[发明专利]一种激光加工实时检测装置及方法

说明书

本发明提供一种激光加工实时检测装置，包括：激光器，用于发出对工件进行加工的激光束；光束调节单元，用于通过旋转控制所述激光束的方向；反射镜，用于改变所述激光束的传播方向；检测单元，用于实时检测所述工件的表面状态；以及聚焦镜头，用于对所述激光束进行聚焦，以使所述激光束垂直射出并聚焦至所述激光束。本发明还提供一种激光加工实时检测方法。上述的激光加工实时检测装置及方法在激光器与反光镜之间设置光束调节单元，通过旋转光束调节单元来调整激光器发出激光束的传播方向，实现了不同方向加工时总可以保证激光光斑和CCD相机中心的相对移动方向不变，从而有效实现边加工边检测，结构简单，调节方便。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，更具体的说，特别涉及一种激光加工实时检测装置及方法。

背景技术

激光是20世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一，由于具有良好的单色性、方向性和高能量密度，激光成为先进制造技术的代表和升级改造传统工业的重要手段。在工业领域，激光技术最主要的应用是激光加工。

激光加工是利用激光束对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一种加工技术，目前已广泛应用于汽车、电子、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化以及减少材料消耗等起到重要的作用。

激光加工设备则主要包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机及其他设备等。其中激光打标机主要功能是在金属、皮革、塑料等各种材料表面刻出图案、商标和文字。激光切割机可以切割金属等材料，在钣金加工方面具有较多应用，并逐步替代传统加工方式。

随着市场上对于激光加工设备的要求的提高，众多的应用中需要做到实时检测，即在激光加工的同时，加工头上固定有CCD相机进行实时拍摄以检测加工品质。为了满足这样的一种要求，由于激光波长与CCD的光源(一般采用白光照明)波长不一定相同，那么，激光束的出射方向与CCD中检测光线的传播方向不重叠，所以，对于某一个特定方向(如沿正X轴方向)的加工轨迹而言，在激光加工头的后方间隔一定的距离会跟随设置一个CCD相机。而当加工方向发生改变时，如转换至负X轴方向时，就需要在加工头的另一侧再安装一个CCD相机。同样的，对于正Y轴和负Y轴方向，也各需要设置一个CCD相机，所以，在这样的一套系统中，沿直线加工，且方向正交时，就需要设置4个CCD相机，大大增加了设备的制造成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种既能实现加工时的实时检测、又能降低成本的激光加工实时检测装置及方法。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供的一种激光加工实时检测装置，包括：

激光器，用于发出对工件进行加工的激光束；

光束调节单元，用于通过旋转控制所述激光束的方向；

反射镜，用于改变所述激光束的传播方向；

检测单元，用于实时检测所述工件的表面状态；以及

聚焦镜头，用于对所述激光束进行聚焦，以使所述激光束垂直射出并聚焦至所述激光束；

其中，所述激光器、所述光束调节单元、所述反射镜以及所述聚焦镜头依次设置，以形成所述激光束传播的路径，所述检测单元设于所述反射镜远离所述聚焦镜头的一侧；

其中，所述工件设于所述聚焦镜头远离所述反射镜的一侧，当所述激光器发出的所述激光束时，所述激光束沿着所述路径传播后射入所述工件，以对所述工件进行加工。

可选的，所述的激光加工实时检测装置还包括用于对激光束进行扩束和准直的扩束镜，所述扩束镜设于所述激光器与所述光束调节单元之间；所述光束调节单元、所述反射镜以及所述聚焦镜头的中心在同一直线上。