高精度激光切割設備的焦點位置控制技術
高精度激光切割設備是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動，使材料形成切縫，從而達到切割的目的。
激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高，一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比，所以焦點光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小，焦點光斑直徑就越小。
但切割有飛濺，透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率
高精度激光切割設備工業(yè)應用中采用5"~7.5"（127~190mm）的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質(zhì)量的切割，有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置很重要。顧慮到切割質(zhì)量、切割速度等因素，原則上6mm的金屬材料，焦點在表面上；6mm的碳鋼，焦點在表面上；6mm的不銹鋼，焦點在表面下。具體尺寸由實驗確定。
在高精度激光切割設備生產(chǎn)中確定焦點位置的簡便方法有三種：
（1）打印法：使切割頭從上往下運動，在塑料板上進行激光束打印，打印直徑較小處為焦點。
（2）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動，尋找激光束的較小處為焦點。
（3）藍色火花法：去掉噴嘴，吹空氣，將脈沖激光打在不銹鋼板上，使切割頭從上往下運動，直至藍色火花較大處為焦點。
