基于光束分析的高功率激光切割头光路优化

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作者 牛满钝 贾文祺 +3 位作者 王树伦 陈传明 闫彭彭 徐微微 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期146-149,共4页

20mm碳钢亮面是万瓦切割能力验证的典型板材,采用超音速单层1.2孔径喷嘴,焦点在+12.5mm左右的离焦量,可以产生较好的切割效果,而此时激光切割头普遍存在喷嘴发烫,无法长期稳定切割的问题;通过对激光头进行光学软件模拟及光束分析仪实际... 20mm碳钢亮面是万瓦切割能力验证的典型板材,采用超音速单层1.2孔径喷嘴,焦点在+12.5mm左右的离焦量,可以产生较好的切割效果,而此时激光切割头普遍存在喷嘴发烫,无法长期稳定切割的问题;通过对激光头进行光学软件模拟及光束分析仪实际测试,结果表明良好的切割效果不仅取决于聚焦光路长度,同时还与光路总长有密切关系;不同切割头内冷却及吸光装置不同,可能是光路相同情况下影响出射光束的主要原因。 展开更多

关键词 光学测量 激光切割 切割头 光束分析 光路优化

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激光切割在碳钢板(Q345R)加工方面的应用研究 被引量：3

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作者 孙斌 方亮 +4 位作者 吴许祥 陈金盛 戴树晶 丁庆伟 沈店祥 《锻压装备与制造技术》 2022年第6期58-65,共8页

采用20KW光纤激光器对40mm以下碳钢(Q345R)进行切割,以36mm为例进行工艺分析。分析板材微量元素、光学配置、BPP值、离焦量控制对高强度碳钢板切割形貌、断面粗超度、断面垂直度的影响。通过研究,我们优化切割头选型搭配和离焦量控制,... 采用20KW光纤激光器对40mm以下碳钢(Q345R)进行切割,以36mm为例进行工艺分析。分析板材微量元素、光学配置、BPP值、离焦量控制对高强度碳钢板切割形貌、断面粗超度、断面垂直度的影响。通过研究,我们优化切割头选型搭配和离焦量控制,总结板材材质差异对切割断面的影响,以此达到最佳的切割效果。同时与传统等离子切割碳钢板对比,分析激光切割加工的优势,完善加工产能的升级优化。 展开更多

关键词 激光切割 微量元素 切割头 BPP值 离焦量

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激光切割头摆动机构的动力学仿真及试验 被引量：3

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作者 郑黎明 邓春萍 +1 位作者 杨慎华 郑祺峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3047-3054,共8页

激光切割裂解槽机床是连杆裂解加工的关键设备之一,用于完成连杆初始裂解槽的切割。本文介绍了该机床的激光头摆动机构,对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真。根据仿真结果确定了合理的液压参数(液压压力为2.5MPa,溢流阀流量系数为0.2),并... 激光切割裂解槽机床是连杆裂解加工的关键设备之一,用于完成连杆初始裂解槽的切割。本文介绍了该机床的激光头摆动机构,对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真。根据仿真结果确定了合理的液压参数(液压压力为2.5MPa,溢流阀流量系数为0.2),并完成了摆头机构的物理切割试验。试验结果表明,在合适的工艺参数条件下,摆头机构的定位精度达到±0.02mm,且工作稳定、可靠,连杆裂解槽槽深均为(0.5±0.05)mm。提出了伺服电机驱动激光头摆头方案,对改进的摆头方案进行了ADAMS运动学仿真。仿真结果表明,改进后的摆头机构可在0.4s内完成摆头动作,且摆动角度调整方便,说明改进后的摆动机构是较理想的激光头摆动方案,可为连杆初始裂解槽激光加工主机结构优化提供可靠的理论依据。 展开更多

关键词 连杆裂解 摆动机构 激光切割头 动力学仿真 ADAMS

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激光切割头焦点控制技术研究 被引量：2

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作者 丁喜合 董香龙 +1 位作者 郗文胜 王冬华 《雷达与对抗》 2022年第1期43-46,共4页

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CO_(2)切割头的光路机理,详细研究切割头的焦点位置控制... 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CO_(2)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。 展开更多

关键词 激光切割 切割头 焦点控制

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激光切割头防碰自检测保护系统 被引量：2

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作者 苏新凌 程良伦 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第9期87-89,96,共4页

针对激光切割头的喷嘴与复杂曲面工件表面的碰撞,以及高速切割过程中切割头自身与复杂曲面的碰撞,造成切割头损伤或损坏的问题,提出一种切割头防碰自检测保护控制系统。该装系统能够实时监测切割头的碰撞信息,并把碰撞信息发送到激光切... 针对激光切割头的喷嘴与复杂曲面工件表面的碰撞,以及高速切割过程中切割头自身与复杂曲面的碰撞,造成切割头损伤或损坏的问题,提出一种切割头防碰自检测保护控制系统。该装系统能够实时监测切割头的碰撞信息,并把碰撞信息发送到激光切割机数控系统中处理后,实现对切割头的控制。实验表明,该自检测保护装置能够防止喷嘴与工件表面发生碰撞,碰撞时数控系统能在0.1 s内做出控制动作,保护切割头,收到良好的效果。 展开更多

关键词 自检测保护 激光切割头 喷嘴 复杂曲面

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基于边缘计算的自适应动态调焦激光切割头控制系统设计 被引量：2

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作者 戴中达 付兴威 +3 位作者 李正 吴欣 蔡亮 曹宇 《电加工与模具》 2022年第2期53-56,66,共5页

针对超高功率激光切割工况下的热致焦点漂移问题,基于主控芯片的边缘计算单元、温度传感采集、焦点调节及数控系统通信等模块构建了“光机电算”一体化的超高功率激光切割头控制系统新架构。推导设计了光机热变形所致焦点漂移量控制函数... 针对超高功率激光切割工况下的热致焦点漂移问题,基于主控芯片的边缘计算单元、温度传感采集、焦点调节及数控系统通信等模块构建了“光机电算”一体化的超高功率激光切割头控制系统新架构。推导设计了光机热变形所致焦点漂移量控制函数,并基于D-S证据推理合成规则实现了多源温度场的数据处理算法,设计了激光切割头自适应动态调焦控制主程序流程,为开发下一代边缘计算实时控制的智能化激光切割头提供了理论依据。 展开更多

关键词 焦点漂移 激光切割头 D-S证据理论 自适应调焦

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新型复合式激光水射流切割氧化铝陶瓷实验方法研究 被引量：1

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作者 马林旭 王丽娜 +2 位作者 郭健 赵静楠 黄蒙恩 《铸造技术》 CAS 2019年第9期895-898,共4页

针对陶瓷材料传统加工方式,如激光空冷加工、磨料水射流技术以及金刚石切割等具有加工精度较差、材料去除率低以及刀具磨损严重等问题,研究了一种新型激光水射流切割方式,全新的复合式激光与水射流共同作用下,利用激光加热和水射流快速... 针对陶瓷材料传统加工方式,如激光空冷加工、磨料水射流技术以及金刚石切割等具有加工精度较差、材料去除率低以及刀具磨损严重等问题,研究了一种新型激光水射流切割方式,全新的复合式激光与水射流共同作用下,利用激光加热和水射流快速冷却所产生的大量热应力对硬脆氧化铝陶瓷材料产生热断裂,切开陶瓷。结果表明,激光水射流切割硬脆氧化铝材料相比于激光空气冷却切割和其他传统切割方式具有材料切口小,材料去除量较小以及切割后材料表面精度高。 展开更多

关键词 激光水射流 氧化铝 陶瓷材料切割 激光头

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激光熔覆技术在截割头上的研究及应用 被引量：1

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作者 杜佳霖 胡勇 《煤矿机械》 2021年第5期143-144,共2页

通过分析煤矿用掘进机截割头在实际使用过程中不耐磨、频繁损坏的问题,提出了使用激光熔覆处理技术对截割头齿座和截齿进行处理的改进方法。实际应用结果表明,采用激光熔覆技术处理的齿座和截齿耐磨性得到大大提高,使用效果更好。该技... 通过分析煤矿用掘进机截割头在实际使用过程中不耐磨、频繁损坏的问题,提出了使用激光熔覆处理技术对截割头齿座和截齿进行处理的改进方法。实际应用结果表明,采用激光熔覆技术处理的齿座和截齿耐磨性得到大大提高,使用效果更好。该技术不仅解决了实际使用过程中存在的问题,也为截割头的设计和改进提供了参考依据。 展开更多

关键词 激光熔覆 截割头 齿座 截齿 应用

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激光BPP值与切割质量的关系研究

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作者 戴树晶 吴许祥 +3 位作者 丁庆伟 陈金盛 卢源 田径 《锻压装备与制造技术》 2021年第6期45-49,共5页

BPP值是用来衡量光纤激光器光束质量的重要参数之一。为研究BPP值对切割质量的影响,采用软件模拟仿真和实际切割测试两种方式,理论结合实际,从多方面多角度研究相关因素相互影响关系,找到了不同BPP值对应不同直径割嘴的焦点最佳位置及... BPP值是用来衡量光纤激光器光束质量的重要参数之一。为研究BPP值对切割质量的影响,采用软件模拟仿真和实际切割测试两种方式,理论结合实际,从多方面多角度研究相关因素相互影响关系,找到了不同BPP值对应不同直径割嘴的焦点最佳位置及上限值,并建立了完整的切割数据库。同时通过研究,总结出了不同BPP值情况下,最佳的切割头选型搭配,以此达到最佳的切割效果。 展开更多

关键词 激光光束质量 BPP值 割嘴直径 焦点 切割头

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光纤激光切割头镜片污染成因及解决方案研究

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作者 周志兵 周庆 《锻压装备与制造技术》 2018年第2期50-52,共3页

光纤激光切割机在切割过程中,切割头内部光学镜片易污染,导致切割零件报废及光学镜片损坏,使机床使用成本增高并且降低生产效率。本文重点介绍了切割头镜片的防污染方法,以延长其使用寿命。

关键词 光纤激光切割 切割头 镜片污染

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一种新型激光切割头的研制

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作者 彭涛 陶晔 +3 位作者 刘爱伟 欧阳斌 顾春 岳俊强 《机械工程师》 2016年第11期90-91,共2页

文中研制了一种高性能通用化激光切割头,通过更换不同孔径的切割嘴使其适应切割不同厚度、不同材料的板材,实现切割头通用化。该切割头通过调节切割嘴的中心位置,使激光束与其同轴,以满足激光切割的工艺要求。该切割头采用直接气冷和间... 文中研制了一种高性能通用化激光切割头,通过更换不同孔径的切割嘴使其适应切割不同厚度、不同材料的板材,实现切割头通用化。该切割头通过调节切割嘴的中心位置,使激光束与其同轴,以满足激光切割的工艺要求。该切割头采用直接气冷和间接水冷方式冷却聚焦镜片,防止聚焦镜片发热影响切割质量。 展开更多

关键词 激光切割头 通用化 调焦 冷却

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激光切割机切割头位置检测与调高控制系统设计 被引量：3

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作者 李建新 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期33-34,共2页

在激光切割中为了有效控制激光焦点与工件之间的相对位置,设计了激光切割头自动调高系统的位置检测系统。采用切割喷嘴和切割极板形成的电容构成差动式电桥,以差动式电桥作为测距传感器;用相敏检波电路鉴别切割喷嘴和切割板材间位置变化... 在激光切割中为了有效控制激光焦点与工件之间的相对位置,设计了激光切割头自动调高系统的位置检测系统。采用切割喷嘴和切割极板形成的电容构成差动式电桥,以差动式电桥作为测距传感器;用相敏检波电路鉴别切割喷嘴和切割板材间位置变化,伺服系统控制切割头运动,从而实现激光切割头高度调节。通过测试,有效地解决了激光切割焦点跟踪问题,提高了系统的控制品质。所设计的切割头位置检测为激光切割机提供了解决方案。 展开更多

关键词 激光切割 切割头调高 电容测距传感器 相敏检波

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光纤激光切割机切割头关键技术及应用前景 被引量：3

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作者 蔡诚 朱鹏程 董香龙 《锻压装备与制造技术》 2017年第3期45-48,共4页

介绍了激光加工技术国内外现状,重点说明了光纤切割头的功能部件及关键技术,并指出了切割头的发展方向和应用前景。

关键词 激光切割机 切割头 光纤 调焦 割嘴 非接触式电容传感器

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一种三维激光切割机激光头旋转机构的创新设计 被引量：2

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作者 龚立新 周鹏飞 +1 位作者 胡金龙 孙健 《锻压装备与制造技术》 2013年第4期38-39,共2页

对现有三维激光切割机的激光头旋转机构进行了介绍和比较,设计了一种基于复合驱动技术的激光头旋转机构,可为三维五轴激光切割机的研发提供参考。

关键词 机械设计 三维激光切割机 激光头 旋转机构 复合驱动 设计

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激光切割头装置结构的模态分析 被引量：1

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作者 袁玉荣 《智慧工厂》 2017年第12期75-77,共3页

随着机械制造技术在车间加工生产中的不断发展,板材零件的生产加工工艺也正向着更为复杂的方向发展,传统数控转塔冲床对钣金件进行单一的冲压加工,已经无法对复杂形状的钣金件进行制造生产。本文通过对激光切割头系统结构装置进行了模... 随着机械制造技术在车间加工生产中的不断发展,板材零件的生产加工工艺也正向着更为复杂的方向发展,传统数控转塔冲床对钣金件进行单一的冲压加工,已经无法对复杂形状的钣金件进行制造生产。本文通过对激光切割头系统结构装置进行了模态分析和瞬态动力学分析,并由模态分析得到系统结构装置的固有频率,进而得出激光切割头装置在板材加工生产过程中不会发生共振。 展开更多

关键词 数控转塔冲床 模态分析 激光切割头 共振

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