本發(fā)明涉及光纖激光切割領(lǐng)域，具體涉及一種激光切割反射光聚光裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對(duì)材料的移動(dòng)，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫，完成對(duì)材料的切割。

在光纖激光切割的過(guò)程中，由于光反射原理，部分激光會(huì)被物體表面反射，有一部分光改變傳播方向，回到原介質(zhì)中繼續(xù)傳播，激光到達(dá)物體表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射光，通過(guò)分析反射光的狀態(tài)可以判斷切割質(zhì)量，進(jìn)而調(diào)整切割參數(shù)及優(yōu)化切割工藝?，F(xiàn)有技術(shù)中未對(duì)反射光進(jìn)行集中，傳感器不能感應(yīng)到，或者所采集到的光強(qiáng)密度小，檢測(cè)的準(zhǔn)確性低，而且傳感器的放置位置會(huì)影響激光光路，對(duì)切割質(zhì)量造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種激光切割反射光聚光裝置及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中反射光不集中，檢測(cè)不準(zhǔn)確的缺陷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種激光切割反射光聚光裝置，包括環(huán)形鏡、橢圓鏡、圓錐鏡以及檢測(cè)組件，當(dāng)激光照射至切割物體表面時(shí)，所產(chǎn)生的反射光經(jīng)環(huán)形鏡反射至橢圓鏡中，然后經(jīng)橢圓鏡匯聚到圓錐鏡上，再由圓錐鏡反射后被檢測(cè)組件接收。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述橢圓鏡包括第一焦點(diǎn)及第二焦點(diǎn)，所述環(huán)形鏡同軸設(shè)于激光光路方向，其中，環(huán)形鏡的中心軸位于橢圓鏡的第一焦點(diǎn)上，所述橢圓鏡設(shè)于環(huán)形鏡上方，所述圓錐鏡的中心軸位于橢圓鏡的第二焦點(diǎn)上，所述檢測(cè)組件同軸設(shè)于圓錐鏡反射方向上。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述檢測(cè)組件包括傳感器及信號(hào)接口，所述傳感器設(shè)置于圓錐鏡反射方向上。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：還包括聚焦鏡，所述聚焦鏡同軸設(shè)置于圓錐鏡與傳感器之間。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述聚焦鏡上設(shè)有濾光片。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：還包括安裝板及底座，所述安裝板固定于底座上方，所述環(huán)形鏡，聚焦鏡固定于安裝板上，所述信號(hào)接口設(shè)于底座上。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：還包括頂蓋，所述頂蓋設(shè)于橢圓鏡上方，設(shè)有供激光通過(guò)的第一通孔。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是：所述圓錐鏡固定于頂蓋上。

本發(fā)明還提供一種激光切割反射光聚光系統(tǒng)，其包括激光發(fā)射裝置及如上述方案所述的聚光裝置，所述聚光裝置設(shè)置于激光發(fā)射裝置所產(chǎn)生的反射光光路上。

本發(fā)明的有益效果在于，在橢圓鏡的第一焦點(diǎn)上設(shè)置環(huán)形鏡、第二焦點(diǎn)上設(shè)置圓錐鏡，通過(guò)將激光光路外圍的反射光經(jīng)環(huán)形鏡反射至橢圓鏡，利用橢圓鏡的特性將反射光匯聚至圓錐鏡，再由圓錐鏡反射被檢測(cè)組件接收，將反射光集中，增強(qiáng)了所檢測(cè)的反射光光強(qiáng)，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，更好的對(duì)激光切割過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控，同時(shí)不會(huì)對(duì)激光光路造成影響。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明激光切割反射光聚光裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明激光切割反射光聚光系統(tǒng)光路圖；

圖3是本發(fā)明激光切割反射光聚光裝置位置關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“等指示方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本實(shí)施例中，用實(shí)心箭頭表示入射光，用空心箭頭表示反射光。

參考附圖1,2，本實(shí)施例提供了一種激光切割反射光裝置，包括環(huán)形鏡130、橢圓鏡110、圓錐鏡120及檢測(cè)組件，在激光切割過(guò)程中，激光入射光光照射在被切割物體表面30，由于被切割物體30為非鏡面的，會(huì)產(chǎn)生漫反射，反射光光路與激光入射光光路有部分重疊，本發(fā)明所采集的反射光指的是激光入射光光路范圍之外的反射光。所產(chǎn)生的反射光經(jīng)環(huán)形鏡130反射至橢圓鏡110中，然后經(jīng)橢圓鏡110匯聚至圓錐鏡120上，再由圓錐鏡120反射至檢測(cè)組件上，被檢測(cè)組件接收。通過(guò)將反射光集中，增強(qiáng)了所檢測(cè)的反射光光強(qiáng)，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，能更好的對(duì)激光切割過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

結(jié)合附圖3，具體的，所述橢圓鏡110包括第一焦點(diǎn)f1及第二焦點(diǎn)f2，所述環(huán)形鏡130設(shè)置于激光光路上，其上半部分為一個(gè)環(huán)形的斜面，該環(huán)形的中心軸設(shè)置在橢圓鏡110的第一焦點(diǎn)f1上，反射光經(jīng)過(guò)環(huán)形鏡130的斜面反射后經(jīng)過(guò)橢圓鏡110的第一焦點(diǎn)f1至橢圓鏡110上。所述橢圓鏡110設(shè)于環(huán)形鏡130上方，其第一焦點(diǎn)f1位于激光光路中心上，所述橢圓鏡110設(shè)有一個(gè)用于對(duì)橢圓鏡鏡壁進(jìn)行固定的實(shí)心外環(huán)，所述實(shí)心外環(huán)形狀無(wú)限定。所述圓錐鏡120的中心軸位于橢圓鏡110的第二焦點(diǎn)f2上，經(jīng)過(guò)第一焦點(diǎn)f1到達(dá)橢圓鏡110的反射光經(jīng)橢圓鏡110匯聚至第二焦點(diǎn)f2的圓錐鏡120上。圓錐鏡120用于將匯聚的反射光反射至檢測(cè)組件，由檢測(cè)組件接收。所述檢測(cè)組件用于接收、檢測(cè)反射光強(qiáng)弱。在正常的切割過(guò)程中，反射光的強(qiáng)度是恒定的，當(dāng)所檢測(cè)的反射光光強(qiáng)出現(xiàn)未知變化時(shí)，說(shuō)明切割可能出現(xiàn)問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)中將檢測(cè)組件直接設(shè)置于激光光路上，即本實(shí)施例中環(huán)形鏡130位置上，本實(shí)施例將反射光集中，使檢測(cè)組件能更準(zhǔn)確的檢測(cè)到反射光，進(jìn)而監(jiān)控激光切割過(guò)程，同時(shí)不會(huì)對(duì)原激光光路造成影響。

進(jìn)一步地，所述檢測(cè)組件包括傳感器170及信號(hào)接口190，所述傳感器170與信號(hào)接口190通過(guò)導(dǎo)線相連，所述傳感器170與圓錐鏡120同軸設(shè)置于圓錐鏡120反射方向上。為保證檢測(cè)組件的準(zhǔn)確性，可在圓錐鏡120與檢測(cè)組件之間設(shè)置同軸的聚焦鏡160，使反射光更集中，有利于增加傳感器170的感應(yīng)，更進(jìn)一步的，可在聚焦鏡160上增設(shè)濾光片，對(duì)反射光中的一些雜光進(jìn)行過(guò)濾，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。

在本實(shí)施例中，激光切割反射光聚光裝置還包括安裝板180及底座140，所述安裝板180固定于底座140上，所述環(huán)形鏡130、聚焦鏡160固定于安裝板180上，所述傳感器170、信號(hào)接口190固定于底座140上，所述傳感器170與信號(hào)接口190亦可以焊接在pcb電路上。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中還包括一頂蓋150，所述頂蓋150設(shè)置于橢圓鏡120上方對(duì)橢圓鏡120進(jìn)行壓緊固定，所述頂蓋150對(duì)應(yīng)激光光路位置開(kāi)設(shè)有第一通孔100供激光通過(guò)，所述的圓錐鏡120可固定于頂蓋150上，其反射方向向下。在本實(shí)施例中，所述環(huán)形鏡130、橢圓鏡110、圓錐鏡120等反射面可進(jìn)行機(jī)械拋光處理，也可加拋光鋼帶或其他增亮處理，用于提高其反射率。

結(jié)合附圖2，本實(shí)施例提供一種激光切割反射光聚光系統(tǒng)，包括激光發(fā)射裝置20及上述實(shí)施例的聚光裝置，所述聚光裝置設(shè)置于激光發(fā)射裝置20所產(chǎn)生的激光光路方向。具體的，激光由頂蓋150上方的激光發(fā)射裝置20射出，通過(guò)第一通孔100進(jìn)入，聚焦到達(dá)被切割物體表面30，在物體30表面產(chǎn)生漫反射，光路范圍外的反射光經(jīng)過(guò)環(huán)形鏡130的斜面反射經(jīng)過(guò)橢圓鏡110的第一焦點(diǎn)f1到達(dá)橢圓鏡110上，隨后由橢圓鏡110匯聚至第二焦點(diǎn)的圓錐鏡120，再經(jīng)圓錐鏡120反射至聚焦鏡180中，然后聚焦至檢測(cè)組件中，根據(jù)檢測(cè)組件所感應(yīng)的反射光狀態(tài)對(duì)整個(gè)切割過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而所有這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。