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申请/专利权人：苏州中科煜宸激光智能科技有限公司

摘要：本发明提供一种用于调节水导激光加工设备水射流垂直度的校准系统与校准方法，该校准系统包括：激光发生器、分光镜、光水耦合加工头、多向调节平衡机构、光学传感器及控制系统，多向调节平衡机构通过多个正交的的调节部与光水耦合加工头连接；光学传感器用以感应光水耦合加工头耦合的反射光束的聚焦点；控制系统控制光水耦合加工头运动到预设的第一位置及从第一位置抬升预定高度后的第二位置，基于第一、第二位置的聚焦点以及聚焦点之间的偏差，控制调整多向调节平衡机构的运动来平衡光水耦合加工头，使光水耦合加工头投射到光学传感器的聚焦点重合，依此来调整喷嘴的垂直度，保证耦合激光束的水束能够保持与加工平台的垂直度，提高加工精度。

主权项：1.一种用于调节水导激光加工设备水射流垂直度的校准系统，其特征在于，包括：激光发生器，被设置用于发出脉冲激光束；分光镜，被配置成以45°角的方式安装在激光发生器的光路上，实现对脉冲激光束的半反射与透射，形成反射光束与透射光束；光水耦合加工头，设置位于所述反射光束的光路方向，用于将反射光束耦合到由喷嘴射出的水束中，形成光水耦合束；多向调节平衡机构，被设置安装到设备机架上，并通过多个方向设置的调节部与所述光水耦合加工头连接；光学传感器，被设置位于设备的加工平台表面，用于感应光水耦合加工头内耦合的反射光束在光学传感器的聚焦点；控制系统，被设置成用于控制光水耦合加工头运动到预设的第一位置以及从第一位置抬升预定高度后的第二位置，并且：基于光学传感器所获得的第一位置、第二位置对应的聚焦点以及基于聚焦点之间的偏差，控制调整所述多向调节平衡机构，驱动调节部的运动来平衡光水耦合加工头，使光水耦合加工头投射到光学传感器的聚焦点重合；所述控制系统被设置成根据以下控制逻辑控制所述光水耦合加工头的运动，以及驱动调节部运动来平衡光水耦合加工头，使光水耦合加工头投射到光学传感器的聚焦点重合：控制光水耦合加工头运动到预设的第一位置，获取光学传感器检测的第一位置下的第一聚焦点的坐标；控制光水耦合加工头抬升预定的高度K，运动到第二位置，获取光学传感器检测的第二位置下的第二聚焦点的坐标；基于第一聚焦点的坐标与第二聚焦点的坐标，获取两个聚焦点之间的偏差；基于所述偏差以及一对调节部之间的距离，获得X轴、Y轴方向的调节量，并据此控制一对驱动机构进行相应的运动；所述基于第一聚焦点的坐标与第二聚焦点的坐标，获取两个聚焦点之间的偏差，包括：获取两个聚焦点之间的X轴方向偏差角度θ：θ=arctanKX；获取两个聚焦点之间的X轴方向偏差角度α；α=arctanKY；其中，X=X2-X1，Y=Y2-Y1，（X1,Y1）、（X2,Y2）分别表示第一聚焦点的X、Y轴坐标，以及第二聚焦点的X、Y轴坐标；基于所述偏差以及一对调节部之间的距离，获得X轴、Y轴方向的调节量，包括：Hx=T*sinθ；HY=T*sinθ；其中，Hx、HY分别表示X轴方向的驱动机构的调节量，以及Y轴方向的驱动机构的调节量，即对应轴向的驱动机构所需的运动量；其中，T表示一对对向设置的调节部之间的距离；K表示光水耦合加工头被控制抬升的预定的高度。

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