專利名稱：基于ccd視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光輔助加工方法，具體涉及一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
在利用激光器進(jìn)行工件加工時，一般通過氦氖激光來確定激光光斑的位置，特別是進(jìn)行較大工件的焊接或者切割時，例如大板的拼焊時，由于板面無法保證平整，會導(dǎo)致激光焊接過程中激光焊接參數(shù)離焦量的變化，這就需要操作者隔一段時間就要測量激光頭高 度的位置，而防止離焦量發(fā)生較大改變，從而使得焊接性能變差，使得加工后的工件不符合要求，而目前多采用尺子度量工件距離透鏡的距離后而計(jì)算離焦量的大小，這樣做工作量較大，且多次測量之間也存在著較大的差異，造成焊接或者切割精度下降，大大影響了焊接或者切割質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，其可保證激光加工質(zhì)量，提高加工精度，并且能夠快速方便的確定焦點(diǎn)的位置變化情況。本發(fā)明提供一種基于CXD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，包括一加工平臺；一夾持裝置，其位于加工平臺的上方，該夾持裝置包括橫向夾持連接部和縱向夾持連接部，該橫向夾持連接部和縱向夾持連接部相互樞接；一激光頭，其樞接在夾持裝置的橫向夾持連接部上，并位于加工平臺的上方；一 CXD攝像頭，其樞接在夾持裝置的縱向夾持連接部上，該CXD攝像頭與縱向夾持連接部之間的角度可調(diào)。本發(fā)明還提供一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，該調(diào)節(jié)方法是使用上述的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)方法包括如下步驟步驟I :打開激光器的指示光即氦氖激光，通過量取的激光頭到加工工件表面的距離以及激光器的已知焦距計(jì)算得到激光加工的離焦量；步驟2 :通過調(diào)節(jié)夾持裝置，改變CXD攝像頭在水平方向及豎直方向的位置，并調(diào)節(jié)CCD攝像頭的角度，直到通過控制電腦觀察到所述氦氖激光光斑位于所述CCD攝像頭的目視觀察管的中心；步驟3 :固定此時的CXD攝像頭上的目視觀察管的位置，開始利用激光器來加工加工平臺上的工件；步驟4:加工一段時間后，需再次調(diào)節(jié)激光頭的高度位置時，打開氦氖激光，根據(jù)控制電腦顯示的CCD攝像頭攝取的圖像判斷所述氦氖激光光斑是否位于所述CCD攝像頭的目視觀察管內(nèi)孔的中心；如果位于中心，則可繼續(xù)激光加工；如果不位于中心則通過控制電腦調(diào)節(jié)所述激光頭的高度，以使得所述氦氖激光光斑位于CCD攝像頭的目視觀察管內(nèi)孔的中心，然后繼續(xù)激光加工；步驟5 :重復(fù)上述步驟，直到加工加工結(jié)束。通過上述調(diào)節(jié)方法能快速準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)激光頭的高度位置，來確定所述激光束的離焦量是否變化，這樣就避免了反復(fù)采用尺子測量來確定激光束加工時離焦量的繁瑣性，通過此種激光頭高度快速定位方法能顯著提高了加工效率以及加工精度，比起以前較為繁雜的結(jié)構(gòu)方法而言能取得預(yù)料不到的技術(shù)效果。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及特點(diǎn)，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作一詳細(xì)的描述，其中
圖I本發(fā)明的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖I所示，本發(fā)明提供一種基于CXD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，包括一加工平臺I ;一夾持裝置2，其位于加工平臺I的上方，該夾持裝置2包括橫向夾持連接部21和縱向夾持連接部22，該橫向夾持連接部21和縱向夾持連接部22相互樞接，該夾持裝置2的橫向夾持連接部21上有一橫向滑槽211，便于夾持裝置2的縱向夾持連接部22滑移，該夾持裝置2的縱向夾持連接部22上有一縱向滑槽221，便于樞接在夾持裝置2縱向夾持連接部22的CXD攝像頭4滑移及調(diào)整角度；一激光頭3，其樞接在夾持裝置2的橫向夾持連接部21上，并位于加工平臺I的上方，在激光頭3的光路上有一透鏡組31,該透鏡組31將激光頭3發(fā)出的光聚焦；一 CXD攝像頭4，其樞接在夾持裝置2的縱向夾持連接部22上，該CXD攝像頭4與縱向夾持連接部22之間的角度可調(diào)，該CXD攝像頭4上安裝有一目視觀察管41。優(yōu)選的，所述目視觀察管的內(nèi)部為等直徑孔；優(yōu)選的，所述目視觀察管的內(nèi)孔的直徑為1.8-3mm。請參閱圖2，配合參閱圖1，本發(fā)明提供一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，該調(diào)節(jié)方法是使用上述的調(diào)節(jié)裝置，包括如下步驟步驟I :打開激光器的指示光即氦氖激光，通過量取的激光頭3到加工工件表面的距離以及激光器的已知焦距計(jì)算得到激光加工的離焦量，在激光頭3的光路上有一透鏡組31，該透鏡組31將激光頭3發(fā)出的光聚焦；步驟2 :通過調(diào)節(jié)夾持裝置2，改變CXD攝像頭4在水平方向及豎直方向的位置，并調(diào)節(jié)CCD攝像頭4的角度，直到通過控制電腦觀察到所述氦氖激光光斑位于所述CCD攝像頭4的目視觀察管41的中心，該夾持裝置2的橫向夾持連接部21上有一橫向滑槽211，便于夾持裝置2的縱向夾持連接部22滑移，該夾持裝置2的縱向夾持連接部22上有一縱向滑槽221，便于樞接在夾持裝置2縱向夾持連接部22的CXD攝像頭4滑移及調(diào)整角度，該CXD攝像頭4上安裝有一目視觀察管41 ；步驟3 :固定此時的CXD攝像頭4上的目視觀察管41的位置，開始利用激光器來加工加工平臺I上的工件；
步驟4 :加工一段時間后，需再次調(diào)節(jié)激光頭3的高度位置時，打開氦氖激光，根據(jù)控制電腦顯示的CCD攝像頭4攝取的圖像判斷所述氦氖激光光斑是否位于所述CCD攝像頭4的目視觀察管41內(nèi)孔的中心；如果位于中心，則可繼續(xù)激光加工；如果不位于中心則通過控制電腦調(diào)節(jié)所述激光頭3的高度，以使得所述氦氖激光光斑位于CCD攝像頭4的目視觀察管41內(nèi)孔的中心，然后繼續(xù)激光加工；步驟5 :重復(fù)上述步驟，直到加工加工結(jié)束。優(yōu)選的，在步驟I中，采用度量的定焦方法為量取透鏡位置到加工工件表面位置的距離，通過量取的透鏡位置到加工工件表面位置的距離以及激光器的已知焦距計(jì)算得到激光加工的離焦量；然后就可以通過調(diào)節(jié)激光頭的高度位置以獲得需要的激光加工的離焦量。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于CXD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，包括 一加工平臺； 一夾持裝置，其位于加工平臺的上方，該夾持裝置包括橫向夾持連接部和縱向夾持連接部，該橫向夾持連接部和縱向夾持連接部相互樞接； 一激光頭，其樞接在夾持裝置的橫向夾持連接部上，并位于加工平臺的上方； 一 CCD攝像頭，其樞接在夾持裝置的縱向夾持連接部上，該CCD攝像頭與縱向夾持連接部之間的角度可調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，其中在激光頭的光路上有一透鏡組，該透鏡組將激光頭發(fā)出的光聚焦。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，其中該夾持裝置的橫向夾持連接部上有一橫向滑槽，便于夾持裝置的縱向夾持連接部滑移。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，其中該夾持裝置的縱向夾持連接部上有一縱向滑槽，便于樞接在夾持裝置縱向夾持連接部的CXD攝像頭滑移及調(diào)整角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，其中CCD攝像頭上安裝有一目視觀察管。
6.一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，該調(diào)節(jié)方法是使用權(quán)利要求I所述的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)方法包括如下步驟 步驟I :打開激光器的指示光即氦氖激光，通過量取的激光頭到加工工件表面的距離以及激光器的已知焦距計(jì)算得到激光加工的離焦量； 步驟2 :通過調(diào)節(jié)夾持裝置，改變CCD攝像頭在水平方向及豎直方向的位置，并調(diào)節(jié)CCD攝像頭的角度，直到通過控制電腦觀察到所述氦氖激光光斑位于所述CCD攝像頭的目視觀察管的中心； 步驟3 :固定此時的CXD攝像頭上的目視觀察管的位置，開始利用激光器來加工加工平臺上的工件； 步驟4 :加工一段時間后，需再次調(diào)節(jié)激光頭的高度位置時，打開氦氖激光，根據(jù)控制電腦顯示的CCD攝像頭攝取的圖像判斷所述氦氖激光光斑是否位于所述CCD攝像頭的目視觀察管內(nèi)孔的中心；如果位于中心,則可繼續(xù)激光加工；如果不位于中心則通過控制電腦調(diào)節(jié)所述激光頭的高度，以使得所述氦氖激光光斑位于CCD攝像頭的目視觀察管內(nèi)孔的中心，然后繼續(xù)激光加工； 步驟5 :重復(fù)上述步驟，直到加工加工結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，其中在激光頭的光路上有一透鏡組，該透鏡組將激光頭發(fā)出的光聚焦。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，其中該夾持裝置的橫向夾持連接部上有一橫向滑槽，便于夾持裝置的縱向夾持連接部滑移。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，其中該夾持裝置的縱向夾持連接部上有一縱向滑槽，便于樞接在夾持裝置縱向夾持連接部的CXD攝像頭滑移及調(diào)整角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)方法，其中CCD攝像頭上安裝有一目視觀察管 。
全文摘要
一種基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，該基于CCD視覺的激光頭高度調(diào)節(jié)裝置，包括一加工平臺；一夾持裝置，其位于加工平臺的上方，該夾持裝置包括橫向夾持連接部和縱向夾持連接部，該橫向夾持連接部和縱向夾持連接部相互樞接；一激光頭，其樞接在夾持裝置的橫向夾持連接部上，并位于加工平臺的上方；一CCD攝像頭，其樞接在夾持裝置的縱向夾持連接部上，該CCD攝像頭與縱向夾持連接部之間的角度可調(diào)。本發(fā)明可保證激光加工質(zhì)量，提高加工精度，并且能夠快速方便的確定焦點(diǎn)的位置變化情況。
文檔編號B23K26/04GK102962584SQ20121044952
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者趙偉芳, 林學(xué)春, 于海娟, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所