激光刀模機原理和調整技巧
發布時間 : 2020-05-13 瀏覽次數 : 次
1．光焦補償方法
預先取得激光振蕩產生器光斑大小的變化曲線圖；建立參考數據模擬前述曲線圖，并將該參考數據輸入數控器，作為比對的數據庫；依據加工載臺所載聚焦鏡移動至不同位置，對應前述參考數據的數值，并由數控器運算出該聚焦鏡聚焦點的變化量；由數控器發出指令給驅動器改變載臺上的聚焦鏡位置，以補償光焦因激光光束發散角大小變化所產生的誤差。
2．激光脈沖切割方法
使用連續激光切割方法雖可得到產品尺寸精準的激光切縫，但也存在一些現實的問題或不足。作為模切刀模的基版切縫一般要求是緊配合，即縫寬比標準刀線厚小0.02~0.04mm，而現實的情況受激光功率穩定性與基版材質的均勻一致性限制，不可能使所有的切縫都達到統一效果，因此便產生刀線嵌入過緊或過松現象。刀線嵌入過松會導致模切過程中刀片不穩，影響模切壽命；刀線嵌入過緊則會導致模切版整體鼓脹而發生尺寸變大。為解決這一現象，在高檔模切版的切割控制中便有必要采用另一種激光切割方法——激光脈沖切割法。
要理解激光脈沖切割法得先弄清什么是脈沖，所謂脈沖是指隔一段相同的時間發出的波等機械形式，學術上把脈沖定義為在短時間內突變，隨后又迅速返回其初始值的物理量。基于此，我們不難知道激光脈沖切割法實際上是激光在模切基版上周期間歇性打孔而形成雙鋸齒槽，該槽縫對模切刀線的夾緊力是通過鋸齒頂的彈性形變實現的，相對于連續激光切割方法而言。
(1)激光脈沖切割法切割形成的槽縫對模切刀線的夾緊力是充足而均勻的，連續激光切割方法得到的光縫雖然平行而光滑，但對模切刀線的夾緊力是通過整條縫中幾個小于標準刀線厚的點實現的，而這幾個點的分布又是無規律的；
(2)由于激光脈沖切割槽縫的尺寸大于標準刀線厚，使得槽縫夾緊模切刀線的同時又有足夠的緩沖空間而保持整個基版不發生翹曲變形。
激光脈沖切割法有三個重要參數。
(1)占空比：在周期型的現象中，現象發生的時間與總時間的比，激光脈沖切割法切割膠合木板時占空比的取值范圍一般在45%～95%，在實際操作中多取70%。
(2)重復頻率即激光脈沖的速率：取值范圍一般在10~ 60Hz，該取值直接決定切縫的寬度，又因該取值直接與激光機平均輸出功率相關，故可在實際操作中根據材料的不同調試得出。
(3)平均輸出功率：切割膠合木板時激光脈沖切割平均輸出功率的取值范圍一般在700—1600W。
3.金屬材料的激光切割（激光連續切割方法）
金屬材料的切割與木板不同，只能激光連續切割方法，也是占空比為100%的脈沖切割。金屬材料在切割時有大量的熱量聚集并由此對切割的縫寬及光滑程度產生影響，對切割的縫寬及光滑程度產生影響的因素還有金屬材料在切割時必須先行對材料進行放電加工穿刺孔，然后激光切割。基于這一原因，有必要對金屬材料的激光切割條件參數（切割速度、切割氣體壓力等）、激光束輸出條件參數、穿刺孔及穿刺線的設置進行講解。
穿刺孔及穿刺線的設置：在切割金屬材料時，如果直接在圖案矢量線上加工則必然形成穿刺孔缺口。
為避免這一切割缺陷，一般的處理辦法是在工件的廢料部分添加穿刺孔及穿刺線。假設需在工件切割出一圓孔，添加穿刺孔及穿刺線。
4．激光切割條件參數的設置
在切割金屬材料時，設置好穿刺孔及穿刺線后如果用一種恒定的激光切割條件參數完成單圖加工則必然形成如圖6-9所示的交接點，因轉角處激光切割后有大量的熱量聚集，即便是用高純氮氣抑制交接處的氧化反應也無法避免交接點不規則凸起或凹陷的產生。
因此，便只能從改變交接點的激光切割條件參數及激光束輸出條件參數著手想辦法，經反復試驗可得出如下參考數據。還是假設工件為全鋼分盒版，現需在厚12mm 50號鋼板工件切割出若干圓孔，則需按圖6-10添加穿刺孔及穿刺線，點a為穿刺孔，線ab、bc為穿刺線，激光切割路徑按逆時針方向經過點d至點e交接完成。這期間由點a開始至點d的激光切割條件參數及激光束輸出條件參數為A條件參數，由點d開始至點e的激光切割條件參數及激光束輸出條件參數為B條件參數。則有A條件參數為：激光輸出功率1750W，脈沖峰值輸出為2800W，脈沖頻率1300Hz，工作周期65%，切割速度1000mm/min，焦點位置+1.5mm，切割氣壓（高純氮氣）0.7 kg/cm2；B條件參數為：激光輸出功率500W，脈沖峰值輸出為2800W，脈沖頻率20Hz，工作周期20%，切割速度100mm/min，焦點位置+1.5mm，切割氣壓（高純氮氣）0.7 kg／cm2；
5．金屬材料的切割順序調整
前面講述了單個圖案金屬材料切割路徑對切割效果的影響，對于排版圖來說，由于切割金屬材料時不可預留橋位，故切割后工件表面會留下開窗孔，這對于處于運動中（或相對運動中）的激光頭而言無異于一個陷阱，故控制激光切割的路徑成為切割金屬材料過程中不可或缺的環節。
第一步：添加穿刺孔及穿刺線，調整單圖的切割順序。
第二步：以避開切割后的開窗孔位置為條件，設置排版圖的切割順序路徑。需注意的是：在精確尺寸要求的工件切割中，為盡量減少金屬材料切割的熱脹變形，切割順序路徑的設置便應靈活錯開，不宜按次第順序使累計誤差增大。
