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目前,民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因,所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角,呈“錐形”。當(dāng)“錐形”的高度改變時(shí)(相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長(zhǎng)度改變),聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外,光還具有波的性質(zhì),因此,不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象,衍射會(huì)使光束在傳播過(guò)程中發(fā)生橫向擴(kuò)展,該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中,能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。激光頭左右擺動(dòng),每次雕刻出一條由一系列點(diǎn)組成的一條線,然后激光頭同時(shí)上下移動(dòng)雕刻出多條線,最后構(gòu)成整版的圖象或文字。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用,當(dāng)光路長(zhǎng)度變化時(shí),作用在透鏡表面的光束直徑時(shí)刻發(fā)生著變化,這就會(huì)引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化,但對(duì)焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化,必然會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生很大影響,比如,會(huì)造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會(huì)割不透或燒蝕板材等 。
在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中:對(duì)于中厚板采用氧火焰切割;對(duì)于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓,單件的采用振動(dòng)剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量,又推廣了氧精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。如:現(xiàn)有激光切割機(jī),可以根據(jù)電腦繪制好的模板,然后直接輸入電腦,自動(dòng)切割圖形。激光切割機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用無(wú)疑是對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。
數(shù)控切割機(jī)床由三部分組成,即工作臺(tái)(一般為精密機(jī)床)、光束傳輸系統(tǒng)(有時(shí)稱(chēng)外光路,即激光器發(fā)出的光束到達(dá)工件前整個(gè)光程內(nèi)光束的傳輸光學(xué)、機(jī)械構(gòu)件)和微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。按切割柜與工 作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)的方式,可分為以下三種類(lèi)型:
(1)在切割過(guò)程中,光束(由割炬射出)與工作臺(tái)都移動(dòng),一般光束沿Y向移,工作臺(tái)在X向移。
(2)在切割過(guò)程中,只有光束(割炬)移動(dòng),工作臺(tái)不移動(dòng)。
(3)在切割過(guò)程中,只有工作臺(tái)移動(dòng),而光束(割炬)則固定不動(dòng)。