一种激光清洗机自动对焦的方法与流程

本发明涉及激光清洗技术领域，更具体地说，它涉及一种激光清洗机自动对焦的方法。

背景技术：

激光清洗是一种非接触性、安全环保的清洗方法，具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质等清洗特点。待清洗的工件有时不平整、存在高低不平的问题，因此需要对激光清洗头进行调焦使用。

如授权公告号为cn207126928u，公告日为2018.03.23的中国专利公开了一种自动对焦式激光清洗机，包括工作台、横梁、激光清洗机构、测距机构和定位机构，所述横梁沿y轴活动设于工作台上，所述激光清洗机机构通过安装座沿x轴滑动连接在横梁上，所述激光清洗机构包括激光清洗头和固定座，所述激光清洗头固定设在固定座内，所述固定座通过升降机构连接在安装座上、且沿z向动作；所述测距机构设在固定座上、且用于测量到工件的距离，所述测距机构用于控制升降机构动作；所述定位机构包括定位销轴一和定位销轴二，所述定位销轴一和定位销轴二可拆卸设在工作台上、且用于接触工件的两边；所述工作台上设有至少两个气道，所述气道连接负压风机。

通过测距机构测量工件与激光清洗头之间的距离，并将其传输至控制器中，通过控制器进行控制升降机构的升降，使得激光清洗头与工件之间对焦，实现自动调焦。但是对焦过程激光清洗头直接作用在工件上，调焦过程中激光不断作用于工件上，可能会对工件造成损伤，并且采用测距确定焦点容易受介质干扰导致其具有一定误差，影响距离数据测量的准确性，进而影响调焦对焦的准确度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光清洗机的自动化对焦方法，能够在不损害待清洗工件的情况下进行调焦对焦，并且对焦自动化进行，对焦无需依靠间距数据，调焦对焦更为精确，具有提高其对焦便捷性与对焦精度的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种激光清洗机自动对焦方法，包括以下步骤：

s1、将带有激光接收器的测焦座对位于激光清洗头的发射端，并使激光清洗头的光轴对位于激光接收器的接收端上；

s2、通过控制器发送指令控制竖直位移机构，使竖直位移机构带动激光清洗头与测焦座之间做靠近或远离的相对运动，并在移动过程中，激光接收器实时将激光强弱信号反馈至控制器上；

s3、由控制器分析接收的信号强弱，选定信号最强值并确定其对应的位置，即可由控制器发送指令控制竖直位移机构在对应位置停止激光清洗头与测焦座之间的相对运动，确定激光清洗头在测焦座上的对焦点；

s4、将待清洗工件的待清洗表面与测焦座上激光接收器的接收端对齐于同一水平面上；

s5、将测焦座水平移出，并利用水平位移机构驱动待清洗工件移动至测焦座位置，即可完成待清洗工件与激光清洗头之间的自动对焦作业。

进一步设置：所述步骤s1中，测焦座对位于激光清洗头的表面为水平面，激光接收器的接受端与该水平面处于同一水平面设置。

进一步设置：所述步骤s4中利用调平机构来自动对齐待清洗工件的待清洗表面与测焦座的靠近激光清洗头的表面，且调平机构上设有用于感应二者对齐的传感器，在二者对齐后，传感器反馈信号至控制器上，控制器控制调平机构停止，并控制水平位移机构启动。

进一步设置：所述步骤s4中调平机构在调平对齐作业完成后保持待清洗工件与测焦座在竖直方向上处于静止，且调平机构随待清洗工件的移动而一同水平移动。

进一步设置：所述步骤s4中调平操作包括先利用平齐杆水平面的一端压在测焦座表面，另一端对位于待清洗工件上方，再通过升降台推动待清洗工件上升，直至待清洗工件的待清洗表面抵触于平齐杆的水平面上，即可完成调平操作。

进一步设置：所述步骤s2中，测焦座的位置不变，由竖直位移机构带动激光清洗头相对于测焦座进行移动，且激光清洗头沿其光轴延伸方向进行移动。

进一步设置：所述步骤s3中控制器内预先设定有信号最强值，在选定信号时选定最接近于信号最强值的位置进行定位。

进一步设置：所述步骤s5中，水平位移机构包括在水平面上的x轴位移机构与y轴位移机构，能够带动测焦座沿x轴与y轴移动，从而在待清洗面上对焦后对其进行移动以全面清洗。

进一步设置：所述步骤s5中，测焦座通过弹簧受拉并配合定位扣定位于清洗平台上，测焦座位于待清洗工件一侧，待清洗工件靠近测焦座的一侧放置有解扣件，在待清洗工件向测焦座方向移动时，解扣件解开测焦座上的定位扣，由弹簧带动测焦座滑入清洗平台上的收纳槽中。

进一步设置：解扣件通过按压定位扣即可解开定位扣的锁紧状态。

通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比，具有以下优点：

1、通过测焦座进行对焦调试，避免直接作用于工件上，避免工件造成损伤；

2、通过测焦座上的激光接收器来反馈激光强弱信号至控制器，方便由控制器确定焦点位置，从而自动化控制激光清洗头移动至对应位置，确定激光清洗头在测焦座上的对焦点，对焦无需依靠间距数据，调焦对焦更为精确，具有提高其对焦便捷性与对焦精度的效果；

3、通过待清洗工件的待清洗表面与测焦座调平对齐于同一水平面上，即可水平移动待清洗工件至测焦座位置，直接完成激光清洗头与待清洗工件的待清洗表面的对焦，方便快捷，提高对焦便捷性与对焦精度；

4、通过设置调平机构来进行待清洗工件与测焦座的调平，方便自动化快速调平，并且便于待清洗工件换面后通过调平来对焦，无需再调整激光清洗头的位置，提高操作使用的便捷性以及对焦精度；

5、通过水平位移机构的配合，方便调整待清洗工件在调平后的水平位置，以便于对同一水平面进行全方位清洗，提高清洗效果。

附图说明

图1为自动对焦装置的结构示意图；

图2为图1中a处的放大示意图；

图3为定位扣与解扣件配合时的部分结构示意图。

图中：1、清洗平台；11、收纳槽；12、复位弹簧；2、测焦座；21、定位扣；22、定位弹簧；3、激光清洗头；31、竖直位移机构；4、激光接收器；5、控制器；6、待清洗工件；61、解扣件；7、调平机构；71、竖直气缸；72、转角缸；73、平齐杆；8、水平位移机构；81、x轴移动机构；82、y轴移动机构；83、升降台；84、升降气缸；85、工件放置台。

具体实施方式

参照图1至图3对激光清洗机自动对焦方法做进一步说明。

一种激光清洗机自动对焦方法，如图1所示，采用自动对焦装置进行对焦，自动对焦装置包括清洗平台1、设于清洗平台1上的测焦座2以及用于驱动激光清洗头3向靠近或远离测焦座2移动的竖直位移机构31，在测焦座2上安装有激光接收器4，激光接收器4与激光清洗头3相对设置。其中，激光接收器4连接有控制器5，竖直位移机构31连接并受控于控制器5上。

如图1和图3所示，进一步的，在清洗平台1上开设有收纳槽11，测焦座2滑动设于收纳槽11上，且测焦座2上连接有复位弹簧12，复位弹簧12远离测焦座2的一端连接于收纳槽11的槽壁上，从而在测焦座2滑出收纳槽11外时，复位弹簧12产生回拉测焦座2的弹力，以便于测焦座2复位滑入收纳槽11中，且测焦座2收入后，测焦座2远离收纳槽11的一端表露于收纳槽11外，方便再次调平使用。在测焦座2远离收纳槽11外的一侧设有定位扣21，清洗平台1的侧壁上开设有限位槽，定位扣21的一端侧壁上设有卡接部，卡接部卡接限位于限位槽中，以形成固定限位。定位扣21滑动设于测焦座2上，且滑动的位置处连接有定位弹簧22，定位弹簧22的两端分别连接于定位扣21与测焦座2上，且定位弹簧22不受力时，定位扣21的卡接部卡接限位于限位槽中形成限位，以提高限位后的稳固性。

如图1所示，在清洗平台1位于测焦座2的一侧设置有水平移动机构，水平移动机构包括沿测焦座2滑动方向移动的x轴移动机构81以及设于x轴移动机构81移动端上的y轴移动机构82，y轴移动机构82与x轴移动机构81在水平方向上相互垂直。其中x轴移动机构81的移动端与y轴移动机构82之间设有升降气缸84，升降气缸84的活塞杆通过升降台83来与y轴移动机构82连接，在y轴移动机构82的移动端上设有工件放置台85，待清洗工件6放置于工件放置台85上，且待清洗工件6位于测焦座2的一侧位置，从而在测焦座2聚焦后，控制待清洗工件6移入测焦座2的位置即可。

如图1和图2所示，工件放置台85连接有用于调整待清洗工件6的待清洗表面与测焦座2表面处于同一水平面上的调平机构7，具体的，调平机构7包括设于工件放置台85上的竖直气缸71以及与竖直气缸71活塞杆连接的转角缸72，转角缸72的转角活塞杆上连接有平齐杆73，平齐杆73的表面设为水平面，转角缸72控制平齐杆73从y轴方向上升并转动至x轴方向上设置。

如图1和图3所示，进一步的，待清洗工件6靠近测焦座2的一侧放置有解扣件61，解扣件61安装于工件放置台85上，解扣件61与定位扣21对应设置，且解扣件61按压推入定位扣21时，能够解开定位扣21的锁紧状态。具体的，定位扣21远离其滑动端的一端内壁上设有倾斜面，解扣件61远离工件放置台85的一端对应设有楔形面，楔形面与倾斜面对应倾斜设置，从而在解扣件61向靠近定位扣21方向不断移动过程中，能够推动定位扣21在测焦座2上滑动，从而使其卡接部脱离限位槽外，即可使定位扣21脱离锁紧状态，从而使复位弹簧12拉动测焦座2滑入收纳槽11中，即可使待清洗工件6对位于激光清洗头3的位置进行清洗。

如图1、图2和图3所示，激光清洗机自动对焦方法是利用以上的自动对焦装置进行使用的，包括以下步骤：

s1、将带有激光接收器4的测焦座2对位于激光清洗头3的发射端，并使激光清洗头3的光轴对位于激光接收器4的接收端上；测焦座2对位于激光清洗头3的表面为水平面，激光接收器4的接受端与该水平面处于同一水平面设置，以调焦后位置水平，从而便于待清洗工件6的待清洗表面来与测焦座2的位置直接水平切换；

s2、通过控制器5发送指令控制竖直位移机构31，使竖直位移机构31带动激光清洗头3与测焦座2之间做靠近或远离的相对运动，并在移动过程中，激光接收器4实时将激光强弱信号反馈至控制器5上；其中，测焦座2的位置不变，由竖直位移机构31带动激光清洗头3相对于测焦座2进行移动，且激光清洗头3沿其光轴延伸方向进行移动，方便快速调焦对焦，并且测焦座2水平位置不变，便于后续待清洗工件6与测焦座2的位置切换使用；

s3、由控制器5分析接收的信号强弱，选定信号最强值并确定其对应的位置，即可由控制器5发送指令控制竖直位移机构31在对应位置停止激光清洗头3与测焦座2之间的相对运动，确定激光清洗头3在测焦座2上的对焦点；其中，可控制器5内预先设定有信号最强值，在选定信号时选定最接近于信号最强值的位置进行定位，以便于快速找到对焦点，从而提高对焦作业的速率与精度；

s4、将待清洗工件6的待清洗表面与测焦座2上激光接收器4的接收端对齐于同一水平面上；操作时，利用调平机构7来自动对齐待清洗工件6的待清洗表面与测焦座2的靠近激光清洗头3的表面，先利用竖直气缸71与转角缸72的配合，将平齐杆73伸出并换向至x轴方向延伸，使平齐杆73的水平面抵触于待清洗工件6的待清洗表面上，接着控制升降气缸84带动升降台83下降，使得平齐杆73水平面的另一端抵触于测焦座2的表面上，即可利用平齐杆73来校准待清洗工件6的待清洗表面与测焦座2表面处于同一水平面上；调平机构7上设有用于感应二者对齐的传感器，传感器设为安装于平齐杆73两端的压力传感器，在二者对齐后，压力传感器反馈信号至控制器5上，控制器5控制调平机构7停止，并控制水平位移机构8启动；在调平对齐作业完成后保持待清洗工件6与测焦座2在竖直方向上处于静止，且调平机构7随待清洗工件6的移动而一同水平移动；

s5、将测焦座2水平移出，并利用水平位移机构8驱动待清洗工件6移动至测焦座2位置，即可完成待清洗工件6与激光清洗头3之间的自动对焦作业；移动过程中，待清洗工件6沿x轴移动，使得待清洗工件6一侧的解扣件61配合定位扣21将其解开，从而使测焦座2脱离定位，即可利用复位弹簧12拉动测焦座2缩入收纳槽11内，从而不断移动待清洗工件6直至待清洗工件6的待清洗表面替换测焦座2的位置，并对位于激光清洗头3处，接口完成对焦作业，从而开启激光清洗作业，激光清洗作业启动时，可利用x轴移动机构81与y轴移动机构82的配合，能够让对焦后的待清洗表面进行全面清洗；

s6、在待清洗工件6需要换面清洗时，将待清洗工件6对位于激光清洗头3的表面换面，接着重复操作步骤s4使切换后的清洗表面与测焦座2的表面处于同一水平面上，即可开启下一待清洗表面的激光清洗作业。

工作原理：本发明调焦时，激光清洗头3的激光调焦变化在测焦座2上进行，不会对待清洗工件6造成损伤。对焦过程中采用激光接收器4与激光清洗头3发射的配合，根据激光强弱确定对焦点，以提高对焦精度，无需测距造成误差，调焦对焦更为精确，并且一次调焦后，待清洗工件6换面的话只需对其进行与测焦座2表面调平对齐作业即可，无需再调整激光清洗头3的位置，且调平对齐过程利用调平机构7自动化进行，提高操作使用便捷性，具有提高其对焦便捷性与对焦精度的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。