一种光轴调整机、光轴调整系统及光轴调整方法与流程

1.本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种光轴调整机、光轴调整系统及光轴调整方法。


背景技术：

2.目前，现有技术中的生产线体激光投影仪光轴调整的方法是低功率调整。由于受到测量仪器功率的限制，现有生产线体大多采用10％左右的输出功率调整光轴，但是低输出功率的光轴调整和实际应用场景的全输出功率不匹配，在低输出功率的运行状态下，激光元件的温度达不到正常工作温度，低输出功率调节获得的最佳状态并不是而激光元件正常工作温度时的最佳工作状态，因此现有技术的激光轴调整方式存在调整值会发生偏差的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种光轴调整机，解决以上技术问题；
4.本发明的目的还在于，提供一种光轴调整系统，解决以上技术问题；
5.本发明的目的还在于，提供一种光轴调整方法，解决以上技术问题；
6.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
7.一种光轴调整机，包括，
8.一调整装置主体，所述调整装置主体上设有用于放置待调整的激光元件的调整机构；
9.第一光轴移动装置，设于所述调整装置主体上，连接所述调整机构的一侧面，用于对所述激光元件的光轴进行第一方向上的移动；
10.第二光轴移动装置，设于所述调整装置主体的下方，连接所述调整机构的下底面，用于对所述激光元件的光轴进行第二方向上的移动；
11.激光功率计，设于所述调整装置主体上且相对应所述激光元件设置，用于获取所述激光元件射出的激光功率。
12.优选的，所述调整装置主体上可拆卸连接一流转受台，待调整的所述激光元件通过调整机构设于所述流转受台上，所述激光元件通过所述流转受台可拆卸设于所述调整装置上。
13.优选的，所述调整机构上设有第一调整螺钉和第二调整螺钉，
14.所述第一调整螺钉的头部上设有朝向所述第一光轴移动装置的第一螺刀的第一槽口，所述第一螺刀的刀头位于所述第一槽口内，通过所述第一螺刀转动所述第一调整螺钉带动所述激光元件的光轴进行第一方向上的移动；
15.所述第二调整螺钉的头部上设有朝向所述第二光轴移动装置的第二螺刀的第二槽口，所述第二螺刀的刀头位于所述第二槽口内，通过所述第二螺刀转动所述第二调整螺钉带动所述激光元件的光轴进行第二方向上的移动。
16.优选的，所述第一光轴移动装置包括，
17.第一底座，所述第一光轴移动装置通过所述第一底座设于所述调整装置主体上，所述第一底座的上部具有可滑动的第一滑台，所述第一底座的底部具有用于升降的第一升降杆；
18.第一电机，设于所述滑台上；
19.所述第一螺刀，所述第一螺刀的刀柄连接所述第一电机的输出轴。
20.优选的，所述第二光轴移动装置包括，
21.第一滑轨，位于所述调整装置主体的下方；
22.第一支撑板，可前后滑动设于所述第一滑轨上，所述第一支撑板上设有垂直设置的第二滑轨；
23.第二支撑板，可上下滑动设于所述第二滑轨上；
24.第二电机，设于所述第二支撑板上；
25.所述第二螺刀，所述第一螺刀的刀柄连接所述第二电机的输出轴。
26.优选的，所述第一方向和所述第二方向位于同一水平面上并且相互垂直。
27.优选的，所述第一螺刀的刀头方向水平横向设置，并且朝向所述第一槽口；所述第二螺刀的刀头方向竖直向上设置，并且朝向所述第二槽口；所述第一螺刀的刀头的朝向和所述第二螺刀的刀头的朝向相互垂直。
28.优选的，还包括，
29.位置传感器，通过支架设于所述调整装置主体上，用于获取所述激光元件的位置；
30.温度传感器，设于所述支架上，用于获取所述激光元件的工作温度；
31.散热风扇，设于所述调整装置主体上，用于对所述激光元件进行散热。
32.一种光轴调整系统，包括，
33.所述的光轴调整机；
34.控制器，所述控制器设有光轴调整模块，所述光轴调整模块的输出端连接所述第一光轴移动装置和所述第二光轴移动装置，基于所述光轴调整模块输出的光轴调整信号驱动所述第一光轴移动装置和所述第二光轴移动装置移动所述激光元件的光轴；
35.终端设备，所述终端设备内设有，
36.调整指令模块，连接所述控制器输出所述光轴调整信号；
37.功率变化显示模块，连接所述激光功率计，接收所述激光功率计获得的所述激光元件射出的激光功率的数据；
38.温度变化显示模块，连接一温度传感器，获取所述激光元件的工作温度；
39.过程数据处理模块，连接所述调整指令模块以及所述激光功率计，对所述激光元件射出的激光功率运算获得光轴调整的目标功率值，所述调整指令模块基于运算结果输出所述光轴调整信号。
40.风扇控制模块，连接散热风扇和所述终端设备，用于输出散热信号驱动所述散热风扇转动。
41.优选的，所述终端设备具备交互界面，所述终端设备还设有用于计算光轴调整进度的整体进度模块，所述整体进度模块、所述温度变化显示模块和所述功率变化显示模块连接所述交互界面。
42.一种光轴调整方法，应用于所述的光轴调整系统，包括，
43.步骤s0，启动所述激光功率计和所述温度传感器，确认所述光轴调整系统内各模块成功建立连接；
44.步骤s1，全功率开启所述激光元件，并读取所述激光元件对应的元件信息；
45.步骤s2，获取所述激光元件的温度上升速率和激光功率，当温度上升速率和激光功率达到设定值后进行光轴调整；
46.步骤s3，基于所述光轴调整模块输出的所述光轴调整信号，所述第一光轴移动装置对所述激光元件的光轴进行第一方向上的来回移动调整，直至所述激光元件射出的激光功率在第一方向上达到最大值；以及所述第二光轴移动装置对所述激光元件的光轴进行第二方向上的来回移动调整，直至所述激光元件射出的激光功率在第二方向上达到最大值。
47.本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明解决现有生产线体调整温度低、激光功率小，易出错的不足，本发明提可以全功率调整光轴。
附图说明
48.图1为本发明实施例中光轴调整装置主体的结构示意图；
49.图2为本发明实施例中台车和框架的示意图；
50.图3为本发明实施例中调整机构的示意图；
51.图4为本发明实施例中第一光轴移动装置的结构示意图；
52.图5为本发明实施例中第二光轴移动装置的结构示意图；
53.图6为本发明实施例中光轴调整系统的架构图；
54.图7为本发明实施例中光轴调整方法的步骤图。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
58.一种光轴调整机，如图1至图5所示，包括，
59.一调整装置主体1，调整装置主体1上设有用于放置待调整的激光元件的调整机构18；
60.第一光轴移动装置11，设于调整装置主体1上，连接调整机构18的一侧面，用于对激光元件的光轴进行第一方向上的移动；
61.第二光轴移动装置12，设于调整装置主体1的下方，连接调整机构18的下底面，用于对激光元件的光轴进行第二方向上的移动；
62.激光功率计13，设于调整装置主体1上且相对应激光元件设置，用于获取激光元件射出的激光功率。
63.具体地，由于现有技术中激光元件调整时通常采用10％左右的输出功率调整光轴，调整时温度达不到正常工作温度，导致调整值会发生偏差缺陷，本发明提供的光轴调整机在激光元件全功率的工作状态下进行光轴调整，使调整环境与实际应用环境一致，保证调整效果；进一步的，本发明基于对激光元件输出功率的检测，自动计算激光元件光轴是否调整到位，并基于计算结果自行进行第一方向上的移动和第二方向上的移动，较优的，可以在人工不干预的情况下，快速灵活准确地进行调整检查。
64.在一种较优的实施例中，调整装置主体1上可拆卸连接一流转受台2，待调整的激光元件通过调整机构18设于流转受台2上，激光元件通过流转受台2可拆卸设于调整装置上。
65.具体地，请进一步参照图2所示，本发明调整装置主体1设于一台车3上，并通过台车3进行移动，本发明还配有用于保护的框架4，台车3以及设于台车3上的调整装置主体1设于框架4内。
66.在一种较优的实施例中，请进一步参照图3所示，调整机构18上设有第一调整螺钉101和第二调整螺钉102，
67.第一调整螺钉101的头部上设有朝向第一光轴移动装置11的第一螺刀107的第一槽口，第一螺刀107的刀头位于第一槽口内，通过第一螺刀107转动第一调整螺钉101带动激光元件的光轴进行第一方向上的移动；
68.第二调整螺钉102的头部上设有朝向第二光轴移动装置12的第二螺刀113的第二槽口，第二螺刀113的刀头位于第二槽口内，通过第二螺刀113转动第二调整螺钉102带动激光元件的光轴进行第二方向上的移动。
69.具体地，调整机构18的一侧面设有第一调整螺钉101，该侧面朝向第一光轴移动装置11的第一螺刀107的刀头，同时该侧面位于调整装置主体1的端面上；调整机构18的下底面设有第二调整螺钉102，调整机构18的下底面朝向第二光轴移动装置12的第二螺刀113的刀头，同时调整机构18的下底面位于调整装置主体1的下底面，第一调整螺钉101所在的侧面与第二调整螺钉102所在的底面相垂直设置。
70.在一种较优的实施例中，请进一步参照图4所示，第一光轴移动装置11包括，
71.第一底座103，第一光轴移动装置11通过第一底座103设于调整装置主体1上，第一底座103的上部具有可滑动的第一滑台104，第一底座103的底部具有用于升降的第一升降杆105；
72.第一电机106，设于第一滑台104上；
73.第一螺刀107，第一螺刀107的刀柄连接第一电机106的输出轴。
74.具体地，第一电机106为伺服电机，通过plc的控制指令驱动第一电机106转动，从而拧转第一螺钉101，带动激光元件的光轴在第一方向上进行调整；第一滑台104和第一升降杆105用于移动第一螺刀107的位置，使得第一螺刀107的刀头能够伸入第一螺钉101的头部的槽口内。
75.在一种较优的实施例中，请进一步参照图5所示，第二光轴移动装置12包括，
76.第一滑轨108，位于调整装置主体1的下方；
77.第一支撑板109，可前后滑动设于第一滑轨108上，第一支撑板109上设有垂直设置的第二滑轨110；
78.第二支撑板111，可上下滑动设于第二滑轨110上；
79.第二电机112，设于第二支撑板111上；
80.第二螺刀113，第一螺刀107的刀柄连接第二电机112的输出轴。
81.具体地，第二电机112为伺服电机，通过plc的控制指令驱动第二电机112转动，从而拧转第二螺钉102，带动激光元件的光轴在第二方向上进行调整；第一滑轨108和第二滑轨110用于前后、上下移动第二螺刀113的位置，使得第二螺刀113的刀头能够伸入第二螺钉102的头部的槽口内。
82.在一种较优的实施例中，第一方向和第二方向位于同一水平面上并且相互垂直。
83.具体地，在该水平面上建立坐标系，第一方向为x方向，第二方向为y方向，本发明通过第一光轴移动装置11和第二光轴移动装置12调整激光元件的光轴在x方向和y方向上的水平调整。
84.在一种较优的实施例中，第一螺刀107的刀头方向水平横向设置，并且朝向第一槽口；第二螺刀113的刀头方向竖直向上设置，并且朝向第二槽口；第一螺刀107的刀头的朝向和第二螺刀113的刀头的朝向相互垂直。
85.在一种较优的实施例中，请进一步参照图1所示，还包括，
86.位置传感器17，通过支架16设于调整装置主体1上，用于获取激光元件的位置；
87.温度传感器14，设于支架16上，用于获取激光元件的工作温度；
88.散热风扇15，设于调整装置主体1上，用于对激光元件进行散热。
89.具体地，本发明所描述的激光元件包括了合光的光学元件和多个入射光元件，本发明对于光轴调整是对合光后的光轴进行调整，本发明所获取的输出功率也同样是合光后的激光功率，但是本发明中散热风扇15是用于对入射光元件进行散热，本发明具备多个与入射光元件对应设置的散热风扇15，具体地，以r、g、b三个入射光元件进行举例，则对应有三个散热风扇15，当然在其他实施例中，r红光也可以具备第一红光入射光元件r1以及第二红光入射光元件r2，也会存在具备设有分光镜的组合光的入射光元件，因此不同的入射光元件的类型和数量的实施例也应当属于本发明的保护范围。
90.一种光轴调整系统，如图6所示，包括，
91.如任意一项实施例中的光轴调整机；
92.控制器5(本实施例为plc控制)，控制器5设有光轴调整模块51，光轴调整模块51的输出端连接第一光轴移动装置11和第二光轴移动装置12，基于光轴调整模块51输出的光轴调整信号驱动第一光轴移动装置11和第二光轴移动装置12移动激光元件的光轴；
93.终端设备6(本实施例为pc终端)，终端设备6内设有，
94.调整指令模块61，连接控制器5输出光轴调整信号；
95.功率变化显示模块62，连接激光功率计13，接收激光功率计13获得的激光元件发射的激光功率的数据；
96.温度变化显示模块63，连接一温度传感器14，获取激光元件的工作温度；
97.过程数据处理模块64，连接调整指令模块61以及激光功率计13，对激光元件的激光功率运算获得光轴调整的目标功率值，调整指令模块61基于运算结果输出光轴调整信号；
98.风扇控制模块7，连接散热风扇15和终端设备6，用于输出散热信号驱动散热风扇
15转动。
99.具体地，本发明终端设备6内设有自动运行的程序脚本，程序连接激光元件并进行通讯，读取激光功率；对读取的激光功率值进行分析，搜索对应的脚本数据；通过过程数据处理模块64对脚本数据进行逐行分析，并通过指令应用模块控制调整机构18进行自动的调整，调整后进行检查确认，较优的，本发明可以在人工不干预的情况下，快速灵活准确的进行调整检查。
100.进一步的，本发明还具备制冷片功率控制模块，连接设于激光元件上的制冷片，用于控制制冷片的工作温度；本发明同时通过制冷片功率控制模块和风扇控制模块7实现温度控制，具体地，散热风扇15对于激光元件的温度控制精度为
±
2℃，制冷片对于激光元件的温度控制精度为
±
0.5℃。
101.本发明提供的光轴调整系统还具备数据保存模块，连接外部服务器，用于向外部服务器上传系统数据；还设有外围通讯模块等，用于建立各项设置之间的连接；在具体实施例中，控制器5和终端设备6以及终端设备6和风扇控制模块7之间通过usb线进行连接。
102.在一种较优的实施例中，终端设备6具备交互界面，终端设备6还设有用于计算光轴调整进度的整体进度模块，整体进度模块、温度变化显示模块63和功率变化显示模块62连接交互界面；具体地，通过可视化交互界面显示整体进度数据、温度变化数据、功率变化数据等各类曲线数据。
103.一种光轴调整方法，应用于光轴调整系统，如图7所示，包括，
104.步骤s0，启动激光功率计13和温度传感器14，确认光轴调整系统内各模块成功建立连接；
105.步骤s1，全功率开启激光元件，并读取激光元件对应的元件信息；
106.步骤s2，获取激光元件的温度上升速率和激光功率，当温度上升速率和激光功率达到设定值后进行光轴调整；
107.步骤s3，基于光轴调整模块51输出的光轴调整信号，第一光轴移动装置11对激光元件进行第一方向上的来回移动调整，直至激光元件的激光功率在第一方向上达到最大值；以及第二光轴移动装置12对激光元件进行第二方向上的来回移动调整，直至激光元件的激光功率在第二方向上达到最大值。
108.需要说明的是，由于计算要求，步骤s3中对于激光元件的光轴的第一方向和第二方向的调整有先后顺序，在第一方向或第二方向上调整完毕后再执行另一方向上的调整。
109.在一种具体的实施例中，本发明提供的系统使用过程如下：
110.第一步，打开自动运行的软件脚本；
111.第二步，连接并等待激光功率计13、温度传感器14等外围设备启动。
112.第三步，软件通过usb通讯与制冷片功率控制模块、风扇控制模块7、激光功率计13建立连接。
113.第四步，软件读取各仪器的数据信息。
114.第五步，对关键信息进行分析，初始化系统参数，搜索对应的脚本数据，开始进行调整检查流程。
115.第六步，将搜索到的脚本数据输入流程控制模块进行逐行分析。
116.分析阶段包括以下步骤：
117.步骤1，全功率开启激光二极管(激光ld元件)、确认温度数据。
118.步骤2、读取主要信息，至少包括调整检查工位号、机种号、版本号、log地址、机械运动参数。
119.步骤3、确认温度上升速率和激光功率。
120.步骤4、到达温度恒定值开始功率调整。
121.步骤5、y方向光轴调整，过波峰后来回调整，达到y方向最大值。
122.步骤6、x方向光轴调整，过波峰后来回调整，达到x方向最大值：
123.步骤7、确认温度、激光功率是否达到设定值。
124.步骤8、确认关闭外部仪器信号。以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种光轴调整机，其特征在于，包括，一调整装置主体，所述调整装置主体上设有用于放置待调整的激光元件的调整机构；第一光轴移动装置，设于所述调整装置主体上，连接所述调整机构的一侧面，用于对所述激光元件的光轴进行第一方向上的移动；第二光轴移动装置，设于所述调整装置主体的下方，连接所述调整机构的下底面，用于对所述激光元件的光轴进行第二方向上的移动；激光功率计，设于所述调整装置主体上且相对应所述激光元件设置，用于获取所述激光元件射出的激光功率。2.根据权利要求1所述的光轴调整机，其特征在于，所述调整装置主体上可拆卸连接一流转受台，待调整的所述激光元件通过调整机构设于所述流转受台上，所述激光元件通过所述流转受台可拆卸设于所述调整装置上。3.根据权利要求1所述的光轴调整机，其特征在于，所述调整机构上设有第一调整螺钉和第二调整螺钉，所述第一调整螺钉的头部上设有朝向所述第一光轴移动装置的第一螺刀的第一槽口，所述第一螺刀的刀头位于所述第一槽口内，通过所述第一螺刀转动所述第一调整螺钉带动所述激光元件的光轴进行第一方向上的移动；所述第二调整螺钉的头部上设有朝向所述第二光轴移动装置的第二螺刀的第二槽口，所述第二螺刀的刀头位于所述第二槽口内，通过所述第二螺刀转动所述第二调整螺钉带动所述激光元件的光轴进行第二方向上的移动。4.根据权利要求3所述的光轴调整机，其特征在于，所述第一光轴移动装置包括，第一底座，所述第一光轴移动装置通过所述第一底座设于所述调整装置主体上，所述第一底座的上部具有可滑动的第一滑台，所述第一底座的底部具有用于升降的第一升降杆；第一电机，设于所述滑台上；所述第一螺刀，所述第一螺刀的刀柄连接所述第一电机的输出轴。5.根据权利要求3所述的光轴调整机，其特征在于，所述第二光轴移动装置包括，第一滑轨，位于所述调整装置主体的下方；第一支撑板，可前后滑动设于所述第一滑轨上，所述第一支撑板上设有垂直设置的第二滑轨；第二支撑板，可上下滑动设于所述第二滑轨上；第二电机，设于所述第二支撑板上；所述第二螺刀，所述第一螺刀的刀柄连接所述第二电机的输出轴。6.根据权利要求1所述的光轴调整机，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向位于同一水平面上并且相互垂直。7.根据权利要求3所述的光轴调整机，其特征在于，所述第一螺刀的刀头方向水平横向设置，并且朝向所述第一槽口；所述第二螺刀的刀头方向竖直向上设置，并且朝向所述第二槽口；所述第一螺刀的刀头的朝向和所述第二螺刀的刀头的朝向相互垂直。8.根据权利要求3所述的光轴调整机，其特征在于，还包括，位置传感器，通过支架设于所述调整装置主体上，用于获取所述激光元件的位置；
温度传感器，设于所述支架上，用于获取所述激光元件的工作温度；散热风扇，设于所述调整装置主体上，用于对所述激光元件进行散热。9.一种光轴调整系统，其特征在于，包括，如权利要求1-8中任意一项所述的光轴调整机；控制器，所述控制器设有光轴调整模块，所述光轴调整模块的输出端连接所述第一光轴移动装置和所述第二光轴移动装置，基于所述光轴调整模块输出的光轴调整信号驱动所述第一光轴移动装置和所述第二光轴移动装置移动所述激光元件的光轴；终端设备，所述终端设备内设有，调整指令模块，连接所述控制器输出所述光轴调整信号；功率变化显示模块，连接所述激光功率计，接收所述激光功率计获得的所述激光元件射出的激光功率的数据；温度变化显示模块，连接一温度传感器，获取所述激光元件的工作温度；过程数据处理模块，连接所述调整指令模块以及所述激光功率计，对所述激光元件射出的激光功率运算获得光轴调整的目标功率值，所述调整指令模块基于运算结果输出所述光轴调整信号。风扇控制模块，连接散热风扇和所述终端设备，用于输出散热信号驱动所述散热风扇转动。10.根据权利要求9所述的光轴调整系统，其特征在于，所述终端设备具备交互界面，所述终端设备还设有用于计算光轴调整进度的整体进度模块，所述整体进度模块、所述温度变化显示模块和所述功率变化显示模块连接所述交互界面。11.一种光轴调整方法，其特征在于，应用于如权利要求9所述的光轴调整系统，其特征在于，包括，步骤s0，启动所述激光功率计和所述温度传感器，确认所述光轴调整系统内各模块成功建立连接；步骤s1，全功率开启所述激光元件，并读取所述激光元件对应的元件信息；步骤s2，获取所述激光元件的温度上升速率和激光功率，当温度上升速率和激光功率达到设定值后进行光轴调整；步骤s3，基于所述光轴调整模块输出的所述光轴调整信号，所述第一光轴移动装置对所述激光元件的光轴进行第一方向上的来回移动调整，直至所述激光元件射出的激光功率在第一方向上达到最大值；以及所述第二光轴移动装置对所述激光元件的光轴进行第二方向上的来回移动调整，直至所述激光元件射出的激光功率在第二方向上达到最大值。

技术总结
本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种光轴调整机、光轴调整系统及光轴调整方法；光轴调整机包括，一调整装置主体，调整装置主体上设有用于放置待调整的激光元件的调整机构；第一光轴移动装置，设于调整装置主体上，连接调整机构的一侧面，用于对激光元件的光轴进行第一方向上的移动；第二光轴移动装置，设于调整装置主体的下方，连接调整机构的下底面，用于对激光元件的光轴进行第二方向上的移动；激光功率计，设于调整装置主体上且相对应激光元件设置，用于获取激光元件射出的激光功率，本发明解决现有生产线体调整温度低、激光功率小，易出错的不足，本发明提可以全功率调整光轴。本发明提可以全功率调整光轴。本发明提可以全功率调整光轴。


技术研发人员：朱亚军 虞正臻
受保护的技术使用者：上海索广映像有限公司
技术研发日：2023.01.20
技术公布日：2023/9/11