[发明专利]一种同轴视觉定位激光划线加工头

说明书

本发明涉及激光划线技术领域，尤其是一种同轴视觉定位激光划线加工头。它包括一激光振镜、第一反射镜片、第一聚焦镜、第二反射镜片以及视觉相机；第一反射镜片与激光振镜的出光光路呈45度夹角，激光振镜产生的激光经第一反射镜片全反射后沿第一聚焦镜的主光轴向下射出，第一聚焦镜的主光轴与视觉相机的光轴同轴，第一反射镜片和第二反射镜片相互呈交叉分布。本发明利用第一反射镜片将激光振镜的激光全反射后与视觉相机所在的图像采集光路同轴，消除激光光路与图像采集光路之间的视距误差；同时利用第二反射镜片中的光线折射偏移与在第一反射镜片中的光线折射偏移相反，从而对定位光线的位置偏差进行补偿，消除定位误差。

技术领域

本发明涉及激光划线技术领域，尤其是一种同轴视觉定位激光划线加工头。

背景技术

随着电子产品向着微小、轻薄化的方向发展，激光加工技术因其优势越来越多的应用到高精密的制造业中。激光加工通过将高能量的激光束聚焦到很小的一个点(直径40um左右)，通过激光振镜，将激光加工的能量点无接触的施加到待加工的工件表面，对周围没有造成任何的影响，这种方式目前已广泛应用到了焊接、切割、划线等领域中，尤其在位置精度、尺寸精度比较高的应用场合。视觉定位系统是激光精密加工的关键技术之一，视觉定位系统可以自动定位加工物件，纠正物件到正确的加工位置，对产品的形状、表面缺陷、尺寸大小进行检测，对产品进行分类和加工定位，提高加工的速度和精度，因此，视觉定位系统对激光加工的精度起着至关重要的影响。

现有的视觉定位系统通常包括旁轴视觉定位系统和同轴视觉定位系统，旁轴视觉定位系统中的激光振镜的出光光路和相机的图像采集光路不同轴，在一定程度上提高了加工精度，但在加工区域增大的情况下，相机倾斜抓取远近不同特征存在一定的视距误差，拍摄图像存在畸变和色差，因此限制了其应用范围和定位精度。而现有的同轴视觉定位系统，通常利用一个高透反射镜片，将激光振镜的出光光路和相机的图像采集光路分别设置于高透反射镜片两侧，利用高透反射镜片一侧高透射、另一侧全反射的特点使激光振镜的出光光路和相机的图像采集光路同轴，在一定程度上解决了因视距误差的存在而降低加工精度的问题；但由于激光振镜的出光光路和相机的图像采集光路两者经过高透反射镜片时，一个光线反射、另一个光线折射，从而造成反射光路定位精准，但折射光路会因光线在高透反射镜片中的折射现象而造成定位光线的位置偏差，故仍然存在一定的定位误差，这样的定位误差在激光加工领域特别是激光划线领域中(如对LED显示屏或太阳能电池板进行划刻)的制造业参与者来说，是越来越迫切需要面对和解决的问题。

因此，有必要对现有的同轴视觉定位系统的激光划线加工头提出改进方案，以最大限度地提升激光划线中的定位精度，以满足越来越高精度、高密度的制造业的需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种同轴视觉定位激光划线加工头。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种同轴视觉定位激光划线加工头，其特征在于：它包括一用于产生激光的激光振镜、设置于激光振镜的出光光路侧的第一反射镜片、设置于第一反射镜片下方的第一聚焦镜、设置于第一反射镜片上方的第二反射镜片以及设置于第二反射镜片上方的视觉相机；

所述第一反射镜片与激光振镜的出光光路呈45度夹角，所述第一反射镜片对激光进行全反射且对可见光进行透射，所述激光振镜产生的激光经第一反射镜片全反射后沿第一聚焦镜的主光轴向下射出；

所述第一聚焦镜的主光轴与视觉相机的光轴同轴，所述第一反射镜片和第二反射镜片相互呈交叉分布。

优选地，它还包括用于调节第一反射镜片与激光振镜的出光光路夹角的第一镜片座，所述第一反射镜片设置于第一镜片座上。

优选地，它还包括用于调节第二反射镜片与第一聚焦镜的主光轴夹角的第二镜片座，所述第二反射镜片设置于第二镜片座上。