[发明专利]一种激光切割机调焦装置及其调焦方法

权利要求书

1.一种激光切割机调焦装置，包括壳体，所述壳体的一端连接有光纤接头，所述壳体的另一端相对所述光纤接头设置有保护镜，所述壳体沿轴向设置有腔室，所述腔室连通所述光纤接头和所述保护镜，其特征在于，

所述腔室内设置有透镜组；所述壳体的侧壁设置有套筒，所述套筒垂直于所述壳体设置，所述套筒滑动设置有滑筒，所述滑筒内设置有感光机构，所述套筒的一端设置有直线电机，所述直线电机的输出端连接传动螺杆，所述传动螺杆延伸至所述套筒内，所述传动螺杆螺接于所述滑筒；

所述壳体的另一端设置有喷嘴，所述喷嘴、所述光纤接头以及所述保护镜同轴设置；所述喷嘴一侧的所述壳体上设置测距机构；

所述腔室内设置有分光棱镜，所述分光棱镜正对所述套筒，经分光棱镜透射的激光束和反射的激光束以所述分光棱镜的分光面形成对称结构；

所述感光机构电性连接控制器；所述控制器电性连接所述直线电机和所述测距机构；

所述透镜组包括聚焦镜、准直透镜和收束透镜组，靠近所述光纤接头的所述腔室一端设置有准直透镜，所述腔室内还依次设置收束透镜组和聚焦镜，所述准直透镜、所述聚焦镜以及所述收束透镜组同轴设置；

所述收束透镜组包括焦点重合设置的凸透镜和凹透镜，所述凸透镜靠近所述准直透镜，所述凹透镜靠近所述聚焦镜，所述凸透镜、所述凹透镜、所述准直透镜和所述聚焦镜同轴设置；

靠近所述光纤接头的所述腔室一端滑动设置第一镜框，所述腔室内壁上设置有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴固定螺接于所述第一镜框的传动螺轴，所述准直透镜设置于所述第一镜框，所述第一步进电机电性连接所述控制器；

所述腔室内滑动设置第二镜框，所述腔室内壁上设置有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴固定螺接于所述第二镜框的传动螺轴，所述收束透镜组设置于所述第二镜框，所述第二步进电机电性连接所述控制器；

所述腔室内滑动设置第三镜框，所述腔室内壁上设置有第三步进电机，所述第三步进电机的输出轴固定螺接于所述第三镜框的传动螺轴，所述聚焦镜设置于所述第三镜框，所述第三步进电机电性连接所述控制器；

所述激光切割机调焦装置的调焦方法包括以下步骤：

S1、向控制器发出焦点位置指令，控制器控制第一步进电机转动，带动第一镜框在腔室内滑动，控制器控制第二步进电机转动，带动第二镜框在腔室内滑动，控制器控制第三步进电机转动，带动第三镜框在腔室内滑动，调整准直透镜、收束透镜组和聚焦镜的位置来对激光束进行调焦，使得激光束适应工件加工的需求；

S2、测量调焦后的焦点的位置，控制器控制直线电机带动滑筒移动多次，每次移动的距离相同，每次移动完成后，感光机构测量透过在感光机构上的光斑的尺寸，感光机构将尺寸值传递给控制器，控制器计算相邻两次移动后光斑尺寸的差值，去掉最大差值和最小差值后剩下的差值数据求差值的平均值；

S3、控制器利用差值的平均值和几何相似性确定焦点的位置，控制器将实际的焦点位置与指令位置对比，并根据差值重复步骤S1和S2中的过程，直至实际的焦点位置与指令位置在误差范围内；

S4、控制器控制测距机构测量到工件表面的距离，控制器控制激光切割机运转，调整测距机构到工件表面距离以实现焦点落在工件表面。