[发明专利]一种高精度激光随动切割头及其监测和自动寻焦方法

权利要求书

1.一种高精度激光随动切割头，其特征在于：包括依次设置的光探测接收组件、45°发射镜片组件、聚焦镜组件和喷嘴(23)，以及依次设于45°发射镜片组件一侧的激光发射组件、照明光源组件和面阵CCD组件；其中，所述激光发射组件用于发出半导体激光光束(18)，该半导体激光光束(18)依次通过45°发射镜片组件和聚焦镜组件后于待切割材料(24)上进行切割，所述照明光源组件用于发出照明光束(19)，该照明光束(19)依次经过45°发射镜片组件和聚焦镜组件后于待切割材料(24)上进行照明，所述面阵CCD组件用于接收照明光束(19)在待切割材料(24)上形成的成像光束(20)，所述光探测接收组件包括依次设置的光探测接收元件(13)、小孔光阑(12)和第三滤光片(11)，用于接收半导体激光光束(18)在待切割材料(24)上形成的探测光束(22)。

2.根据权利要求1所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述45°发射镜片组件包括依次设置的第一45°反射镜片(2)、第二45°反射镜片(6)、第三45°反射镜片(10)、凸透镜(14)和第四45°反射镜片(15)，所述光探测接收组件设于邻近第一45°反射镜片(2)的一端，所述激光发射组件设于第一45°反射镜片(2)的一侧，所述照明光源组件设于第二45°反射镜片(6)的一侧，所述面阵CCD组件设于第三45°反射镜片(10)的一侧。

3.根据权利要求2所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述激光发射组件包括设于第一45°反射镜片(2)一侧的半导体激光器(1)。

4.根据权利要求2所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述照明光源组件包括依次设置的照明光源(3)、第一滤光片(4)和照明光束调整透镜(5)，且所述照明光束调整透镜(5)设于第二45°反射镜片(6)的一侧。

5.根据权利要求2所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述面阵CCD组件包括依次设置的面阵CCD(7)、第二滤光片(8)和成像光束调整透镜(9)，且所述成像光束调整透镜(9)设于第三45°反射镜片(10)的一侧。

6.根据权利要求2所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述聚焦镜组件包括依次设置的聚焦镜(16)和保护镜片(17)，所述聚焦镜(16)位于邻近第四45°反射镜片(15)的一端。

7.根据权利要求3所述的高精度激光随动切割头，其特征在于：所述半导体激光器(1)发出的激光为单色光，其波长为400nm～1000nm。

8.一种根据权利要求1至7任意一项所述的高精度激光随动切割头的监测和寻焦方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

第一步、激光发射组件发出一半导体激光光束(18)，该半导体激光光束(18)依次通过45°发射镜片组件和聚焦镜组件后于待切割材料(24)上进行切割；

第二步、照明光源组件发出一照明光束(19)，该照明光束(19)依次经过45°发射镜片组件的部分组件和聚焦镜组件后于待切割材料(24)上进行照明；

第三步、面阵CCD组件用于接收照明光束(19)在待切割材料(24)上形成的成像光束(20)，该成像光束(20)在面阵CCD组件上形成待切割材料(24)表面的图像，通过一与面阵CCD组件连接的计算机即可实时监测待切割材料(24)表面的图像；

第四步、光探测接收组件用于接收半导体激光光束(18)在待切割材料(24)上形成的探测光束(22)，并根据探测光束(22)的位置和能量，通过一Z轴调节机构调节所述高精度激光随动切割头的高度以实现自动寻焦。