[发明专利]一种对焦装置及激光加工系统

说明书

一种对焦装置及激光加工系统，属于激光加工领域。对焦装置用于在激光加工中对激光加工头进行对焦。对焦装置包括本体、观察器以及保持器。本体具有观察窗、与观察窗连通且能容纳测试靶材的容纳腔。附连本体的观察器具有第一姿态和可选的第二姿态，在第一姿态下，观察器被构造来通过观察窗对容置于容纳腔内的测试靶材的表面形貌进行获取并向观测者展示。匹配附连本体的保持器被构造成使测试靶材稳定地被保持在容纳腔内，并且可选地释放测试靶材以允许测试靶材与本体相互脱离。本发明提供的对焦装置具有便于携带，方便对焦的优点，且对焦便捷、准确，能够提高加工效率。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体而言，涉及一种对焦装置及激光加工系统。

背景技术

激光加工技术是利用聚焦激光束(光刀)与物质相互作用的特性，对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等处理的一门加工技术。激光加工无需工具，光束经聚焦镜聚焦后，能量高度集中，作为光刀对材料进行减材制造(例如切割、打孔等)与增材制造(例如激光熔覆、激光3D打印等)等。激光的聚焦光斑小、能量集中，且其热影响区确定、非接触加工、无污染等优点使其的使用材料广泛。

离焦量(即激光光束聚焦点与测试靶材的相对位置)是影响加工质量和加工效率的关键因素。离焦量很小的变化就会造成工件表面激光功率密度与能量传输效率的较大差异，从而导致熔深和熔宽的巨大差异。在使用前，需要对激光加工装备的光学传输系统进行对焦，以使激光束能够正好聚焦到测试靶材表面或产生准确的预期离焦量。

现有的对焦方法主要有两种，一种是通过激光加工装备中的红外指示激光进行对焦，需现场工作人员肉眼观察红外激光光斑的大小，进行定性的判断，从而进行手动调节，人工工作量大，对焦效率低，精度较低，且依赖于设备本身。

第二种是在测试靶材表面激光直接试熔的方法，通过对熔池形貌判断找到合适的焦距后，使用钢直尺手工测量出当前焦距，当机床运动机构复位或更换了厚度不同的工件后，焦距需要重定位，对焦过程耗费人工，效率低下，对焦精度受人工测量方法、测量器材精度等因素影响较大等多种不足。

随着激光加工技术的迅猛发展，现有的激光对焦技术已不能很好的满足激光加工工艺高精度、高效率的要求。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供了一种对焦装置及激光加工系统，以改善、甚至解决以上问题。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明的实施例提供了一种对焦装置。

一种对焦装置，用于在激光加工中对激光加工头进行对焦。

对焦装置包括：

本体，本体具有观察窗、与观察窗连通的容纳腔，本体被构造为可被移除并通过容纳腔容纳测试靶材；

观察器，观察器匹配附连本体，观察器具有第一姿态和可选的第二姿态，在第一姿态下，观察器被构造来通过观察窗对容置于容纳腔内的测试靶材的表面形貌进行获取并向观测者展示，处于第一姿态和/或第二姿态下的观察器以允许激光加工头出射的激光照射至容纳与容纳于的测试靶材；

保持器，保持器匹配附连本体，保持器被构造成使测试靶材稳定地被保持在容纳腔内，并且可选地释放测试靶材以允许测试靶材与本体相互脱离。

在其他的一个或多个示例中，观察器包括取景机构，取景机构包括放大镜、摄像装置、照相装置、显微放大装置中的任一种，取景机构通过第一转轴可转动地附连于本体，观察器具有第一姿态和第二姿态，且第一姿态和第二姿态通过观察器的转动而可选地切换，取景机构在观察器处于第二姿态时允许激光加工头出射的激光照射至容纳与容纳于的测试靶材。

在其他的一个或多个示例中，观察器还包括与取景机构匹配的第一保护匣，第一保护匣与取景机构共用第一转轴，且第一保护匣能够容纳取景机构。