激光切割头焦点控制技术研究

随着激光切割机的高速化、高功率化、智能化程度越来越高,作为其关键功能部件的切割头,其在切割过程中的焦点控制对零件的切割质量和切割效率有着重要影响。着重分析光纤切割头和CO₂切割头的光路机理,详细研究切割头的焦点位置控制技术和焦斑直径控制方法,从几何光学角度推导出焦点位置变动量和焦斑直径的理论公式,可为切割头的设计与改进提供理论参考依据。     

基于CCD的激光切割焦点位置控制系统的设计与实现

激光焦点位置的检测与控制是激光切割系统中的关键技术之一．在介绍了国内外现有检测方法的基础上,提出一种基于CCD的激光切割焦点位置控制系统．该系统采用激光三角测量法原理,并以CCD成像系统配合数字图像处理技术．实现对激光切割焦点位置的精确测量和控制。     

激光/水射流切割工艺的新型切割头结构设计

对激光切割和磨料水射流切割的原理和优缺点进行简要的阐述,随后提出水射流辅助激光复合加工的方法,通过水射流不断冲击工件表面来降低表面温度和冲走熔渣,减少激光加工的热损伤,但此加工方式对激光与水射流的工作位置有着较高的要求。目前的试验系统大多为独立的激光器和水射流以一定的角度配合使用,这使得两者在加工过程中保持工作位置稳定较为困难。针对这一问题,设计了一种激光与水射流通道一体且能同轴工作的集合式激光/水射流切割头,利用热冲击断裂原理完成对材料的切割,从而得到更高的切割精度。最后使用ANSYS软件对加工过程中的温度场进行仿真分析,并使用切割头对立方氮化硼复合材料进行实际切割,试验结果验证了加工系统的可靠性。     

激光切割的实时监测

本文简述了等离子检测、声发射检测及切割前沿射线检测等几种激光切割的实时监测方法，并分析了每种监测方法的优势及不足。     

激光切割超音速喷嘴设计

分析了传统喷嘴工作在较高的供气压力下进行激光切割时产生激波的原因及激波对切割工艺的不良影响.为了解决这一问题,提出了一种设计超音速拉瓦尔喷嘴的新方法.这种新型超音速喷嘴包括四部分:稳定段、收缩段、喉部、扩张段.每一部分都是严格按照空气动力学理论进行设计的.这种喷嘴喷射出的气流动量高,流速均匀,边界整齐.利用这种喷嘴进行激光切割,可有效地提高切割质量和切割速度.     

激光切割超音速喷嘴设计

分析了传统喷嘴工作在较高的供气压力下进行激光切割时产生激波的原因及激波对切割工艺的不良影响.为了解决这一问题,提出了一种设计超音速拉瓦尔喷嘴的新方法.这种新型超音速喷嘴包括四部分:稳定段、收缩段、喉部、扩张段.每一部分都是严格按照空气动力学理论进行设计的.这种喷嘴喷射出的气流动量高,流速均匀,边界整齐.利用这种喷嘴进行激光切割,可有效地提高切割质量和切割速度.     

武汉新特光电新研制“高功率Nd∶YAG自浮激光切割头”

激光切割头是激光切割机最重要的配件之一。传统的切割头只有聚焦透镜和喷嘴,没有自动对焦功能。在大幅面激光切割机中,不同地方的加工高度略有不同,致使材料的表面偏离焦距,从而在不同的地方聚焦光斑大小不同,功率密度也不同．不同切割位置的激光切割质量很不一致,达不到激光切割的质量要求。     

基于相敏检波和位置探测器的位移检测系统

为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1kHz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技术,解调探测器的输出交流信号,得出光斑能量中心位置,消除外界干扰。结果表明,测量精度优于1μm。这一结果对于多自由度误差检测是有帮助的。     

激光切割光辐射与切割质量关系的研究

为了研究激光切割过程光信号与切割质量的关系,搭建了以切割前沿光辐射作为检测参量的实时检测系统,对切割前沿光辐射的时、频域信号进行了试验研究,得到了不同参数下光信号的变化规律。时域分析表明,无缺陷式样对应的标准方差较低;与无缺陷切割相比,过烧缺陷对应的光信号具有较低的强度和较高的标准方差;挂渣缺陷具有较高的强度和标准方差。频域分析表明,低速切割,光信号主频与切缝表面波纹频率一致;高速无缺陷切割无明显主频;挂渣缺陷具有明显的低频波动。结果表明,燃烧循环理论不仅是切割面波纹形成的主要因素,也是光信号主频产生的主要原因。     

高速激光切割机床数控系统探究

随着经济的迅速发展,我国工业技术也有了较大的改善。现如今切割技术也有了很大的创新改进,新兴的激光切割,它目前已成为热切割技术发展的热点之一,激光切割技术相比较传统切割技术多了高精度、高效率、低污染等优点。为了满足激光切割装备的数字化、精密化等要求,实现此种技术的国产化。本文就高速激光切割机床数控系统各方面进行了研究分析,以此来满足我国对激光切割机床数控技术发展的要求。     

高速激光切割机床数控系统探究

随着经济的迅速发展,我国工业技术也有了较大的改善。现如今切割技术也有了很大的创新改进,新兴的激光切割,它目前已成为热切割技术发展的热点之一,激光切割技术相比较传统切割技术多了高精度、高效率、低污染等优点。为了满足激光切割装备的数字化、精密化等要求,实现此种技术的国产化。本文就高速激光切割机床数控系统各方面进行了研究分析,以此来满足我国对激光切割机床数控技术发展的要求。     

大型三维激光切割机的自动控制系统

以8031为核心,扩展检测、键盘、显示和输出等控制电路,采用逐点插 法和滑模变结构控制方法,真正实现了三维激光切割的自动控制。     

激光切割系统功率实时控制研究

激光功率对切割质量具有重要的影响,功率过大容易产生过烧现象。为了保证切割质量,研究了激光功率与切割速度的关系,基于可编程多轴运动控制器提出了激光功率实时控制的方法,使用开放性编写应用程序进行串口通信调整功率的方式实现激光功率的实时控制。采用这种方法进行激光切割试验,当激光功率能够随切割速度实时变化时,可以避免烧角现象。结果表明,此方法可以有效地提高切割质量,并且保证了激光切割的效率。     

几种CO2激光切雕机光开关的设计与研究

设计与研究了几种用于CO2激光切雕机的光开关,并对其性能进行了讨论和比较。     

激光测距传感器在液位测量系统中的应用

设计目的是对存储于容器内的液体液位进行实时精确的测量。这套系统采用瑞士莱卡公司的DLS-A15型激光测距传感器作为距离检测设备,同时与单片机W77E58以及一些必要的外围电路相连接,实现对存储于容器内的液体液位进行实时精确的测量及显示。实践表明,该系统结构简单,总体性能较好,符合了当今智能仪器仪表小型化的潮流。     

紫外激光FPC切割系统的研究与开发

本文介绍了将动光式紫外激光切割技术应用于FPC板以及其辅材覆盖膜切割的整体系统框架。通过Gerber文件来获取切割路径、局部切割次数等信息,并采用摄像机和射影变换方法完成工件的自动定位。实践表明本系统不仅切割效率高,与国外最新同类系统效率相同,而且定位精度高,有效地补偿了由于材料变形所引起的加工偏差。     

低碳钢板的激光切割

讨论了低碳钢板的激光切割中各因素对切割质量的影响,取得了切割的最佳工艺参数,分析、研究了试验中出现的问题及解决方法。     

激光切割装置系统设计

由于传统的切割装置不能精确的实现材料切割,为了实现对材料的精确切割,文中设计了一种包括上位机和下位机的切割装置系统。该系统下位机是以AT89C52为核心,并通过上位机和下位机之间的通信来实现对材料切割的精确控制。实践证明该系统有一定的实际应用价值。