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激光切割頭的作用和工作原理

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.wanhaost.com   作者:激光切割機    0

激光切割機係統一般由激光發生器、(外)光束傳輸組件、工作台(機床)、微機數控櫃、冷卻器和計算機(硬件和軟件)等部分組成。切割頭的組成部分有:噴嘴、聚焦透鏡和聚焦跟蹤係統。

 

A、噴嘴   
噴嘴的形式和噴頭尺寸的選取對切割質量的影響很大。噴嘴的形式主要有三種:平行式、收斂式和錐形式。如下圖1 。  

    

但目前國外有些機構應用氣體動力學的知識,研究出了收斂--擴張式噴嘴,此種類型的噴嘴應用於切割時,能有良好的切割特性。但是,由於該噴嘴複雜的內腔,加工的工藝性和精細型受到限製,使得其無法投入產業化生產。 

B、聚焦透鏡         
利用激光束的能量進行切割, 必須把激光器射出的原始光束經過透鏡聚焦, 才能形成高能量密度的光斑。根據高斯光學理論, 焦點處功率密度最高。透鏡焦距越長, 焦點光斑越大, 功率密度越低, 但焦深大(焦深是指焦點兩側直徑變化為5% 的兩光斑間距, 在切割中也稱有效切割範圍) , 操作容許度大。 5英寸透鏡的有效範圍大於3英寸透鏡。這就是為什麽說中長焦透鏡適合於厚板切割, 並對跟蹤係統的間距穩定度要求較低, 但要求激光器輸出功率高。反之, 短焦透鏡隻適合於D3 以下的薄板切割, 短焦對跟蹤係統的間距穩定性有較嚴格的要求, 但它對激光的輸出功率要求可大大降低。 

C、聚焦跟蹤係統   
激光切割機聚焦跟蹤係統一般是由聚焦切割頭和跟蹤傳感器係統組成。切割頭包括導光聚焦、水冷、吹氣以及機械調整部分組成; 傳感器是由傳感元件和放大控製部分組成。根據傳感元件的不同跟蹤係統也完全不同,在此,主要有兩種形式的跟蹤係統,一種是電容式傳感器跟蹤係統, 又稱非接觸式跟蹤係統。另一種是電感式傳感器跟蹤係統, 又稱接觸式跟蹤係統。

激光經過激光器產生,由外光路傳輸,在切割頭內經聚焦鏡聚焦後,作用於被加工材料表麵,將材料氣化或者在切割氣體(主要是氧化)輔助下形成熔池。切割輔助氣體經過切割頭(含噴嘴)導流後產生一個強有力的氣流吹掉產生的熔渣,同時防止材料氣化附著在聚焦鏡的表麵使其損壞,防止產生等離子體或者等離子體和氣體的混合體。

同時,對聚焦鏡鏡片產生一定的冷卻效果。自動編程簡介此外感應割嘴和板材之間的距離,並把這個距離轉換成可以傳輸的電信號,反饋到數控係統,數控係統控製伺服電機的運動從而實現高度的調節。為了實現這個功能,切割頭在機械結構和電器設計上有其特殊性。

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