深度分析青島激光切割中焦點(diǎn)方位的檢查辦法
激光切割加工具有切割精度高、切割速度快、熱效應(yīng)低、無污染、無噪音等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、船舶、航空航天和電子工業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。而激光切割加工質(zhì)量與激光焦點(diǎn)與工件之間的相對位置有著密切的關(guān)系，保證激光焦點(diǎn)和切割對象之間的公道的相對位置是保證激光切割加工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。
2.2電感傳感器檢查電路
由于采用了最新的大規(guī)模集成電路，電感傳感器的檢測電路比較簡單，且集成電路采用了新的調(diào)制解調(diào)方法和算法，減少了以前的檢測外差式調(diào)頻檢測電路方法由于傳感器的激勵(lì)信號(hào)的相角、頻率以及幅值漂移對檢測結(jié)果的影響，大大進(jìn)步了檢測精度和穩(wěn)定性。
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傳感器信號(hào)通過處理后得到與傳感器測頭位移成正比的電壓信號(hào)，通過變換電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)處理得到了焦點(diǎn)的位置誤差信號(hào)。
因?yàn)殡姼袀鞲衅鞯墓逃刑匦裕瑢Ρ粶y信號(hào)的頻率有一定的限制（幾百），不太合用于高速加工場合，同時(shí)，因?yàn)槠錇榻佑|式檢測方式，只能用于平面加工場合。
3切割過程中等離子云對焦點(diǎn)位置檢測系統(tǒng)的影響
在工件尚未被切穿的瞬間，激光和金屬相互作用，在噴嘴和加工對象之間產(chǎn)生云霧狀等離子體，改變電容極板之間的介質(zhì)，從而對電容傳感器產(chǎn)生干擾。在正常雕刻過程中，輔助氣體將等離子體從切縫中吹散，對電容傳感器產(chǎn)生影響較小。但假如加工速度太快和剛開始雕刻時(shí)，因?yàn)楣ぜ幢煌耆写?，激光照射點(diǎn)四周會(huì)產(chǎn)生等離子體云，對電容傳感器產(chǎn)生干擾，嚴(yán)峻時(shí)甚至使傳感器無法正常工作，嚴(yán)峻影響加工質(zhì)量。圖為等離子體干擾示意圖。
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假如等離子體云的厚度為1～2mm,則由電容傳感器檢測的兩極板間間隔的理論誤差也達(dá)到1～2mm,顯然達(dá)不到激光焦點(diǎn)位置檢測的精度指標(biāo)（為±0.2mm）。
4傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)減少等離子云對檢測結(jié)果的影響
等離子體對電容傳感器的干擾是由于等離子體改變了電容兩極板之間的介質(zhì)。因此，為了消除等離子體對電容傳感器的干擾，就要使電容兩極板之間的介質(zhì)不受等離子體的影響，可以加大圓環(huán)形極板的中央小孔和將電容傳感器移至等離子云以外兩種方法來實(shí)現(xiàn)。
?。?）要消除等離子體對電容量的影響，就要將等離子體置于電容傳感器的極板之外?？紤]到等離子云是沿切割點(diǎn)周圍分布的，因此可以如圖5所示：將圓環(huán)形極板的中心小孔直徑擴(kuò)大至2～3mm并嵌入絕緣的耐高溫陶瓷材料，由于電容傳感器極板是空心的，在不考慮邊緣效應(yīng)的情況下，照射點(diǎn)附近的等離子體云對傳感器電容量和檢測值不產(chǎn)生影響，所以采用這種辦法能有效地減小等離子云的干擾影響。
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?。?）對于平面激光切割加工，還可以通過機(jī)械傳動(dòng)方法進(jìn)行間接測量。即通過一機(jī)械裝置跟隨被加工對象運(yùn)動(dòng)，將機(jī)械裝置的上端和檢測傳感器形成極板，通過檢測傳感器和這個(gè)機(jī)械裝置之間的距離來間接檢測激光焦點(diǎn)和被加工對象之間的位置。這種方法可以最大限度避免了離子云和噴渣對檢測精度的影響，也發(fā)揮了電容傳感器響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)。
5結(jié)論
激光焦點(diǎn)方位檢查與操控是激光切割加工的要害技能之一，關(guān)于迅速切割加工，焦點(diǎn)方位檢查精度和迅速性將直接影響到焦點(diǎn)方位的操控精度和加工質(zhì)量，電容傳感用具有檢查靈敏度高、呼應(yīng)迅速的長處，能夠經(jīng)過計(jì)算機(jī)體系的線性化來戰(zhàn)勝其非線性；經(jīng)過特別的傳感器構(gòu)造來消除加工過程中發(fā)生的等離子云和噴渣對檢查成果的影響，前進(jìn)其在激光切割加工體系中的運(yùn)用作用。