種機(jī)構(gòu)簡圖。該機(jī)構(gòu)包括摭光板1和托板2，摭光板1和托 板2之間有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3相連，可以精確調(diào)節(jié)摭光板的位置，使其位于激光束中心；托板2固 定于激光頭4上；摭光板1中空，可在冷卻管5內(nèi)充冷卻水或冷干空氣，以冷卻被激光加熱 的摭光板。為了得到更好的冷卻效果，摭光板1使用銅件加工。圖2和圖3是本發(fā)明標(biāo)定激光焦點(diǎn)的操作示例。第一步，將激光頭的焦點(diǎn)移至鋼板表面的下方(焦點(diǎn)的粗略位置可由高度尺測得)，即得到負(fù)離焦的激光；使用摭光板將激 光束的上部摭擋一半，然后以脈沖激光對鋼板進(jìn)行燒蝕后，在鋼板上得到一半圓形狀的燒 蝕痕跡。第二步，將激光頭沿水平方向移動(dòng)一段距離，同時(shí)也沿垂直方向上升一段高度ΔΖ， 重復(fù)第一步。第三步，重復(fù)第二步，直到激光在鋼板上燒蝕出如圖3所示的燒蝕痕跡。第 四步，比較圖3所示的燒蝕痕跡，可以得到中間最小、呈現(xiàn)圓形的燒蝕痕跡即為激光焦點(diǎn)處 的燒蝕痕跡，或者跟據(jù)正負(fù)離焦時(shí)半圓形燒蝕痕跡的對稱性比較亦可以得到激光焦點(diǎn)的位 置。操作時(shí)激光功率可設(shè)置為500W左右，時(shí)間大約0. 5秒，過大的功率容易在鋼板表 面燒出匙孔，不利于觀察比較；過小則燒蝕痕跡不夠清晰。
權(quán)利要求
一種快速標(biāo)定激光焦點(diǎn)的方法，其特征在于將靠近透鏡的光路摭擋一半，從而使激光束只成半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點(diǎn)的前后位置對鋼板進(jìn)行燒蝕后，比較光斑形狀的變化可以確定激光焦點(diǎn)的位置。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的機(jī)構(gòu)，包括摭光板(1)、托板(2)，其特征在于摭光 板(1)和托板(2)之間有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3)相連，可以精確調(diào)節(jié)摭光板(1)的位置，使其位于激 光束中心；托板⑵固定于激光頭⑷上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于所述摭光板(1)上設(shè)置有冷卻管(5)，所 述冷卻管(5)內(nèi)充冷卻水或冷干空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于所述摭光板(1)為中空結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于所述摭光板(1)材料為銅。
全文摘要
本發(fā)明公開一種快速標(biāo)定激光聚焦焦點(diǎn)位置的方法及機(jī)構(gòu)。將靠近透鏡的光路遮擋一半，從而使激光束只成半圓狀的像；在距離按線性變化使激光在焦點(diǎn)的前后位置對鋼板進(jìn)行燒蝕后，比較光斑形狀的變化可以確定激光焦點(diǎn)的位置。實(shí)現(xiàn)所述方法的機(jī)構(gòu)，包括遮光板(1)、托板(2)，其特征在于遮光板(1)和托板(2)之間有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3)相連，可以精確調(diào)節(jié)遮光板(1)的位置，使其位于激光束中心；托板(2)固定于激光頭(4)上。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)快速精確地標(biāo)定激光焦點(diǎn)的位置；本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，成本低廉。
文檔編號(hào)B23K26/04GK101823181SQ20091030072
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者王琛元, 羅振軍 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所