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CCD摄像定位激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术
编辑:东莞市巨茂机电设备有限公司   时间:2016-11-18

CCD摄像定位激光切割机技术有两种: 一种是脉冲激光适用于金属材料。第二种是连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。
CCD摄像定位激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。在CCD摄像定位激光切割机中激光束的参数、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。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术:v CCD摄像定位激光切割机焦点位置控制技术
CCD摄像定位激光切割机的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与面积成反比,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CO2CCD摄像定位激光切割机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的金属材料,焦点在表面上; 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三种:
(1)CCD摄像定位激光切割机打印法: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)CCD摄像定位激光切割机斜板法: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)CCD摄像定位激光切割机蓝色火花法: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:
(1)CCD摄像定位激光切割机平行光管。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)CCD摄像定位激光切割机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(stand off)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。如图二所示。(3)CCD摄像定位激光切割机控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
(4)CCD摄像定位激光切割机飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
CCD摄像定位激光切割机主要参数
X,Y工作范围:1300mm*2500mm
切割聚焦镜头:F=80mm
  最大激光输出功率:500W
  调继冲频率:$300Hz
  电源脉冲宽度:0.5ms-2ms
  激光器:双灯镀金聚光腔
  切割接口卡:CNC 3000控制卡
  切割软件:适应PLT,DXF等格式
  制冷功率:4W
  重复定位精度:±0.03/300mm
  空程速度:0-20000mm/min
  切割速度:0-15000mm/min
CCD摄像定位激光切割机切割质量
切割精度是判断数控CCD摄像定位激光切割机质量好坏的第一要素。影响数控CCD摄像定位激光切割机的切割精度的四大因素:
1、激光发生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小,则切割精度非常高,要是切割之后的缝隙也非常小。则说明CCD摄像定位激光切割机的精度非常之高,品质则非常高。但激光器发出的光束为锥形,所以切出来的缝隙也是锥形。这种条件下,工件厚度越大,精度也就会越低,因此切缝越大。
2、工作台的精度。工作台的精度如果非常高,则让切割的精度也随之提高。因此工作台的精度也是衡量激光发生器精度的一个非常重要的因素。

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