阅读说明：本技术 一种激光器切面打点确认焦点坐标的方法 (Method for confirming focus coordinate by laser section dotting ) 是由 饶永 马兴 吴建荣 陈松 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种激光器切面打点确认焦点坐标的方法,包括：步骤S01：调整激光器,使激光器出光头到默认的焦点位置；步骤S02：将工件放置于激光器出光头的正下方；步骤S03：调整激光参数,在默认焦点位置开始激光器向工件上打1点作为基准点；步骤S04：以正离焦以一定间隔依次在工件上打点,直至能量明显衰减停止打点；步骤S05：出光头回到基准点位置,再以负离焦为一定间隔依次在工件上打点,直至能量明显衰减停止打点；步骤S06：根据步骤S04和步骤S05所打的点的熔深确定实际焦点位置,熔深最深点为实际焦点位。该方法从焦点位置功率密度最大,打点熔深最深的作为判断依据,实现了纵向测量,判断结果更为准确。(The invention discloses a method for dotting a section of a laser to confirm a focus coordinate, which comprises the following steps: step S01: adjusting the laser to enable the laser light emitting head to reach a default focus position; step S02: placing a workpiece right below a laser light-emitting head; step S03: adjusting laser parameters, and starting a laser to beat 1 point on a workpiece at a default focus position to be used as a reference point; step S04: sequentially dotting the workpiece at certain intervals by positive defocusing until the energy is obviously attenuated and stopping dotting; step S05: the light-emitting head returns to the reference point position, and then points are sequentially punched on the workpiece by taking the negative defocusing as a certain interval until the energy is obviously attenuated and the punching is stopped; step S06: and determining the actual focal position according to the melting depth of the points formed in the step S04 and the step S05, wherein the deepest point of the melting depth is the actual focal position. The method takes the maximum power density and the deepest dotting fusion depth of the focus position as the judgment basis, realizes longitudinal measurement, and has more accurate judgment result.)

一种激光器切面打点确认焦点坐标的方法

技术领域

本发明涉及一种激光器切面打点确认焦点坐标的方法。

背景技术

密封继电器采用激光封焊机对装配好的继电器进行激光密封，激光封焊工艺的工艺原理是利用激光的高能热量使同种金属或一种金属连接处瞬间熔化在微观上使金属原子发生重结晶后连接在一起的一种高可靠熔焊工艺。激光焊接设备主要包括激光器、光束传输部分和聚焦系统，正常情况下前两部分不会发生变化，而第三部分会受到机械振动等影响发生变化。

影响激光封焊工艺稳定性的参数有5个，分别为：峰值功率、脉宽、频率、工件运行速度、离焦量。其中，峰值功率、脉宽、频率这3个参数由激光发生器决定，正常情况下不会发生变化，工件运行速度由数控程序控制，在不改变事先编辑完成的数控程序的前提下不会对焊接过程造成影响，而离焦量为焦平面相对于工件表面的位置关系，离焦量会因为出光头在平时使用过程中发生缓慢变化，从而影响激光入射到金属表面的能量密度，最终影响激光封焊质量。

此外，由于激光封焊机的数控导轨部分的Z轴(出光头同轴)在长时间使用过程中的上下移动，外部光学系统会发生轻微变化，会导致出光头聚焦镜头组受到影响，从而导致出光焦点位置发生变化，而焦距发生变化则直接影响了继电器的封焊质量，导致工件表面接收到的激光能量衰减，最终造成产品密封性质量的下降和成品的大量报废。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的激光器焦点位置发生变化导致工件表面接收到的激光能量衰减，造成产品密封性质量的下降和成品的大量报废问题，本发明在此的目的在于提供一种能够对激光器焦点进行定位的激光器切面打点确认焦点坐标的方法。

为实现本发明的目的，在此提供的激光器切面打点确认焦点坐标的方法包括以下步骤：

步骤S01：调整激光器，使激光器出光头到默认的焦点位置；

步骤S02：将工件放置于激光器出光头的正下方；

步骤S03：调整激光参数，在默认焦点位置开始激光器向工件上打1点作为基准点；

步骤S04：以正离焦以一定间隔依次在工件上打点，直至能量明显衰减停止打点；

步骤S05：出光头回到基准点位置，再以负离焦为一定间隔依次在工件上打点，直至能量明显衰减停止打点；

步骤S06：根据步骤S04和步骤S05所打的点的熔深确定实际焦点位置，熔深最深点为实际焦点位置。

进一步的，本发明所述工件为铁片。

进一步的，所述步骤S02中将工件边缘摆放至默认焦点光斑的中心位置。

本发明的有益效果包括：

1)本发明提供的方法从焦点位置功率密度最大，打点熔深最深的作为判断依据，实现了纵向测量，打在工件上的各点作为对比因子更加明显，判断结果更为准确。

2)采用铁片，降低了激光反射率，对于激光离焦后的功率差异反应敏感，进一步地保证了判断结果的准确性。

3)将工件的边缘摆放至默认焦点光斑的中心位置，可以直观地体现不同离焦量的点的熔深尺寸，实现了不同焦距的点熔深的直观纵向对比，差异明显，便于准确找出焦点位置。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明提供的激光器切面打点确认焦点坐标方法的原理图；

图2为利用本发明提供的方法进行打点后的工件示意图；

附图中：1-激光束，2-激光焦点，3-工件，4-基准点。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。

图1示出了本发明提供的激光器切面打点确认焦点坐标方法的原理，激光器发出的激光经聚焦后形成激光束1，当激光束1的激光焦点2与工件3的表面重合垂直时，激光束1打出的光斑能量最大，熔深最深，正离焦和负离焦打出的点能量均无激光焦点2出大，熔深也无激光焦点2处深。本发明利用上述原理，提供了一种能够定位激光器焦点位置的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S01：调整激光器，使激光器出光头到默认的焦点位置；

步骤S02：将工件3放置于激光器出光头的正下方；

步骤S03：调整激光参数，在默认焦点位置开始激光器向工件3上打1点作为基准点4；

步骤S04：以正离焦以一定间隔依次在工件3上打点，直至能量明显衰减停止打点；

步骤S05：出光头回到基准点位置，再以负离焦为一定间隔依次在工件3上打点，直至能量明显衰减停止打点，如图1所示；

步骤S06：根据步骤S04和步骤S05所打的点的熔深确定实际焦点位置，熔深最深点为实际焦点位置。

步骤S04、步骤S05中记载的“能量明显衰减”在此以激光打在铁片上无火光为能量明显衰减，当然也可以是其它现象为能量明显衰减。

在此安装以上步骤，其中，步骤S03调整的激光参数为频率为1Hz，平均功率为10W；步骤S04和步骤S05中的打点间隔为0.1mm对金属片1进行打点，正、负离焦分别打八个点，每个点的熔深如表1所示。

表1铁片打点熔深表

在此用于打点的工件3可以采用任何一种金属制成，但为了保证激光能量能够被金属吸收，最好采用对激光反射率较低的金属，如铁。为了更充分地吸收激光能量，在此采用光滑铁片，提高了定位精准度。铁片的尺寸根据实际情况设定，如长宽高为50mm×30mm×2.5mm。

此外，步骤S04、步骤S05中正、负离焦打点的间隔还可以采用大于0.1mm 或小于0.1mm。

在对工件3进行打点时，可以在工件3上的任何位置，如中线位置，三分之一工件3的位置，或者三分之二工件3的位置，但为了便于直观地判断各点的熔深，最好是在工件3的边缘打点，故在进行步骤S02时，将工件3边缘摆放至默认焦点光斑的中心位置，使激光器在工件3的边缘处打点。

利用本发明提供的方法找到实际焦点位置后，即可判断出默认焦点位置距离实际焦点位置的距离，判断出实际焦点和默认焦点的距离后就可以以默认焦点为基准，将默认焦点与实际焦点设置重合，然后调整镜头为最清晰状态，使激光器的出光头位于实际焦点位置处，解决了因激光器出光焦点位置发生变化，而焦距发生变化则直接影响了继电器的封焊质量，导致工件表面接收到的激光能量衰减，最终造成产品密封性质量的下降和成品的大量报废的问题。

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。