[实用新型]一种自动调整激光焦点位置的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光镜头的技术领域，具体为一种自动调整激光焦点位置的装置。

背景技术

激光焊接时，其聚焦点上的激光能量密度最大，而大部分焊接时聚焦点在焊接零件的表面，对应的与焊接零件的表面距离是零，但是根据零件结构或者材料的不同，有时需要聚焦点在焊接零件的上方（即正离焦）或者聚焦点在零件内部（即负离焦），而在传统焊接结构中，焊接镜头相对于焊接零件的距离是不变的，也就是说聚焦点的位置是固定的，而为了检查聚焦点的位置是否正确，就需要移动焊接镜头，并在不同的位置利用激光打点，通过不同位置上激光打的点的直径大小来判断，即直径最小的点对应的焊接头的位置，就是聚焦点所在的正确位置，但是通过激光打点来寻找焦点位置，效率很低，而且激光打点的数量有限，以及最终的聚焦点位置，实际却是在打的最小的点附近，不是很精确。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种自动调整激光焦点位置的装置，其结构简单，不仅可以监控焊接聚焦点的位置变化，而且方便调整聚焦点位置，从而满足不同焊接结构或者材料的要求。

其技术方案是这样的，其包括焊接镜头，所述焊接镜头内装有聚光镜片，其特征在于，在所述焊接镜头端部安装有红外测量装置，步进电机通过驱动机构连接所述焊接镜头，所述红外测量装置与控制器通信连接，所述控制器输出端分别连接指示灯、步进电机、显示器、报警器。

其进一步特征在于：所述指示灯设有3个；所述控制器采用型号为飞思卡尔AW60单片机；所述红外测量装置采用红外距离传感器。

本实用新型的有益效果是，通过设置的红外测量装置测量到的实际值与控制器内的设置值比较，根据比较结果，控制器驱动步进电机，通过驱动机构带动焊接镜头上下移动，从而实现自动调整激光聚焦点位置，满足不同焊接结构或者材料的要求，且可监控焊接聚焦点的位置变化而发出报警信息，并通过显示器直观的显示聚焦点的位置，方便调整聚焦点位置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制原理图；

图3为本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

如图1~图3所示，本实用新型包括焊接镜头4，焊接镜头4内装有聚光镜片6，在焊接镜头4端部安装有红外测量装置5，步进电机8通过驱动机构7连接焊接镜头，红外测量装置5与控制器通信连接，控制器输出端分别连接指示灯21、22、23、步进电机8、显示器、报警器3，其中控制器采用型号为飞思卡尔AW60单片机，显示器采用数码管显示，用于显示焦点的位置值，红外测量装置5采用红外距离传感器。

本实用新型的工作过程是，在焊接镜头端部安装有红外测量装置5，焊接镜头4内部安装有聚光镜片6.激光3通过聚焦镜片6将激光聚焦在工件1上，红外测量装置5利用三角距离测量原理测量焊接镜头4与焊接工件1之间的距离，其中三角距离测量原理是：红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值，利用三角关系，在知道了发射角度，偏移距，中心矩，以及滤镜的焦距以后，传感器到物体的距离就可以通过几何关系计算出镜头与工件的距离A，而显示器可显示该距离值，并输出指示灯21、22、23，即当焦点是在焊接零件上方时（正离焦），指示灯21亮；当焦点在焊接零件表面时（没有离焦），当中的指示灯22亮；当焦点在焊接零件里面时（负离焦），指示灯23亮；而根据红外距离测量装置5测量到的实际值，与焊接控制系统的设置值比较，根据比较结果，当实际值超出限制的最高值时，控制器发出报警信息；当实际值超出设置值时，控制器驱动步进电机8，通过驱动机构7带动焊接镜头上下移动，从而实现自动调整激光聚焦点位置，并可在焊接工艺中设置不同的焊接焦点位置（离焦量），满足不同焊接结构或者材料的要求，以及在需要固定聚焦点位置的焊接工艺中，可以监控焊接聚焦点的位置变化，如果聚焦点位置偏移出控制范围，可以立即给出报警信息，且可以直观的显示聚焦点的位置，方便调整聚焦点位置。