Функции юстировки

Из-за неточностей изготовления деталей головки, в том числе оптических, посадок, сборочных отклонений и т.п. возникает необходимость согласования пространственного положения элементов головки и положения лазерного пучка (Рисунок 6). Особенно это важно для процесса лазерной резки, где фокусированный лазерный пучок проходит через небольшое (0.5…1.5 мм) отверстие в сопле. Поэтому в конструкцию лазерной головки вводят элементы, обеспечивающие согласование оптической оси лазерного пучка и оси газового сопла - обычно это механические элементы (набор регулировочных винтов), обеспечивающие такую юстировку за счет взаимного смещения узлов головки. Ничто, в принципе, не мешает эту функцию автоматизировать и следует ожидать появления лазерных головок, обеспечивающих автоматизированное совмещение осей.

Рисунок 6 Взаимное положение сопла лазерной головки, детали и лазерного пучка [7]

Далее нужно установить оптимальное положение точки фокуса пучка относительно среза сопла. Для этого в большинстве головок имеется микрометрический механизм смещения фокусирующей линзы относительно корпуса. Проблема, однако, состоит в том, что из-за разницы показателя преломления кварца для мощного пучка с длиной волны 1080 нм и для длины волны встроенного в лазер пилотного источника (красный, около 630 нм) точки фокуса смещены на расстояние 2…5 мм, и по пилотному пучку без учета этого смещения выполнить операцию установки оптимального расстояния Dz не удается. В результате пользователю приходится проводить экспериментальные работы на материалах (например, выполнять серии треков на мощном пучке) для выяснения реального положения фокуса мощного пучка.

Технология обработки требует, чтобы точка фокуса пучка находилась на заданном расстоянии Df от поверхности материала, если смещение Dz установлено, то необходимо просто поддерживать требуемое значение расстояния от среза сопла до детали Df+ Dz (c учетом знаков, так как фокус, может быть, и заглублен под поверхность). Функция поддержания расстояния в большинстве головок реализуется на основе введения в конструкцию емкостного датчика расстояния от сопла до детали. Сопло конструктивно изолируется от корпуса головки диэлектрическим элементом, и специальная электроника измеряет емкость между промежутком соплометаллический лист и преобразует в электрический сигнал, несущий информацию о расстоянии, который передается в систему управления координатной системой для выполнения корректировки положения головки.

Иногда технология качественной лазерной резки может включать управление положением точки фокуса относительно листа. Так раскройные столы фирмы Trumpf с СО2 лазерами включают режимы врезки с перемещением точки фокуса относительно листа с использованием адаптивного зеркала. Следовательно, функция осевого перемещения точки фокуса в технологических головках для волоконных лазеров - также прямой кандидат на автоматизацию и перевод на электронное управление, но пока реализована только в нескольких моделях головок.

Другие стьтьи в тему

Расчет цифровой системы импульсно–фазового управления
Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях и передаётся потребителю главным образом в виде переменного трёхфазного тока промышленной частоты 50 Гц, однако как в промышленности, так и на транспорте имеются установки, для питания которых переменный ток с частотой 50 ...

Разработка измерительного преобразователя
Современная экономика характеризуется широкой интеграцией передовых технологий, в том числе и в области промышленной электроники. Мировая тенденция - тесное сотрудничество разработчиков элементной базы, электронных систем и аппаратуры, т. е. объединение научно-технических потенциал ...