[发明专利]一种激光设备获取激光焦点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光工艺领域，具体涉及一种激光设备获取激光焦点的方法。

背景技术

目前，大部分的工业激光设备都是利用聚焦系统，将激光聚焦成大功率密度的细小光斑来进行精细加工，故聚焦系统的聚焦能力决定其加工能力。实际生产中，聚焦系统的激光焦距因聚焦镜头及光学系统的不同而会有略微的差异。对于批量生产的激光设备，如何快速准确地获取聚焦系统的激光焦距，成为激光应用工艺的一个难题。

现有获取激光焦距的方法主要有以下两种：

1、垂直移动聚焦系统，通过人眼观测加工火花的大小，判断其激光焦距,但这种方式精确度不高，且在采用人眼观测火花存在很大的安全隐患。

2、电机驱动聚焦系统垂直移动，采用光电传感器进行检测,但使用光电传感器有几个缺：一是增加成本，二是需要软件配合并增加相应的功能，三是使设备结构更加复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种获取激光焦点的方法，能够快速准确地寻找激光设备的加工焦点，并提高了激光设备工艺调试的工作效率，保证激光加工的性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光设备获取激光焦距的方法，该激光设备包括软件操作系统、加工扫描系统、Z轴运动控制系统和监测系统，该Z轴控制系统上设置有聚焦系统，其中，所述方法包括：

(1)确定焦点在Z轴坐标上对应范围H1；

(2)编制加工文件，将待加工文件设置为若干个加工层，每个加工层分别对应范围H1内的Z轴坐标；

(3)通过软件操作系统将每个加工层的信息传输给加工扫描系统和Z轴运动控制系统，形成完整三维坐标系并得到加工图形；

(4)通过监测系统对不同加工层的加工图形进行线宽监测，得到多个线宽值；

(5)通过将多个线宽值按拟合为一条曲线，曲线上最细的点所对应的Z轴坐标即为焦点所在位置对应的Z轴坐标。

其中，较佳方案是：所述步骤(1)中，对应范围H1是通过调节Z轴高度，根据光斑由大变小，再由小变大过程所对应的Z轴坐标为对应范围H1，该对应范围H1包括至少一组光斑大小相同但对应不同的Z轴坐标。

其中：所述步骤(1)中，确定焦距范围是通过调节Z轴高度，根据较大光斑对应的Z轴高度来初步确定焦距范围。

其中，较佳方案是：所述任意两个相邻的Z轴坐标之间具有相同的差值。其中，较佳方案是：所述的Z轴运动控制系统是通过电机进行控制其在Z轴上的上下移动。

其中，较佳方案是：所述的电机是直线驱动电机或步进驱动电机。

其中，较佳方案是：所述的监测系统是显微镜。

其中，较佳方案是：所述加工文件为同一材质待加工材料所得到的加工文件。

其中，较佳方案是：所述的加工文件可分为一个3x3的矩阵方块，每一个方块为一个加工层。

其中，较佳方案是：所述的矩阵方块中，每一个加工层用不同种颜色进行区分。

其中，较佳方案是：所述的对应范围H1包括最小光斑，该最小光斑两端任一一对大小相同光斑对应的Z轴坐标即为对应范围H1的起点和终点。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过将待加工的文件分成若干加工层，每一加工层对应单独的Z值坐标值，通过对每一加工层图像的加工而得到多个线宽值，通过该多个线宽值拟合成一条曲线，该曲线上最细的点即为焦点，从而通过Z轴坐标获得激光的聚焦，该方法简单、快速、准确，同时在其配套的装置结构简单，可节约成本、提高工作效率，保证激光器加工的性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例获取激光焦点的流程示意图；

图2是本发明实施例的激光设备获取焦点控制方法的示意图；

图3是本发明实施例加工文件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图2所示，本发明实施例提供一种激光设备获取激光焦点方法，该激光设备包括软件操作系统31、加工扫描系统34、监测系统35和Z轴运动控制系统33，该Z轴控制系统33上设置有聚焦系统32。

如图1和图2所示，本实施例获取激光焦点方法的步骤包括：