一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法

摘要

本发明揭示了一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其包括以下步骤：1)沿光轴依次设置一出光点、待测光学元件、靶面；2)以出光点为零点位置，以垂直于靶面的方向为轴线，将待测光学元件放置于位置A处，轴标为在靶面上获取一点A，点A的质心坐标为[x,y]，其中L为出光点到靶面的距离，F为待测光学元件的焦距；3)将待测光学元件放置于位置B处，轴标为在靶面上获取一点B，点B的质心坐标为[x′,y′]；4)计算待测光学元件与出光点的光轴同轴度偏离量为[dx,dy]，其中其中，为位置A与位置B之间的距离。本发明能够快速测量出单个光学元件或光学系统与光轴的同轴度，提高了测量结果的可靠性与测量效率。

权利要求

1.一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)沿光轴依次设置一出光点、待测光学元件、靶面；

2)以出光点为零点位置，以垂直于所述靶面的方向为轴线，将待测光学元件放置于位置A处，所述位置A的轴向坐标为 在所述靶面上获取一清晰的点目标清晰像点A，点A的质心坐标为[x,y]，其中L为所述出光点与所述靶面之间的距离，F为所述待测光学元件的焦距；

3)将待测光学元件放置于位置B处，所述位置B的轴向坐标为在所述靶面上获取一清晰的点目标清晰像点B，点B的质心坐标为[x′,y′]；

4)计算待测光学元件与出光点的光轴同轴度偏离量为[dx,dy]，其中其中，Δ为位置A与位置B之间的距离，

2.如权利要求1所述的测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其特征在于：所述待测光学元件为单个的聚焦镜或一个正焦镜组系统。

3.如权利要求1所述的测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其特征在于：所述靶面由相机靶面提供。

4.如权利要求1所述的测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其特征在于：所述出光点与所述靶面的距离L大于或等于4F。

说明书

一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法

【技术领域】

[0001] 本发明属于激光切割技术领域，特别是涉及一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法。
【背景技术】

[0002] 切割头光学系统一般由准直镜组和聚焦镜组构成的有限远共轭光学系统。由于激光切割头的光学设计为同轴系统，而切割头的结构设计需要考虑到气路、电路的各种布局
是一种非同轴系统。因此在实际生产中测量切割头同轴存在非常大的困难。

[0003] 切割头光学系统的同轴检测传统的方法是利用机械的方法，通过高度尺等测量工具分别测量镜筒外圆与制定基准的距离来判断各个镜筒组件的同轴度。这种方法共有两重
误差，第一为通过镜筒直接判定镜片的同轴是不科学的；第二通过机械测量的方法是一种
间接测量方法，在一定程度上是不能代表整个光学系统的同轴与否。

[0004] 因此，有必要提供一种新的测量激光切割头光学元件同轴度的方法来解决上述问题。
【发明内容】

[0005] 本发明的主要目的在于提供一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法，能够快速测量出单个光学元件或光学系统与光轴的同轴度，提高了测量结果的可靠性与测量效
率。

[0006] 本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其包括以下步骤：

[0007] 1)沿光轴依次设置一出光点、待测光学元件、靶面；

[0008] 2)以出光点为零点位置，以垂直于所述靶面的方向为轴线，将待测光学元件放置于位置A处，所述位置A的轴向坐标为 在所述靶面上获取一清晰的
点目标清晰像点A，点A质心坐标为[x,y]，其中L为所述出光点与所述靶面之间的距离，F为
所述待测光学元件的焦距；

[0009] 3)将待 测光学元件放置于 位置B处 ，所述 位置B的轴向坐标 为在所述靶面上获取一清晰的点目标清晰像点B，点B质心坐标为
[x′,y′]；

[0010] 4)计算待测光学元件与出光点的光轴同轴度偏离量为[dx,dy]，其中

[0011]

[0012] 其中，Δ为位置A与位置B之间的距离，

[0013] 进一步的，所述待测光学元件为单个的聚焦镜或一个正焦镜组系统。

[0014] 进一步的，所述靶面由相机靶面提供。

[0015] 进一步的，所述出光点与所述靶面的距离L大于或等于4F。

[0016] 与现有技术相比，本发明一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法的有益效果在于：能够快速测量出单个光学元件或光学系统与光轴的同轴度，提高了测量结果的可靠
性与测量效率，缩减了测量时间，避免了人为因素和间接测量带来的误差。
【附图说明】

[0017] 图1为本发明中在光学元件与光轴同轴情况下的光路图；

[0018] 图2为本发明中光学元件与光轴存在偏差时的光路图；

[0019] 图3为本发明中光学元件在位置A与位置B处聚焦于相机靶面上的光斑位置示意图。
【具体实施方式】

[0020] 实施例：

[0021] 本实施例一种测量激光切割头光学元件同轴度的方法，其包括以下步骤：

[0022] 1)沿光轴依次设置一出光点1、待测光学元件2、靶面3；所述出光点可以由一红光平行光管射出，待测的光学元件可以为单个的正焦镜或一个正焦镜组系统，靶面可由相机
靶面提供；

[0023] 其中，要求所述出光点与所述靶面的距离L大于或等于4F，F为待测光学元件的焦距；

[0024] 2)以出光点为零点位置，以垂直于所述靶面的方向为轴线，将待测光学元件放置于位置A处，所述位置A的轴向坐标为 在所述靶面上获取一清晰的
点目标清晰像点A，点A质心坐标为[x,y]；

[0025] 3)将待 测光学元件放置于 位置B处 ，所述 位置B的轴向坐标 为在所述靶面上获取一清晰的点目标清晰像点B，点B质心坐标为
[x′,y′]，请参考图3；

[0026] 4)计算待测光学元件与出光点的光轴同轴度偏离量为[dx,dy]，其中

[0027]

[0028] 其中，Δ为位置A与位置B之间的距离，

[0029] 本实施例中，将出光点与靶面的距离设置为大于四倍待测光学元件焦距，是为了保证出光点与靶面之间能够有两个位置使得理论上待测光学元件能够将光束聚焦至同一
光点位置，如图1所示。当待测光学元件的圆心不在光轴上时，则会在位置A与位置B处分别
出现光点A、B，且与同轴时的光点C不重叠，如图2所示。

[0030] 通过本实施例方法测量获得待测光学元件的同轴度偏离量后，再根据该偏离量进行调整即可使得激光切割头内的光学元件组与激光光纤轴同轴。

[0031] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范
围。