[发明专利]一种激光束与机床轴运动方向平行度的调试方法

说明书

本发明涉及一种激光束与机床轴运动方向平行度的调试方法，解决现有激光束指向调试方法成本较高、调节过程繁琐的问题，该调试方法包括以下步骤：1)固定测试板；2)形成测量斑点；3)获得反射镜调整角度；4)调整反射镜；5)重复步骤2)至步骤4)；6)固定反射镜。

技术领域

本发明涉及激光精度调整方法，具体涉及一种激光束与机床轴运动方向平行度的调试方法。

背景技术

在激光加工过程中，激光器发出高功率密度的激光束，把能量传递到待加工区域，实现材料的去除和零件的加工。由于激光加工具有热影响区域较小，加工不受材料机械性能的限制，没有刀具的磨损，加工过程中无加工应力等优点，已被广泛应用于硬脆材料、难加工金属以及薄壁零件的加工。激光加工设备中，激光光束的指向精度决定最终激光焦点的位置精度，从而直接影响待加工零件的加工精度。

目前激光加工系统中，反射镜安装在机床轴附件上，可随着机床轴移动，将激光器发射的激光反射至加工平台，机床轴的运动方向与加工平台的位置垂直设置。激光束指向通常与机床轴的运动方向平行，是激光加工系统中激光束指向调节的关键步骤。然而，目前激光光束指向精度的调试主要依赖高精度激光光束质量分析仪等仪器实现，且不同波长和功率的激光器需配备不同规格的光束质量分析仪，使得激光光束指向的调节成本较高，且调节过程繁琐。

发明内容

本发明的目的是解决现有激光束指向调试方法成本较高、调节过程繁琐的问题，提供一种激光束与机床轴运动方向平行度的调试方法。

本发明的技术方案是：

一种激光束与机床轴运动方向平行度的调试方法，包括以下步骤：

1)固定测试板；

将测试板放置在工作平台上，且与工作平台平行设置；

2)形成测量斑点；

机床轴带动反射镜移动至位置一处，激光在测试板上形成斑点一，机床轴带动反射镜移动至位置二处，激光在测试板上形成斑点二；

3)获得反射镜调整角度；

测量斑点一和斑点二的圆心距△d，并获取反射镜位置一至位置二的移动距离L；通过圆心距和移动距离，计算激光束指向与机床轴运动方向的夹角θ，计算如下：

θ≈tan^-1(△d/L)4)调整反射镜；

根据步骤3)获得的角度，调整反射镜的角度；

5)重复步骤2)至步骤4)，直至两处斑点的位置重合，实现激光束与机床轴运动方向平行；

6)固定反射镜。

进一步地，步骤5)分为粗调阶段和精调阶段，所述粗调阶段采用毫米级测量装置测量两处斑点的圆心距；所述精调阶段采用显微镜测量两处斑点的圆心距。

进一步地，步骤1)和步骤2)之间还包括调整激光参数步骤：调节激光器的输出功率、输出时间、脉宽、重复频率，使机床轴在不同的位置时，激光束在测试板上均可形成斑点。

进一步地，所述测试板为亚克力板。

进一步地，步骤6)中，固定反射镜具体为利用螺纹紧固胶固定反射镜的调整螺钉。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本发明方法采用测试板即可完成激光束精度的调节，无需采用高精度激光光束质量分析仪等仪器，相对于现有调试方法，大幅度降低了成本。

2.本发明通过不断调节反射镜的角度，即可调节激光的指向，使得调整过程快捷简单。