[实用新型]基于内同轴视觉的自动对焦装置

说明书

本实用新型公开了一种基于内同轴视觉的自动对焦装置，包括控制器、与所述控制器连接的相机和调焦平台、指示光源、激光光源、合束镜、振镜、场镜以及工件台；所述振镜、场镜安装在调焦平台上；所述合束镜安装在指示光源和激光光源的出射路径上，用于将激光光源和指示光源产生的光脉冲进行合束；所述激光光源用于产生加工激光，所述指示光源用于产生指示激光；本实用新型通过内同轴视觉自动对焦及软件算法补偿，使激光加工产品的焦点处于加工焦点的范围内，提高激光加工后产品的一致性，从而使设备一直处于良好的加工状态，降低设备加工产品的不良率，提高设备的稼动率。

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，具体是一种基于内同轴视觉的自动对焦装置。

背景技术

激光加工设备中，激光加工后产品的一致性一直是设备提高产品附加值的关键所在。对激光加工比较敏感的材料及尺寸较差的产品，如何快速并准确的查找到当前加工产品的激光焦点显得尤其重要。此次设计的新型的基于内同轴视觉的自动对焦装置，新增激光加工产品前实时自动对焦的功能，提升了激光加工后产品的一致性，并且能够提高设备的稳定性能，增加设备的产品附加值。

激光微加工技术已经被广泛的应用于材料微纳加工领域。在加工过程中如何保持焦点始终位于材料表面一直是个难题。这个问题直接影响到激光微加工的精度。

传统的自动调焦方式是基于测距原理，利用激光测距、超声波测距的方式计算物体与镜头之间的距离，从而驱动电机调整镜头的位置，还有电容感应调焦，这种方法测量激光头部与金属板材之间的电容大小，从而测出焦距。此外，还有一些场合根据特定的加工工艺，设计出专用的机械结构来实现调焦。随着CCD/CMOS技术发展，以图像处理为基础的自动调焦技术开始发展，这种方法是直接根据图像清晰度来判别离焦程度，比传统测距方法更加直接有效，广泛的应用于单反相机上。

公开号为CN208289218U的专利公开了一种基于图像处理的激光微加工自动调焦装置，包括控制模块、标准图像采集机构及激光加工平台；激光加工平台包括校对图像机构和激光加工机构，校对图像机构和激光加工机构共用调焦机构；标准图像采集机构包括成像设备、光源、双色镜、调焦平台和聚焦物镜；光源的光线经聚焦物镜聚焦后，对加工对象表面进行照射；成像设备经双色镜采集加工对象表面的反射光，并通过调焦平台调节聚焦物镜相对加工对象表面的距离以生成加工对象表面最优清晰度数码图像；控制模块根据最优图像生成清晰度标准值；当进行调焦时，校对图像机构采集加工部位表面图像，并根据控制模块提供的清晰度标准值进行调焦；本产品可以在加工对象表面稳定地维持激光焦点。

该专利中的激光光源同时用作加工和指示，一部分激光用于对工件进行加工，一部分激光用于获取工件表面图像，这样不免会浪费掉加工激光一部分的功率，即加工激光的功率不能全部用于对工件进行加工，从而造成激光器的功率浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于内同轴视觉的自动对焦装置，通过内同轴视觉自动对焦及软件算法补偿，使激光加工产品的焦点处于加工焦点的范围内，提高激光加工后产品的一致性，从而使设备一直处于良好的加工状态，降低设备加工产品的不良率，提高设备的稼动率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：