專利名稱：多光譜光電尋焦器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于聚焦鏡工作焦點位置的檢測器件，特別是用于激光切割設(shè)備聚焦鏡工作焦點位置的確定。
背景技術(shù)：
激光切割設(shè)備是通過聚焦鏡將近似平行的激光光束匯聚成一極小的高能量點進行高精密的切割生產(chǎn)，一般焦點位置在切割嘴出光口下方200um左右時切割質(zhì)量最佳，如圖1所示，但是由于因切割需求在同一個鏡筒里需要放置不同焦距的聚焦鏡，或者每個鏡筒加工的誤差不盡相同，因此焦點的位置一般不會在理想位置，如圖2所示，那么就需要對聚焦鏡進行上下移動來調(diào)節(jié)焦點位置，以往是用鋼片在切割嘴下方由遠及近通過肉眼觀察，鋼片被擊穿的臨界位置來判斷聚焦鏡上下移動多少，操作繁瑣，有一定危險，并且誤差極大。中國專利CN101169602公開了一種調(diào)焦調(diào)平測量方法與裝置，涉及應用于投影光刻系統(tǒng)中晶片的調(diào)焦調(diào)平傳感系統(tǒng)的新方法，屬于光學測量領(lǐng)域。本發(fā)明包括三大部分:光源準直模塊、調(diào)焦子系統(tǒng)和調(diào)平子系統(tǒng)。本發(fā)明的激光器發(fā)出激光經(jīng)過單模光纖準直，再經(jīng)過漂移補償裝置后，透過偏振分光器和λ /4波片入射到被測硅片上，經(jīng)過平面反射鏡和直角反射棱鏡使光線多次經(jīng)過被測硅片，再利用透鏡組在位置探測器前進行放大，得到硅片表面離焦信息。利用平面分光器將光線沿路返回，透過透鏡入射到位置敏感探測器上，從而得到硅片表面的二維傾斜信息。中國專利CN1811519公開了一種望遠鏡激光導向調(diào)焦裝置，它主要由左連接爪、右連接爪、橫桿、豎桿和半導體激光器等組成。所述半導體激光器放置在望遠鏡目鏡前端，調(diào)節(jié)半導體激光器發(fā)出的激光束穿過望遠鏡射向遠處的平面鏡后反射到標尺上，再調(diào)節(jié)光斑在標尺上成一個小斑點，這就實現(xiàn)了望遠鏡激光導向和調(diào)焦功能。發(fā)明是一種聚焦鏡工作焦點位置的多光譜光電尋焦器，將此件放在切割嘴下，開啟程序就會自動尋找焦點位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在的激光切割設(shè)備聚焦鏡工作焦點難以尋找的問題，本發(fā)明提供一種新的多光譜光電尋焦器，該多光譜光電尋焦器具有容易尋焦的優(yōu)點。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種多光譜光電尋焦器，包括光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，升降座驅(qū) 動電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)。上述技術(shù)方案中，當激光射在光電傳感器上，光電傳感器產(chǎn)生信號，信號輸入所述的計算機控制系統(tǒng)。本發(fā)明的多光譜光電尋焦器的尋焦方法，包括如下幾個步驟:
在需要調(diào)節(jié)聚焦鏡上下移動將焦點位置居于切割嘴下方理想位置時，將光電尋焦器放置在切割嘴的下方，啟動光電尋焦器，設(shè)置入射光波長，光電尋焦器將會把相應的濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，然后開啟激光器出光，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，計算機開始運算控制，當升降臺升到一定高度且光斑變?yōu)樽钚∫稽c時，控制系統(tǒng)自動停止升降座工作，如圖4。測量出切割嘴出光口距多光譜光電尋焦器上端面距離，減掉200um即為聚焦鏡焦點的理想位置左右，根據(jù)切割效果微調(diào)聚焦鏡位置以滿足切割需求。上述技術(shù)方案中，所述的切割常數(shù)L與激光切割機的性能有關(guān)，L的數(shù)值一般為200umo本發(fā)明解決了以往激光切割投產(chǎn)時焦點位置難尋的問題，操作簡單。濾光片只允許一種波段的光線通過落在光電傳感器上，自我保護性強，并且覆蓋了大多數(shù)激光波段，通用性強，操作人員不必目視激光聚焦過程，安全可靠，提高了調(diào)試效率，操作簡單，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為激光切割理想工作狀態(tài)示意圖。圖2為焦點不在理想位置示意圖。圖3為多光譜光電尋焦器示意圖。圖4為多光譜光電尋焦器外觀圖。圖5為光電尋焦器尋焦過程示意圖。圖6為光電尋焦器尋焦過程示意圖。圖1中，I為聚焦鏡；2為匯聚光線；3為切割嘴出光口 ；4為帶切鋼板。圖2中，I為聚焦鏡；2為匯聚光線；3為切割嘴出光口 ；4為帶切鋼板；5為焦點下移。圖3中，I為光電傳感器；2為升降桿；3為升降電機；4為帶濾光片的從動齒輪盤；5為驅(qū)動齒輪；6為轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機；7為升降座。圖4中，I為紅光濾光片；2為紅光濾光片；3為綠光濾光片；4為藍光濾光片；5為光電傳感器。圖5中，I為聚光鏡；2為匯聚光線；3為光電尋焦器捕捉到光斑；4為光電傳感器；5為升降座；6為濾光片；7為驅(qū)動齒輪。圖6中，I為聚光鏡；2為匯聚光線；8為升降到焦點位置。下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。具體實施例
實施例1
一種多光譜光電尋焦器，如圖3所示，包括光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，升降座驅(qū)動電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)。
實施例2
光電尋焦器是一個獨立的檢測器件，由光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、自動升降座、計算機控制系統(tǒng)組成。在需要調(diào)節(jié)聚焦鏡上下移動將焦點位置居于切割嘴下方理想位置時，將光電尋焦器放置在切割嘴的下方，啟動光電尋焦器，設(shè)置入射光波長，光電尋焦器將會把相應的濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，然后開啟激光器出光，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，計算機開始運算控制，當升降臺升到一定高度且光斑變?yōu)樽钚∫稽c時，控制系統(tǒng)自動停止升降座工作，如圖4所示，測量出切割嘴出光口距多光譜光電尋焦器上端面距離，減掉200um即為聚焦鏡焦點的理想位置左右，根據(jù)切割效果微調(diào)聚焦鏡位置以滿足切割需求。
實施例3
一種多光譜光電尋焦器，包括光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，升降座驅(qū)動電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)。在需要調(diào)節(jié)聚焦鏡上下移動將焦點位置居于切割嘴下方理想位置時，將光電尋焦器放置在切割嘴的下方，啟動光電尋焦器，設(shè)置入射光波長，光電尋焦器將會把相應的濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，然后開啟激光器出光，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，計算機開始運算控制，當升降臺升到一定高度且光斑變?yōu)樽钚∫稽c時，控制系統(tǒng)自動停止升降座工作，測量出切割嘴出光口距多光譜光電尋焦器上端面距離，減掉200um即為聚焦鏡焦點的理想位置左右，根據(jù)切割效果微調(diào)聚焦鏡位置以滿足切割需求。光電尋焦過程如圖5和圖6所示。
實施例6
一種多光譜光電尋焦器，包括 光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，升降座驅(qū)動電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)。上述多光譜光電尋焦器的尋焦方法，包括如下幾個步驟:
a)在需要調(diào)節(jié)聚焦鏡上下移動時，將多光譜光電尋焦器放置在激光切割機切割嘴的下
方；
b)激光開出引導光，啟動多光譜光電尋焦器，多光譜光電尋焦器的自動升降臺向上移動，導引光落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，光電傳感器的信號輸入計算機控制系統(tǒng)，計算機開始運算控制；
c)當升降臺升到一定高度，光斑又變?yōu)樽钚∫稽c時，控制系統(tǒng)自動停止升降座工作；
d)測量出切割嘴出光口距多光譜光電尋焦器上端面距離，再減掉切割常數(shù)L，即為聚焦鏡焦點的位置。其中，L為200um。
權(quán)利要求
1.一種多光譜光電尋焦器，包括光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，升降座驅(qū)動電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光譜光電尋焦器，其特征在于傳感器感光發(fā)出信號，計算機開始運算控制，當升降臺升到一定高度且光斑變?yōu)樽钚∫稽c時，控制系統(tǒng)自動停止升降座工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光譜光電尋焦器，其特征在于升降桿能相對于升降座上下移動 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多光譜光電尋焦器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中激光切割投產(chǎn)時焦點位置難尋的問題，本發(fā)明通過采用一種多光譜光電尋焦器，包括光電傳感器、濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪、升降座、升降座驅(qū)動電機、升降桿、計算機控制系統(tǒng)，所述升降座上下兩端具有凹槽，升降座驅(qū)動電機位于升降座下端凹槽內(nèi)部、升降桿的下面，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內(nèi)，啟動光電尋焦器時，所述的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機通過所述的驅(qū)動齒輪帶動濾光片齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，濾光片自動旋轉(zhuǎn)到光電傳感器的上方，光線通過濾光片落在光電傳感器上，傳感器感光發(fā)出信號，所述信號輸入計算機控制系統(tǒng)的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于聚焦鏡工作焦點位置的檢測中。
文檔編號B23K26/36GK103212815SQ20121001575
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 周強 申請人:昆山思拓機器有限公司