[实用新型]一种用于采集激光熔池图像的彩色CCD摄像机夹持装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体是用于采集激光熔池图像的彩色CCD摄像机夹持装置，适用于各种激光加工机床。

背景技术

激光加工过程中由于高能束流的作用，使得被加工工件表面产生激光熔池，而激光熔池的形成和演化决定了加工过程中温度场和应力场的分布，进而影响到加工质量。因此掌握激光加工过程中熔池的动态演变过程，并分析其温度场的变化规律有助于优化工艺参数和控制加工质量。

众所周知，热电偶和红外测温仪是目前温度测量的主要方式。但两者只能用于某一固定点的温度测量，不能实时监测加工过程中温度变化。而通过高速彩色CCD摄像机进行非接触式拍摄熔池图像，进而通过图像处理技术获取温度分布是近年来出现的一项较为新颖的温度测量技术，然而运用彩色CCD摄像机实时监测激光熔池画面依然存在如何有效的对焦和稳定的跟随机床运动两大问题。因此本实用新型通过角度微调机构，升降机构和稳定的支架系统来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于采集激光熔池图像的彩色CCD摄像机夹持装置；在现有的激光加工机床上设计一个可调节彩色CCD摄像机焦点并能稳定的跟随机床运动的装置，具有良好的通用性、适应性。

本实用新型是以如下方案实现的：一种用于采集激光熔池图像的彩色CCD摄像机夹持装置，包括彩色CCD摄像机；用于连接彩色CCD摄像机和步进电机的塑料外壳；与塑料外壳通过齿轮装配用于调整彩色CCD摄像机倾斜角度的步进电机；固定步进电机用于调节高度的卡扣式载物台；用于固定卡扣式载物台并带有自锁螺纹的螺杆；连接机床和固定螺杆的带有螺栓孔的支架。

工作原理：通过调节卡扣松紧将其固定在螺杆上来调节彩色CCD摄像机的高度；通过旋转螺杆上端的手柄使CCD摄像机绕螺杆旋转直至CCD摄像机焦点与熔池中心在同一垂直平面内；最后通过调节步进电机转角从而使CCD摄像机的焦点准确落在熔池中心上。

本实用新型的有益效果是：通过调整上下高度及倾斜角度使得彩色CCD摄像机焦点对准熔池中心，准确获取激光熔池图像。通用性好，可安装在大部分激光加工机床上。

附图说明

附图1是本实用新型的装配图。

附图2是卡扣式载物台的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如附图1所示，一种用于采集激光熔池图像的彩色CCD摄像机夹持装置由六个部分组成：彩色CCD摄像机1：用于实时拍摄激光加工熔池区域，输出图像；塑料外壳2：用于连接彩色CCD摄像机和步进电机；步进电机3：与塑料外壳通过齿轮装配用于调整彩色CCD摄像机倾斜角度；带有螺栓孔的支架4：保持整个装置随机床运动过程中结构稳定；螺杆5：用于固定卡扣式载物台和调节彩色CCD摄像机水平面上位置；卡扣式载物台6：用于固定步进电机和调节高度。

彩色CCD摄像机1机采用具有高速摄像功能的工业用彩色CCD摄像机。塑料外壳2采用PVC塑料，PVC塑料耐高温，可塑性好，便于设计制造不同彩色CCD摄像机的外壳。步进电机3采用双轴步进电机42BYGH250-4042BYGH40，该双轴步进电机便于控制，旋转角度精确。带有螺栓孔的支架4采用高强度钢材焊接而成，并具有加强筋结构，使整个装置在运行过程中稳定。螺杆6采用SWL系列丝杆，该丝杆带有自锁功能且带有手柄，方便调节。卡扣式载物台7采用韧性好高强度的钢材，固定效果好且不易损坏。

附图2是卡扣式载物台结构图，由1号螺栓、2号键槽及金属载物台组成，用于将步进电机安装在螺杆上，其中键槽的作用是防止卡扣式载物台在调节高度的情况下旋转。

工作过程：首先，通过螺栓将本装置固定在激光加工机床上，将彩色CCD摄像机1通过塑料外壳2固定在步进电机3的轴上；其次，通过调节机械式卡扣松紧将其固定在螺杆对应的高度上，旋转螺杆上端的手柄使CCD摄像机绕螺杆旋转直至CCD摄像机焦点与钢板上熔池中心7在同一垂直平面内；最后，通过调节步进电机转角从而使CCD摄像机的焦点对准钢板上激光熔池中心7，实现对激光熔池图像的精确拍摄。