一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置的制作方法

1.本实用新型属于激光加工设备技术领域，具体是一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置。


背景技术：

2.激光加工是一门发展极快的高新技术，激光已经运用到各个工业领域。其中的三维激光加工技术，加工过程中不需要任何模具制造，大幅降低了生产成本，在汽车行业、3c行业、模具行业等的应用日益广泛。
3.在激光加工设备发展日趋成熟的情况下，对激光设备的功能需求和产品集成度要求越来越高。传统的带功率检测和内同轴的三维激光打标机，内同轴和激光光束都是垂直结构，增加了设备的结构复杂程度、成本高、调试复杂且体积庞大，导致这种激光打标机的成本高、使用场合有局限性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置，包括壳体，所述壳体的侧壁设有激光隔离器，用于引入激光束，所述激光隔离器的输出端位于壳体内部，所述激光隔离器的输出端沿光路依次设有分光镜、动态调焦镜组、第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜与动态调焦镜组的中心轴线夹角为45
°
，所述第二反射镜与第一反射镜平行，且第二反射镜位于第一反射镜的下方；所述内壳体内部还设有ccd相机模组，所述ccd相机模组位于第二反射镜一侧，所述第二反射镜另一侧设有振镜，所述振镜与ccd相机模组同轴设置，所述振镜下方设有聚焦透镜和照明光源；所述分光镜上方设有功率检测模组。
7.具体地，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述分光镜、动态调焦镜组、第一反射镜、第二反射镜、ccd相机模组均安装在内壳体内部；所述振镜位于内壳体外部，所述内壳体、振镜均安装在外壳体内部。本实用新型通过设置双层壳体结构，增加了激光装置的防尘效果；同时将振镜与其他光学器件隔离开，提高了激光加工的精度。
8.具体地，所述功率检测模组包括第三反射镜、衰减片和功率检测单元，所述第三反射镜位于分光镜上方，所述分光镜与动态调焦镜组的中心轴线夹角为45
°
，所述第三反射镜与分光镜平行，所述衰减片位于第三反射镜与功率检测单元之间。通过设置衰减片可以减小激光对功率检测单元造成的损伤；通过在分光镜上方设置第三反射镜，可以使得用于功率检测的激光束与主分光镜前的激光束平行，使得光学器件在壳体内的安装结构更加紧凑，缩减了装置的体积。
9.具体地，所述第三反射镜为全反射镜，用于改变激光的方向。
10.具体地，所述第一反射镜上方设有红光指示器，所述红光指示器发出的红光与激
光束重合，用于指示激光在工件表面的位置。
11.具体地，所述ccd相机模组包括镜头和相机，所述镜头位于相机和第二反射镜之间。
12.具体地，所述第一反射镜、第二反射镜均为高透反射镜；所述第一反射镜既反射激光，也透射红光，所述第二反射镜既反射激光，也透射白光。
13.具体地，所述照明光源通过光源安装架安装在所述外壳体下方对应振镜的位置；所述光源安装架包括第一支架、第二支架和第三支架，所述第一支架安装在外壳体底面，所述第三支架底部用于安装照明光源，所述第二支架用于连接第一支架与第三支架，所述第二支架与第一支架活动连接，可以根据需求调节环形光源的高度。
14.进一步地，所述第一支架为“7”字形，所述第二支架为“l”形，所述第三支架为环形。
15.进一步地，所述照明光源为环形光源，环形光源可以提供更加均匀的照明光，同时不会影响激光的光路。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型的激光光路和内同轴视觉光路平行，大大缩小了设备的尺寸；其集成度高、装配调试简单、体积小、节约成本；(2)本实用新型通过在激光光路上设置功率检测模组，可实时检测激光的功率大小，便于根据实际需求调节激光的功率；(3)本实用新型的照明光源通过可调节的安装架安装在振镜下方，可根据实际需求调节照明光源的高度。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置的内部模块安装结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置的光路示意图；
19.图3为本实用新型实施例中内壳体在外壳体内部的安装结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例中外壳体的外部结构示意图；
21.图5为本实用新型实施例中光源安装架的结构示意图；
22.图中：1、激光隔离器；2、安装座；3、分光镜；4、动态调焦镜组；5、第一反射镜；6、第二反射镜；7、振镜；8、聚焦透镜；9、照明光源；10、内壳体；11、外壳体；12、第三反射镜；13、衰减片；14、功率检测单元；15、红光指示器；16、镜头；17、相机；18、光源安装架；19、第一支架；20、第二支架；21、第三支架。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1、2所示，本实施例提供了一种集内同轴视觉和功率检测于一体的激光装置，包括壳体，所述壳体的侧壁设有激光隔离器1，用于引入激光束，所述激光隔离器1的输出端
位于壳体内部，所述壳体内部设有安装座2，用于安装所述激光隔离器1；所述激光隔离器1的输出端沿光路依次设有分光镜3、动态调焦镜组4、第一反射镜5和第二反射镜6；所述第一反射镜5与动态调焦镜组4的中心轴线夹角为45
°
，所述第二反射镜6与第一反射镜5平行，且第二反射镜6位于第一反射镜5的下方；所述内壳体10内部还设有ccd相机17模组，所述ccd相机17模组位于第二反射镜6一侧，所述第二反射镜6另一侧设有振镜7，所述振镜7与ccd相机17模组同轴设置，所述振镜7下方设有聚焦透镜8和照明光源9；所述分光镜3上方设有功率检测模组。
25.本实施例中的动态调焦镜组4采用电机带动聚焦镜移动，从而对激光束的焦点位置进行调节，该技术为现有技术，故本实施例不再赘述。
26.具体地，如图3、4所示，所述壳体包括内壳体10和外壳体11，所述分光镜3、动态调焦镜组4、第一反射镜5、第二反射镜6、ccd相机17模组均安装在内壳体10内部；所述振镜7位于内壳体10外部，所述内壳体10、振镜7均安装在外壳体11内部。本实用新型通过设置双层壳体结构，增加了激光装置的防尘效果；同时将振镜7与其他光学器件隔离开，提高了激光加工的精度。
27.具体地，所述功率检测模组包括第三反射镜12、衰减片13和功率检测单元14，所述第三反射镜12位于分光镜3上方，所述分光镜3与动态调焦镜组4的中心轴线夹角为45
°
，所述第三反射镜12与分光镜3平行，所述衰减片13位于第三反射镜12与功率检测单元14之间。通过设置衰减片13可以减小激光对功率检测单元14造成的损伤；通过在分光镜3上方设置第三反射镜12，可以使得用于功率检测的激光束与主分光镜3前的激光束平行，使得光学器件在壳体内的安装结构更加紧凑，缩减了装置的体积。本实施例中，所述功率检测单元14采用光电传感器。
28.具体地，所述第三反射镜12为全反射镜，用于改变激光的方向。
29.具体地，所述第一反射镜5上方设有红光指示器15，所述红光指示器15发出的红光与激光束重合，用于指示激光在工件表面的位置。
30.具体地，所述ccd相机17模组包括镜头16和相机17，所述镜头16位于相机17和第二反射镜6之间。
31.具体地，所述第一反射镜5、第二反射镜6均为高透反射镜；所述第一反射镜5既反射激光，也透射红光，所述第二反射镜6既反射激光，也透射白光。
32.具体地，如图5所示，所述照明光源9通过光源安装架18安装在所述外壳体11下方对应振镜7的位置；所述光源安装架18包括第一支架19、第二支架20和第三支架21，所述第一支架19安装在外壳体11底面，所述第三支架21底部用于安装照明光源9，所述第二支架20用于连接第一支架19与第三支架21，所述第二支架20与第一支架19活动连接，可以根据需求调节环形光源的高度。
33.本实施例中，所述第二支架20上设有腰圆孔，所述第一支架19与第二支架20通过腰圆孔连接，便于调节照明光源9到工件表面的距离。
34.进一步地，所述第一支架19为“7”字形，所述第二支架20为“l”形，所述第三支架21为环形。
35.进一步地，所述照明光源9为环形光源，环形光源可以提供更加均匀的照明光，同时不会影响激光的光路。
36.本实施例激光装置的工作原理如下：
37.激光束经过分光镜3后，一部分激光经过第三反射镜12反射，再穿过衰减片13后被功率检测单元14获取，实现对激光功率的实时检测；另一部分激光进入动态调焦镜组4，实现对激光焦点的调节；经过调焦后的激光依次经过第一反射镜5、第二反射镜6后进入振镜7，激光经过振镜7的调节和聚焦透镜8的聚焦后照射到待加工工件表面进行激光加工；照明光源9发射的光束照在待加工工件表面后反射，反射光经过振镜7后透过第二反射镜6被ccd相机17模组获取，实现对工件表面的视觉定位。
38.本实施例的激光装置各功能模块独立，可实现三维激光加工和二维激光加工的随意切换。在不改变结构的情况下，根据用户的定制化需求任意搭配配置。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。