[发明专利]一种激光焊接非接触温度监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度监控装置，特别是一种激光焊接非接触温度监控装置。

背景技术

在激光焊接过程中，需要对被加工物的温度进行监测和控制。目前市场上有一些针对激光加工温度监控的产品，例如低功率激光头LH50、激光头LH500-M、单色高温计EP60及双色高温计QP003等。其中，低功率激光头LH50的工作原理是激光探头通过激光分束器将测量物件的表面温度，通过波长及辐射强度传入激光探头，激光探头将传入的信号数字化，将其读出，读出的数据发送到控制器LASON进行处理；激光头LH500-M是通过激光进行材料加工，通过光束器将摄像机和高温计形成一束同轴的光束，将光束对焦距后，对材料进行焊接，淬火等加工，同时通过外部空气或冷却液进行控制；数字高温计是用来测量温度的，通过确定测量间距比例即：测量距离与测量点直径的比例关系，接收一个波长的辐射密度，从而确定测量的温度。上述产品有些仅能测量物体的温度，有些能够同时进行加工、测量和监控，但对被加工物的温度控制还需要借助外部冷却源。

发明内容

本发明针对现有产品的上述问题提供一种激光焊接非接触温度监控装置，除了可以监测被加工物体的温度外，还可以控制激光输出能量使其温度不超过设定值。

本发明实现上述目的的技术方案是：

一种激光焊接非接触温度监控装置，包括光纤输出激光光束聚焦成像部分、非接触红外温度检测部分、CCD图像监控部分和控制单元；其特征在于：所述光纤输出激光光束聚焦成像部分通过多组镜片将有一定发散角的激光光束准直后变成平行光束，所述平行光束通过两个平片双透镜片后通过镜筒的输出端镜片聚焦到一点；两个平片双透镜片中的一个将被测物反射的红外图像反射到非接触红外温度检测部分中，两个平片双透镜片中的另一个将被加工物体的可见光部分反射到CCD图像监控部分；所述控制单元根据非接触外红温度检测部分测得的被测物温度控制激光发生器发出的激光能量。

进一步的，所述光纤输出激光光束聚焦成像部分将发散的激光光束准直为平行光束的镜片为三组，从上到下依次为凸透镜、凹透镜和凸透镜。

进一步的，镜筒的输出端镜片外面还包括一保护镜片，所述保护镜片通过卡扣式可拆卸的安装于镜头前端。

进一步的，所述光纤输出激光光束聚焦成像部分中反射出的被测物反射的红外图像通过一反射镜反射到红外温控检测仪中。

进一步的，所述光纤输出激光光束聚焦成像部分中反射出的被加工物体的可见光部分通过光阑、反射镜和镜片组反射到CCD中。

以及一种激光焊接非接触温度控制方法，采用上述激光焊接非接触温度监控装置，温度控制过程如下：

控制激光器以较小的功率照射被加工物体，记录被加工物体的温升，通过得到的温度增加值和时间，计算得出被加工物体指定加热点对激光的吸收和温升能力；依据这个温升能力参数，按照被加工指定温度设定值计算实际需要的激光能量；计算完成后按照计算结果对激光器输出能量及时间进行控制。

以上装置可以较为精确的将激光被加工物体的加工温度保持在某一范围内。由于最终的激光的能量输出是计算得出的，所以对温度传感器的检测频度要求不高，但也能够达到通过实时检测调整激光器所能达到的温度控制效果。由于对温度传感器的检测频度要求不高，从而降低了整个装置成本，非常经济实用。

附图说明

图1 是光纤输出激光光束聚焦成像部分示意图；

图2是非接触红外温度检测部分示意图；

图3是CCD图像监控部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。

一种激光焊接非接触温度监控装置，包括光纤输出激光光束聚焦成像部分、非接触红外温度检测部分、CCD图像监控部分和控制单元；所述控制单元根据非接触外红温度检测部分测得的被测物温度控制激光发生器发出的激光能量。