雷射切割機結構和工作原理

2020-11-22 騰訊網

隨著雷射切割機技術的快速發展，尤其是在現代工業中的廣泛應用，大多數人對雷射切割機都不陌生。那麼關於雷射切割機的組成部件及工作原理，小編將在下面給大家做詳細整理介紹。

雷射切割機結構和工作原理

雷射切割機由雷射發射器、切割頭、光束傳輸組件、工具機工作檯、數控系統、計算機(硬體、軟體)、冷卻器、保護氣瓶、除塵機、空氣乾燥機等部件組成。

一、雷射發生器

雷射發生器產生雷射光源的裝置。對於雷射切割的用途而言，除了少數場合採用YAG固體雷射器外，絕大部分採用電-光轉換效率較高並能輸出較高功率的CO2氣體雷射器。由於雷射切割對光束質量要求很高，因此並不是所有的雷射器都能用作切割的。

二、切割頭

主要包括噴嘴、聚焦透鏡和聚焦跟蹤系統等零件。

切割頭驅動裝置用於按照程序驅動切割頭沿Z軸方向運動，由伺服電機和絲杆或齒輪等傳動件組成。

(1)噴嘴

噴嘴的形式主要有三種：平行式、收斂式和錐形式。

(2)聚焦透鏡

利用雷射束的能量進行切割,必須把雷射器射出的原始光束經過透鏡聚焦,才能形成高能量密度的光斑。

中長焦透鏡適合於厚板切割,並對跟蹤系統的間距穩定度要求較低。短焦透鏡只適合於D3以下的薄板切割,短焦對跟蹤系統的間距穩定性有較嚴格的要求,但它對雷射的輸出功率要求可大大降低。

(3)跟蹤系統

雷射切割機聚焦跟蹤系統一般是由聚焦切割頭和跟蹤傳感器系統組成。切割頭包括導光聚焦、水冷、吹氣以及機械調整部分組成。

傳感器是由傳感元件和放大控制部分組成。根據傳感元件的不同跟蹤系統也完全不同，在此，主要有兩種形式的跟蹤系統，一種是電容式傳感器跟蹤系統,又稱非接觸式跟蹤系統。另一種是電感式傳感器跟蹤系統,又稱接觸式跟蹤系統。

三、光束傳輸組件

外光路：折射反射鏡，用於將雷射導向所需要的方向。為使光束通路不發生故障，所有反射鏡都要保護罩加以保護，並通入潔淨的正壓保護氣體以保護鏡片不受汙染。一套性能良好的透鏡會將一無發散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用於>12mm厚材。

四、工具機工作檯

工具機主機部分：雷射切割機工具機部分，實現X、Y、Z軸的運動的機械部分，包括切割工作平臺。

五、數控系統

數控系統控制工具機實現X、Y、Z軸的運動，同時也控制雷射器的輸出功率。

六、冷卻系統

冷水機組：用於冷卻雷射發生器。雷射器是利用電能轉換成光能的裝置，如CO2氣體雷射器的轉換率一般為20%，剩餘的能量就變換成熱量。冷卻水把多餘的熱量帶走以保持雷射發生器的正常工作。冷水機組還對工具機外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻，以保證穩定的光束傳輸質量，並有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂。

七、氣瓶

氣瓶包括雷射切割機工作介質氣瓶和輔助氣瓶，用於補充雷射震蕩的工業氣體和供給切割頭用輔助氣體。

八、除塵系統

抽出加工時產生的煙塵和粉塵，並進行過濾處理，使廢氣排放符合環境保護標準。

九、空氣冷卻乾燥機、過濾器

用於向雷射發生器和光束通路供給潔淨的乾燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

因此，雷射切割機光、機、電一體化的綜合技術設備。雷射束的參數、機器與數控系統的性能和精度，都是能直接影響雷射切割的效率和質量的重要因素，尤其是對於切割精度較高或厚度較大的零件。

在選購雷射切割機時，要根據生產範圍、切割加工材料及材料的厚度等因素去選購合適的雷射切割機。

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