分析青岛激光切割中焦点方位的检查办法

时间:2018-11-03 09:22 来源:铁板钣金件 作者:剪板折弯焊接
  深度分析青岛激光切割中焦点方位的检查办法
  
  激光切割加工具有切割精度高、切割速度快、热效应低、无污染、无噪音等优点,在汽车、船舶、航空航天和电子工业中都得到了广泛的应用。而激光切割加工质量与激光焦点与工件之间的相对位置有着密切的关系,保证激光焦点和切割对象之间的公道的相对位置是保证激光切割加工质量的关键之一。
  
  2.2电感传感器检查电路
  
  由于采用了最新的大规模集成电路,电感传感器的检测电路比较简单,且集成电路采用了新的调制解调方法和算法,减少了以前的检测外差式调频检测电路方法由于传感器的激励信号的相角、频率以及幅值漂移对检测结果的影响,大大进步了检测精度和稳定性。
  
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  传感器信号通过处理后得到与传感器测头位移成正比的电压信号,通过变换电路转换成相应的频率信号,通过计算机处理得到了焦点的位置误差信号。
  
  因为电感传感器的固有特性,对被测信号的频率有一定的限制(几百),不太合用于高速加工场合,同时,因为其为接触式检测方式,只能用于平面加工场合。
  
  3切割过程中等离子云对焦点位置检测系统的影响
  
  在工件尚未被切穿的瞬间,激光和金属相互作用,在喷嘴和加工对象之间产生云雾状等离子体,改变电容极板之间的介质,从而对电容传感器产生干扰。在正常雕刻过程中,辅助气体将等离子体从切缝中吹散,对电容传感器产生影响较小。但假如加工速度太快和刚开始雕刻时,因为工件未被完全切穿,激光照射点四周会产生等离子体云,对电容传感器产生干扰,严峻时甚至使传感器无法正常工作,严峻影响加工质量。图为等离子体干扰示意图。
  
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  假如等离子体云的厚度为1~2mm,则由电容传感器检测的两极板间间隔的理论误差也达到1~2mm,显然达不到激光焦点位置检测的精度指标(为±0.2mm)。
  
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  4传感器优化设计技术减少等离子云对检测结果的影响
  
  等离子体对电容传感器的干扰是由于等离子体改变了电容两极板之间的介质。因此,为了消除等离子体对电容传感器的干扰,就要使电容两极板之间的介质不受等离子体的影响,可以加大圆环形极板的中央小孔和将电容传感器移至等离子云以外两种方法来实现。
  
  (1)要消除等离子体对电容量的影响,就要将等离子体置于电容传感器的极板之外。考虑到等离子云是沿切割点周围分布的,因此可以如图5所示:将圆环形极板的中心小孔直径扩大至2~3mm并嵌入绝缘的耐高温陶瓷材料,由于电容传感器极板是空心的,在不考虑边缘效应的情况下,照射点附近的等离子体云对传感器电容量和检测值不产生影响,所以采用这种办法能有效地减小等离子云的干扰影响。
  
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  (2)对于平面激光切割加工,还可以通过机械传动方法进行间接测量。即通过一机械装置跟随被加工对象运动,将机械装置的上端和检测传感器形成极板,通过检测传感器和这个机械装置之间的距离来间接检测激光焦点和被加工对象之间的位置。这种方法可以最大限度避免了离子云和喷渣对检测精度的影响,也发挥了电容传感器响应迅速的优点。
  
  5结论
  
  激光焦点方位检查与操控是激光切割加工的要害技能之一,关于迅速切割加工,焦点方位检查精度和迅速性将直接影响到焦点方位的操控精度和加工质量,电容传感用具有检查灵敏度高、呼应迅速的长处,能够经过计算机体系的线性化来战胜其非线性;经过特别的传感器构造来消除加工过程中发生的等离子云和喷渣对检查成果的影响,前进其在激光切割加工体系中的运用作用。