1. 激光切割机的焦点调整
根据CO2激光切割的工作和设计原理,分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因:激光焦点的上下位置不正确,需要做焦点位置测试,根据焦点的偏移量进行调整;激光的输出功率不够,需要检查激光发生器的工作是否正常,如果正常,则观察激光控制按钮的输出数值是否正确,加以调整;切割的线速度太慢,需要在操作控制时加大线速度;切割气体的纯度不够,需要提供高质量的切割工作气体;激光焦点偏移,需要做焦点位置测试,根据焦点的偏移量进行调整;机床运行时间过长出现的不稳定性,此时需要关机重新启动。
2. 激光切割机的焦点调整原理
co2激光切割机是光、机、电一体化的综合集成。激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。焦点位置确定是比较重要的技术之一
焦点位置控制技术:激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10w/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率co2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的碳钢,焦点在表面之上;>6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。在工业生产中确定焦点位置的简便方法有二种:
(1)平行光管。这是一种常用的方法,即在co2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。(2)在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(standoff)的z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端f轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。
(2)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用锐星激光
3. 激光切割机焦点位置和切割效果
激光切割机聚焦位置可分为以下三个方面:
1.激光切割机对工件表面的切割焦点
这一聚焦模式也称为0焦距。这一聚焦方式一般需要根据实际情况,对材料的上、下表面的加工要求来确定。通常靠近焦点的切削面比较光滑,离焦点较远的下表面则显得较粗糙。
2.激光切割机对工件上的切削焦点
切焦焦点位于被切材料之上,这种调焦方式又称负焦距。此模式主要用于切割厚度较大的材料。把切割焦点放在切割材料上面,主要是因为厚板材需要的切割幅度较大,否则喷嘴输送的氧气极易出现缺氧而导致切割温度降低。但是这一方法的缺点是,切割面较粗糙,不太适合高精度切割。
3.激光切割机的切削焦点在工件内部
这一聚焦方式也称为正聚焦。此模式因为焦点离切割材料的切割面较远,切割幅度对比切割点在工件表面较大,同时所需切割气流较大,温度较高,切割穿孔时间稍长;因此工件材料选择为不锈钢或铝等硬度较高的材料时选用
4. 激光切割机的焦点调整方法
co2激光切割机是光、机、电一体化的综合集成。激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。焦点位置确定是比较重要的技术之一
焦点位置控制技术:激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10w/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率co2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关
5. 激光切割焦点调节
首先是光纤激光切割机调整焦点的斜板法,也就是用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找光纤激光切割机激光束的最小处为焦点。
接下来是光纤激光切割机调整焦点的打印法,也就是让光纤激光切割机的切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。
6. 激光切割机如何调焦点
三维激光切割机喷嘴焦点的调法:
1、打点法:使光纤激光金属切割机的切割头自上而下移动,将激光束点阵在金属板上,焦点位置为点阵直径最小的地方。
2、蓝火花法:拔出光纤激光金属切割机的喷嘴,吹气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头自上而下移动,直至最大蓝火花为焦点位置。
3、斜板找点法:光纤激光金属切割机的切割头应与斜板成同一垂直角,水平拉动金属板,激光束为最小焦点位置
7. 激光割焦点调节
通常激光切割阵列有两种方法调整距离:
第一种方法:由于激光切割机焦点处光斑最少,按“瞄准”键,根据光斑的高度确定焦距。即当命中点最小时,可以认为是激光头切割物体时较好的高宽比。也就是在激光头下面放一个物体来调整激光头的长宽比。当激光头的纵横比与激光头的纵横比不同时,按“瞄准”键检查光斑的大小。首先,我们可以大幅调整激光头的部分,找到激光头纵横比较小的区域。然后,我们可以在这个区域微调激光头的长宽比。光斑最小时,我们可以认为是激光头要调整的部分。
第二种方法:因为在激光切割机的激光焦距处照度最强,所以可以根据自检时激光打在物体上的高度来区分焦距的位置。也就是在激光头下面放一个物体来调整激光头的长宽比。当激光头的位置与长宽比不同时,按住“精确定位”键约3秒钟。当绘制图案较深时,可以认为是激光头较好的高宽比。即要调整的激光头的纵横比。