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雷射應用2019-04-03

說說雷射切割頭

資訊來源:https://kknews.cc/news/oplz4g5.html

雷射切割頭構成

雷射切割頭是雷射切割機的重要組成部分,主要由光纖連接塊、準直部分、聚焦部分、保護鏡盒、本體、非接觸式電容傳感器、噴嘴及控制系統組成。

 

切割頭組成

 

切割光路

光纖連接塊:光纖導入切割頭的接口部分,常見的有QBH接口、QD接口,還有QCS、RK接口等,可以適配多種雷射器。

準直組件:將出自光纖的發散光收斂起來,將其拉直或準直。準直組件還包括準直對中部分和水冷卻部分。

聚焦組件:置於本體內,將準直後平行的雷射束聚焦,切割工件。通過聚焦組件的調焦部分可以改變焦點位置,以滿足切割不同材料和不同厚度板材的需求。

保護鏡盒:用於將外界與切割頭內部光路隔絕,保證光路密封,防止灰塵和雜質進入光路,延長光纖切割頭的使用壽命。

傳感器及控制盒:能使切割頭與工件表面之間的距離長期、可靠地保持穩定,為獲得最佳的切割質量提供保證。

噴嘴:安裝在切割頭前端,是雷射束和鋪助氣體的排出通道。輔助氣體經過噴嘴內腔後形成高速氣流,將融熔材料吹走,達到切割的目的。同時還可以搜集電容信號和保護雷射頭內部鏡片。


焦點與板材位置關係的選擇與調試

焦點:在物理學上指平行光線經透鏡折射或曲面鏡反射後的會聚點。

應用:因為加工批次的不同,很多時候我們碰到的加工對象都是不同材料和厚度的板材,對於不同的板材為了保證切割質量,我們就需要相應地調整焦點位置。

5mm以下薄碳鋼等:零焦距(焦點在工件表面)

鋁材和不鏽鋼等材質:負焦距(焦點在工件表面下方)

厚鋼板:正焦距(焦點在工件表面上方)

注意:不同材質和厚度的板材所需要的焦點位置都不一樣,而實際加工中的跟隨距離即切割頭高度是定值,所以我們不能依靠調整切割頭高度來調節焦點位置;因為聚焦鏡的焦距是確定的,所以我們也不能通過調節焦距來調節焦點。

方法:我們通常用以下兩種方法來調節焦點位置:移動聚焦鏡調焦(F軸)、變曲率反射鏡(VRM)調焦。

  • F軸調焦就是改變聚焦鏡的位置來改變焦點位置,聚焦鏡下降,焦點位置就下降;反之,焦點位置上升。如果採用電機驅動聚焦鏡上下運動就可實現自動調焦。

 

  • VRM調焦方法就是在光束進入聚焦鏡之前放置一個變曲率反射鏡,通過改變變曲率鏡背面冷卻水的壓力來改變它的曲率,進而改變光束的發散狀況,達到焦點上下移動的效果。當水壓增加時,變曲率鏡向外彎曲,平行光束經變曲率鏡後變得發散,焦點位置向下移動(相對於零焦點);反之,光束變得收斂,焦點位置向上移動。

 

VRM調焦

原理:調焦控制過程是利用計算機系統通過光電檢測系統和壓力傳感系統的反饋進行數據處理後,作為變曲率鏡的輸入控制信號輸入計算機,對反饋的信號實時閉環監控,實現對光束質量和聚焦特性的自適應調控,達到調焦的效果。


優勢:

有了自動調焦功能,可顯著提高雷射切割機的加工效率:厚板穿孔時間大幅縮減;加工不同材質、不同厚度的工件,機器可自動將焦點快速調整到最合適的位置。

原文網址:https://kknews.cc/news/oplz4g5.html