一种水导激光器的喷口检测平台的制作方法

本技术属于水导激光，涉及一种水导激光器的喷口检测平台。

背景技术：

1、水导激光加工技术作为一种激光加工技术，其原理是利用激光在水与空气的界面上发生全反射的现象，将激光约束在直径几十微米的微细水射流中，水射流内保持极高的激光能量密度，可以用于实现材料去除加工。由于激光一直被约束在直径几十微米的水射流中，水射流中的激光能量密度与激光束腰位置处相近，因此整段稳定的水射流都可以用于材料的去除加工，所以水导激光在加工深孔、切割厚板材等方面，具有其他激光加工方式不可替代的优势。由此可见水射流的成型质量，是水导激光加工的重要指标，而保证水射流质量的重要零部件就是激光水射流的喷口。

2、然而，在现有技术的情况下，喷口检验主要依靠显微镜和目测。检验时，首先基本判定是否合格，通过在显微镜下目测喷口的表面光滑度与喷口圆度；其次，进一步检验就需要安装到设备上与激光耦合后才能确定，通过安装到耦合头后，开启设备，待激光与水耦合后目测水柱是否发散；最后，试打样之后才能确定喷口是否合格。因此现有技术中的喷口检验工艺步骤多、耗时长且准确性和精度都无法满足水导激光加工生产的需求。

3、因此，需要一种能够高效、快速、精准的水导激光喷口检测装置来解决这一技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是：一种水导激光器的喷口检测平台，包括：光源、分光镜、聚焦透镜、耦合水腔、支架；光源包括：激光发射器、激光照明灯；分光镜用于将入射光折射至聚焦透镜，聚焦透镜用于将分光镜的折射光聚焦，耦合水腔用于耦合聚焦透镜的折射光与高压水射流并输出耦合后的水导光束，支架用于检测和或观测耦合水腔发射的水导光束的光斑中心位置、光斑形状、光斑直径及水导光束的有效长度；通过目测或设备检测的方式观测分析水导光束照射在支架内的光斑中心位置、光斑形状、光斑直径及水导光束的有效长度即可检测出喷口的光滑度、喷口圆度以及喷口安装后的耦合效果等参数；

2、耦合水腔设有光入射口、水入口、水导光束出射口，水导光束出射口内可拆卸连接有喷口，光入射口的中心、水导光束出射口的中心与喷口的中心位于同一竖直直线上；同一竖直直线上的光入射口、水导光束出射口及喷口使得激光水射流的耦合效果更好，避免了水射流受重力而影响与激光耦合的耦合效果，因此，同一竖直直线上的测试减少了外部误差对喷口检测的干扰；

3、支架的上部设有支架入口，支架的底部设有底板，耦合水腔安装于支架的上部，水导光束出射口正对支架入口，喷口的孔口不大于支架入口；光源的发射方向朝向分光镜，分光镜的折射光方向朝向聚焦透镜，聚焦透镜的聚焦方向竖直向下且正对光入射口，水导光束出射口的出射方向竖直向下正对支架入口与底板，底板的上表面垂直于水导光束出射口的出射方向；当低功率激光水射流或者水导光束通过喷口时，由于喷口的口径小于低功率激光水射流或者水导光束的直径，因此低功率激光水射流或者水导光束的光斑中心位置、光斑形状、光斑直径直接反映了喷口的加工参数，而低功率激光水射流或者水导光束的有效长度同样反映出喷口是否能够保证激光水射流的加工质量，因此，喷口检测平台能够快速、高效、准确的检测处喷口的喷口质量。

4、优选的，所述喷口可拆卸连接水导光束出射口的连接方式为：圆筒状的喷口支架的外圆周螺纹连接水导光束出射口的内孔壁，喷口卡接固定在喷口支架的内孔处；螺纹连接方式使得检测时只需要将喷口旋扭到耦合水腔的水导光束出射口即可，检测完成后旋扭取下，因此检测时更加方便快捷，在进行大批量检测时尤为显著；或者在水导激光加工平台旁设置一架喷口检测平台，在加工间歇时或者定时对喷口进行检测，保障了水导加工的加工质量和加工精度。

5、优选的，所述分光镜为分光棱镜。

6、优选的，所述支架的底板距离支架入口的高度距离可调；通过调节底板与支架入口可以检测水导光束的不同有效长度时的喷口的质量效果，进而检测及评估当前检测喷口的磨损程度及预估下次更换时间。

7、更优的，所述支架的内侧壁设有竖直的刻度尺；竖直的刻度尺能够直观读出当前水导光束的有效长度具体数值，从而更精准的判定喷口的相关参数。

8、优选的，所述支架的上表面设有水平的刻度尺，耦合水腔安装于支架的上表面；底板上表面设有十字交叉的水平刻度尺，底板刻度尺的十字交叉点与支架入口的中心位于同一竖直直线上；通过支架的上表面设的刻度尺定位耦合水腔的安装位置进而定位水导光束出射口的竖直位置，而通过底板上的刻度尺及十字交叉点判定光斑的中心位置，由于支架上表面刻度尺与底板上的刻度尺水平方向保持一致，因此可以直观的检测处水导光束的光斑中心的偏移，同时还能够根据光斑形状检测处喷口的圆度。

9、优选的，所述支架的底部外侧设有固定脚，固定脚上设有固定孔；固定脚与固定孔用于将喷口检测平台固定连接在其他操作平台或者操作支架上。

10、优选的，所述底板上设有照相机或摄像机，照相机或摄像机的拍摄方向正对底板的水导光束光斑中心；照相机与摄像机均连接至计算机，照相机与摄像机用于实时采集光斑中心位置、光斑形状、光斑直径及或者水导光束的有效长度，并通过照相机与摄像机连接的计算机更准确的分析喷口的各项加工参数。

11、更优的，所述照相机为工业相机。

12、优选的，所述支架的侧壁为镂空的框架结构；镂空的框架结构方便操作人员或检测人员直接观测水导光束的光斑中心位置、光斑形状、光斑直径及水导光束的有效长度，从而直接人工判断喷口是否满足加工要求或是否需要更换，因此使得人工辅助检测更加方便。

13、本实用新型的有益效果是：

14、本实用新型实现了水导激光喷口的快速检测，在检测过程中降低了人工主观判断，提高了检测效率和定位精度，且剔除了不稳定的人工因素，使检测后的喷口更加可靠；检测后的喷口，可以直接加载激光进一步测试加工，大大节约了装拆到设备上的时间，提高了检测效率。

技术特征：

1.一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，包括：光源(1)、分光镜(2)、聚焦透镜(3)、耦合水腔(4)、支架(5)；

2.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述喷口(6)可拆卸连接水导光束出射口(43)的连接方式为：圆筒状的喷口支架(61)的外圆周螺纹连接所述水导光束出射口(43)的内孔壁，所述喷口(6)卡接固定在所述喷口支架(61)的内孔处。

3.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述分光镜(2)为分光棱镜。

4.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述支架(5)的底板(52)距离支架入口(51)的高度距离可调。

5.根据权利要求4所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述支架(5)的内侧壁设有竖直的刻度尺。

6.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述支架(5)的上表面设有水平的刻度尺，所述耦合水腔(4)安装于支架(5)的上表面；所述底板(52)上表面设有十字交叉的水平刻度尺，所述底板(52)刻度尺的十字交叉点与支架入口(51)的中心位于同一竖直直线上。

7.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述支架(5)的底部外侧设有固定脚(53)，所述固定脚(53)上设有固定孔(54)。

8.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述底板(52)上设有照相机或摄像机，所述照相机或摄像机的拍摄方向正对底板(52)的水导光束光斑中心。

9.根据权利要求8所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述照相机为工业相机。

10.根据权利要求1所述的一种水导激光器的喷口检测平台，其特征在于，所述支架(5)的侧壁为镂空的框架结构。

技术总结本技术属于水导激光技术领域,涉及一种水导激光器的喷口检测平台，包括：光源、分光镜、聚焦透镜、耦合水腔、支架，通过喷口连接到耦合水腔的水导光束出射口，模拟加工时的现场加工情景，实现了水导激光喷口的快速检测，在检测过程中降低了人工主观判断，提高了检测效率和定位精度，且剔除了不稳定的人工因素，使检测后的喷口更加可靠；检测后的喷口，可以直接加载激光进一步测试加工，大大节约了装拆到设备上的时间，提高了检测效率。技术研发人员：吴琦,陈泽咏,罗志发受保护的技术使用者：陕西渥特镭铯机械制造有限公司技术研发日：20240111技术公布日：2024/7/25