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浅析激光切割机调焦是怎样实现的

        激光切割机切割金属板材具有无可比拟的优势,它不仅切精度高而且断面光滑无毛刺,无论是切割厚板还是薄板都能达到不错的效果,然而,这些效果都是与激光切割机的焦点控制有关,就跟单反相机的调焦,达到更好的成像效果是一个原理。
        那么,什么叫焦点控制呢?熟悉激光切割机的朋友都知道,激光切割机在切割不同材料以及不同厚度的板材时,为了达到更好的切割效果,激光束的焦点都会设置在不同的地方(如图),即称为我们所说的调焦。

 

        在激光切割应用早起,调焦的主要方式是依靠手动来进行完成,如今随着激光技术的发展,这种手动调焦的方式已经逐渐淘汰,自动调焦功能已经开始慢慢得以实现,例如高能激光的全系列激光切割机都以配备全自动调焦功能。那么,也有些人会说,光路都是集成在切割头里面,通过改变切割头的高度不就可是实现调焦功能了吗?切割头升高,焦点位置就高,切割头降低,焦点位置就低。然而,事实证明并没有大家想象的这样简单(下图所示)。

 

        切割头底部为喷嘴,在切割过程中,喷嘴与工件之间的距离(喷嘴高度)约0.5~1.5mm,不妨看作是一个固定值,即喷嘴高度不变,所以不能通过升降切割头来调焦(否则无法完成切割加工)。
        聚焦镜的焦距是不可改变的,所以也不能指望通过改变焦距来调焦。如果改变聚焦镜的位置,则可改变焦点位置:聚焦镜下降,则焦点下降,聚焦镜上升,则焦点上升。——这确是调焦的一种方式。采用一个电机驱动聚焦镜作上下运动,可以实现自动调焦。
        另一种自动调焦的方法是:在光束进入聚焦镜之前,置一变曲率反射镜(或称可调镜),通过改变反射镜的曲率,改变反射光束的发散角度,从而改变焦点位置。如下图所示。

 

        有了自动调焦功能,在加工不同材质、不同厚度的工件时,机器可自动将焦点快速调整到最合适的位置。这样可以显著提高激光切割机的加工效率,厚板穿孔时间也会大幅缩减。
        所以,对于激光切割机而言,自动调焦功能是一项重要并不可缺少的功能。

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