(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210963682.0 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 广东宏石激光 技术股份有限公司 地址 528311 广东省佛山市顺德区北滘镇 顺江社区工业园安 业路4号 (72)发明人 刘洋　常勇　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 甘雅舒 (51)Int.Cl. B23K 26/38(2014.01) B23K 26/046(2014.01) B23K 26/064(2014.01) B23K 26/073(2006.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种确定 激光切割头零焦点的系统及方法 (57)摘要 本发明涉及激光切割技术领域， 更具体地， 涉及一种确定激光切割头零焦点的系统及方法， 其中系统装设于切割头， 切割头内设有中空腔 体， 中空腔体中装设有准直镜和聚焦镜， 中空腔 体底部装设有喷嘴； 系统包括分光镜、 暗盒、 CCD 装置， 所述 分光镜装设于所述准直镜和所述聚焦 镜之间， 所述暗盒位于所述喷嘴下方， 喷嘴上设 有可与切割头抵接的限位部， 所述CCD装置装设 于切割头外侧， 从激光器发出的光经过分光镜可 到达聚焦镜， 从喷嘴端反射的光可到达CCD 装置。 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一 种确定激光切割头零焦点的系统， 可快速确认切 割头的零焦点， 效率较高， 且有利于实现切割头 的自动化和智能化。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115138992 A 2022.10.04 CN 115138992 A 1.一种确定激光切割头零焦点的系 统， 其特征在于， 包括切割头(1)、 分光镜(3)、 暗盒 (7)、 CCD装置(6)， 所述切割头(1)内设有中空腔体， 所述中空腔体中装设有准直镜(4)和聚 焦镜(5)， 中空腔体底部装设有喷嘴(2)； 所述分光镜(3)装设于所述准直镜(4)和所述聚焦 镜(5)之间， 所述暗盒(7)位于所述喷嘴(7)下方， 喷嘴(2)上设有可与切割头(1)抵接的限位 部， 所述CCD装置(6)装设于切割头(1)外侧， 从激光器发出的光经过分光镜(3)可到达聚焦 镜(5)， 从喷 嘴(2)端反射的光可到 达CCD装置。 2.根据权利要求1所述的确定激光切割头零焦点的系统， 其特征在于， 所述限位部为通 孔； 切割头(1)下移使喷嘴(2)与所述通孔接触时， 喷嘴(2)端面与 暗盒(7)底部距离为1 ± 0.2mm。 3.根据权利要求2所述的确定激光切割头零焦点的系统， 其特征在于， 所述暗盒(7)内 壁为黑色。 4.根据权利要求1至3任一项所述的确定激光切割头零焦点的系统， 其特征在于， 所述 分光镜(3)一端镀覆有可完全透射的薄膜， 另一端镀覆有可完全反射的薄膜。 5.根据权利要求4所述的确定激光切割头零焦点的系统， 其特征在于， 所述切割头(1) 为直筒状， 所述CCD装置(6)装设于切割头(1)侧部， 所述分光镜(3)上镀覆有可完全透射的 薄膜的一端朝向准直镜(4)放置， 分光镜(3)上镀覆有 可完全反射的薄膜的一端朝向聚焦镜 (5)放置， 所述 准直镜(4)和所述聚焦镜(5)平行设置， 所述分光镜(3)倾 斜设置。 6.根据权利要求4所述的确定激光切割头零焦点的系统， 其特征在于， 所述切割头(1) 为L型结构， 所述CCD装置(6)装设于切割头(1)顶部， 所述分光镜(3)上镀覆有可完全反射的 薄膜的一端朝向准直镜(4)放置， 分光镜(3)上镀覆有 可完全透射的薄膜的一端朝向聚焦镜 (5)放置， 所述 准直镜(4)和所述聚焦镜(5)垂直设置， 所述分光镜(3)倾 斜设置。 7.一种确定 激光切割头零焦点的方法， 其特 征在于， 具体包括以下步骤： S1： 切割头(1)下移至喷 嘴(2)与暗盒(7)限位部 抵接； S2： 开启激光器红光； S3： 将调焦镜片调整好位置后利用CCD装置(6)拍照获得光斑图像， 其 中， 所述调焦镜片 为准直镜(4)或聚焦镜(5)； S4： 将调焦镜片调整一个步距后利用C CD装置(6)拍照获得光斑图像； S5： 检测光斑图像的数目M1， 若M1＝N1， 则进入步骤S6， 若M1＜N1， 则返回步骤S4， 其中 M1与N1均为 正整数， 且N1≥3； S6： 沿步骤S3至步骤S4方向将所有光斑图像依次排列， 并进行比对， 若所有的光斑图像 呈现由大变小再变大的规律， 则进入步骤S12； 若所有的光斑图像呈现由小变大的规律， 则 进入步骤S7； 若所有的光斑图像呈现由大变小的规 律， 则进入步骤S10； S7： 将调焦镜片调整至已拍照中所有的光斑图像最小处的位置； S8： 沿步骤S3至步骤S4的逆方向将调焦镜片调整一个步距后利用CCD装置(6)拍 照获得 光斑图像； S9： 沿步骤S3至步骤S4方向将本步骤前形成的所有光斑图像按拍照的位置进行依次排 列， 并进行比对， 若 所有的光斑图像呈现由大变小再变大的规律， 则进入步骤S12； 若 所有的 光斑图像呈现由小变大的规 律， 则返回步骤S 8； S10： 沿步骤S3至步骤S4的方向将调焦镜片的位置调整一个步距后利用CCD装置(6)拍权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115138992 A 2照获得光斑图像； S11： 沿步骤S3至步骤S4方向将本步骤前形成的所有光斑图像按拍照的位置进行依次 排列， 并进 行比对， 若 所有的光斑图像呈现由大变小再变大的规律， 则进入步骤S12； 若 所有 的光斑图像呈现由大变小的规 律， 则返回步骤S10； S12： 确定零焦点位置， 结束流程； 其中零焦点位置为所有光斑图像中光斑图像最小处 的调焦镜片位置 。 8.根据权利要求7所述的确定激光切割头零焦点的方法， 其特征在于， 所述步骤S12中 确定零焦点 位置具体包括以下步骤： S120： 确定已拍照中所有光斑图像中光斑图像最小处所对应的调焦镜片的位置， 并将 调焦镜片调整至上述 位置； S121： 以上述光斑图像最小处位置为中心， 分别沿步骤S3至步骤S4方向及沿步骤S3至 步骤S4的逆方向从所述中心两端将调焦镜片调整1/N2步距后利用CCD装置(6)拍照获得光 斑图像， 其中N2为 正整数， 且N2＞1； S122： 沿步骤S3至步骤S4方向将3张光斑图像依次排列， 并进行比对， 若光斑图像呈现 由大变小 再变大的规律， 则进入步骤S129； 若三张光斑图像呈现由小变大的规律， 则进入步 骤S123； 若上光斑图像呈现由大变小的规 律， 则进入步骤S126； S123： 将调焦镜片调整至 3张光斑图像最小处的位置； S124： 沿步骤S3至步骤S4的逆方向将调焦镜片调整1/N2步距后利用CCD装置(6)拍照获 得光斑图像； S125： 沿步骤S3至步骤S4方向将步骤121至步骤124 中形成的所有光斑图像按拍 照的位 置进行依次排列， 并进 行比对， 若 所有的光斑图像呈现由大变小 再变大的规律， 则进入步骤 S129； 若光斑图像呈现由小变大的规 律， 则返回步骤S124； S126： 将调焦镜片调整至 3张光斑图像最小处的位置； S127： 沿步骤S3至步骤S4的方向将调焦镜片的位置调整1/N2步距后利用CCD装置(6)拍 照获得光斑图像； S128： 沿步骤S3至步骤S4方向将本步骤前形成的所有光斑图像按拍照的位置进行依次 排列， 并进行比对， 若所有的光斑图像呈现 由大变小再变大的规律， 则进入步骤S129； 若所 有的光斑图像呈现由大变小的规 律， 则返回步骤S127； S129： 确定零焦点位置， 结束流程； 其中零焦点位置为所有光斑图像中光斑图像最小处 的调焦镜片位置 。 9.根据权利要求8所述的确定激光切割头零焦点的方法， 其特征在于， 所述步距为 0.5mm～10mm。 10.根据权利要求1所述的确定激光切割头零焦点的方法， 其特征在于， 步骤S9中若所 有的光斑图像呈现由小变大的规律， 则先判定调焦镜片是否处于 极限位置， 若 是， 则输出报 警， 结束流程， 若否， 则返回步骤S8； 步骤S12 中若所有的光斑图像呈现由大变小的规律， 则 先判定判定调焦镜片是否处于极限位置， 若是， 则输出报警， 结束流程； 若否， 则返回步骤 S10。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115138992 A 3