[发明专利]激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法

摘要

本发明公开了激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法，采用在激光端面织构机内安装自动对焦及微调控制器（9）实现自动对焦暨实时微调，所述的自动对焦及微调控制器（9）由光栅尺、传感位移检测器、CCD成像探测器和中央处理器CPU构成；本发明采用CCD成像探测器对试加工的工件进行采样和分析，并通过改变光栅尺上对焦基准点位置的方式来减小误差，确保加工时对焦的正确性，提高加工零件的精度和效率。

主权项

激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法，激光端面织构机包括激光头加工装置和自动对焦及微调控制器，所述的激光头加工装置包括直筒（2）、直角腔体（4），凸透镜（12）和450反射镜（13）分别固定在直角腔体（4）内部，通过固定扣（6）将反射镜筒体（7）固定在直角腔体（4）上，自动对焦及微调控制器（9）安装在成像系统（3）内部，成像系统（3）通过固定螺钉孔（15）将其固定在反射镜筒体（7）上方；其中，具有αº的反射镜片（18）安装在反射镜筒体（7）内部，并通过反射镜筒体侧盖（14）固定；其特征是：采用在激光端面织构机内安装自动对焦及微调控制器（9）实现自动对焦暨实时微调，所述的自动对焦及微调控制器（9）由光栅尺、传感位移检测器、CCD成像探测器和中央处理器CPU构成，该自动对焦暨实时微调方法的步骤如下：（1）初始加工点或固定加工点寻找和确定：首先通过具有αº的反射镜片（18）将需加工试件（1）表面图像通过对焦光线（8）反射到自动对焦及微调控制器（9）的CCD成像探测器中，图像显示在电脑显示屏上，用户选取需加工点后，激光头加工装置整体移动，达到很小的对焦偏差距离，为下步进行微量对焦调整做好准备；（2）激光加工前自动对焦：（a）将光栅尺的中点O’点预设为初始系统对焦基准点，对焦光线（8）经过具有αº的反射镜片（18）反射后在光栅尺上形成一个对焦点，同时通过光栅尺的细分计数模块计算出对焦点到光栅尺中点的距离，并形成信号；（b）将步骤（a）中距离信号输入自动对焦及微调控制器（9）中的中央处理器CPU处理，计算出激光头加工装置到加工焦点的距离，并通过CPU控制机床主轴移动；（c）同时机床给出一个反馈信号给传感位移检测器，传感位移检测器再次测量，将检测的对焦点到光栅尺（10）中点O’点的距离信号传入中央处理器CPU处理，CPU经过算法分析，如在距离允许的范围内，CPU不向机床主轴下达运动指令，如超出范围，CPU向机床主轴下达运动指令，机床调整运动；（3）激光头微调：经过步骤（2）操作后，对需加工试件进行试加工一次，经加工后试件上激光加工形成的点为A点或B点，使用CCD成像探测器对加工点进行采集和分析，并通过CPU使用黄金分割算法向机床发出运动指令，直到CCD采集和分析的图像清晰时CPU停止向机床发出指令，再次通过传感位移检测器进行测量，同时在光栅尺上形成相对应的A´或B´点，通过传感位移检测器将此A´或B´点位置更改为机床系统对焦点位置的基准点；在下步加工时的对焦中，将对焦点在光栅尺（10）上形成位置与其对比，分析计算出在光栅尺上形成的距离信号，传递给CPU中，继续执行上述步骤（2）和步骤（3）；（4）激光加工时实时微调：正式加工开始后，每次激光脉冲加工后都将执行步骤（3），使得每次加工后的加工点都是下次加工时的对焦基准点。