激光切割头为什么需要标定?

2024-09-20

  激光切割头的标定(校准)是确保切割过程精度和质量的关键步骤,特别是在高精度和高功率激光切割应用中。切割头的准确标定可以确保激光束与工件表面的相对位置、焦点等参数处于最佳状态。以下是切割头标定时需要注意的事项:


  1. 焦距的准确调整

  焦点位置的重要性:激光切割的焦点位置直接影响切割质量。焦点过高会导致切割面变粗糙,过低则可能导致无法完全切透材料。因此,焦距的精确控制至关重要。

  焦距标定方法:通过测试切割小样件来确认最佳焦点位置,通常可以通过切割质量、熔渣情况、切割面光滑度等特征来判断。


  2. 激光束对准

  光路对齐:切割头的光路必须与机床的光学系统精确对齐,以确保激光束垂直穿过聚焦镜并正确聚焦到材料表面。如果光路偏移,会导致切割不对称、切割质量不稳定。

  对齐方法:通过红光指示器或辅助激光对准系统,确保激光束与切割头的中心保持一致。


  3. 喷嘴与激光束的同轴度

  同轴度的重要性:激光束必须与切割头的喷嘴同轴,以确保切割时辅助气体能够准确吹到切割点。如果同轴度偏差过大,会导致气体吹不准,影响切割质量,如挂渣和毛刺增加。

  同轴度校准方

法:通过调整切割头的机械结构,确保激光束和喷嘴的喷气口在同一轴线上。常见的测试方法是通过喷嘴发射光束,并观察它在材料上的点是否均匀分布。


激光切割头标定


  4. 辅助气体的气压和喷嘴尺寸

  气压和喷嘴影响切割效果:标定过程中需要确定适合的喷嘴尺寸和气压。过高的气压可能导致切割面氧化,过低的气压则无法吹走熔渣,影响切割质量。不同材料(如碳钢、不锈钢、铝等)对辅助气体的需求各异,标定时要针对性地选择。

  喷嘴尺寸校准:根据材料厚度、切割速度及激光功率,选择合适的喷嘴尺寸,并调整气压,确保熔融物和氧化物被及时吹走。


  5. 切割头高度控制

  自动调焦与高度控制系统:在实际切割过程中,切割头与材料表面的距离必须保持一致,尤其在不平整的材料表面时,自动调焦和高度控制系统确保切割头能够实时调整高度以保持焦点位置的稳定性。

  标定高度控制器:校准切割头的高度传感器,确保传感器反应灵敏且准确,可以在切割过程中实时调整切割头与材料的距离。


  6. 切割头的清洁和维护

  定期清洁切割头镜片:激光切割头内部的镜片在长期使用中会积累灰尘或污染物,影响激光透过率和切割质量。因此,需要定期检查并清洁镜片,避免激光能量损失。

  喷嘴的磨损检查:在高频率切割时,喷嘴容易磨损,影响气体的流动和激光传输质量,需定期检查喷嘴并及时更换。


  7. 不同材料的标定

  不同材料的激光参数调整:每种材料(如金属、塑料、陶瓷等)对激光的反应不同,需要针对不同材料进行专门的标定。对于高反射材料(如铝、铜等),需要特别注意反射光可能对激光头造成的损害。

  标定材料数据库:高端激光切割设备通常配备材料数据库,可以根据材料的种类和厚度提供推荐的激光参数。需要在标定过程中进行微调,以确保每种材料都能达到最佳切割效果。


  激光切割头标定是确保高精度切割的关键步骤,需要细致调整焦点位置、光束对准、辅助气体的流量和压力、切割头的高度控制以及冷却系统。通过有效的标定,可以大幅提升切割质量和效率,减少材料浪费,延长设备寿命。