一臺技術先進功能強大的高功率激光切割機,稱得上是龐然大物。此復雜龐然大物的奧妙之處,須細加窺探,才能得其門道。讓我們一起來窺探。
1.蛙跳
蛙跳是激光切割機的空程方式。如下圖所示,切割完孔1,接著要切割孔2。切割頭要從點A移動到點B。當然,移動過程中要關閉激光。從點A到點B之間的運動過程,機器“空”跑,稱為空程。
早期的激光切割機的空程如下圖所示,切割頭要次第完成三個動作:上升(到足夠安全的高度)、平動(到達點B的上方)、下降。
壓縮空程時間,可提高機器的效率。如果將次第完成的三個動作,變為“同時”完成,可縮短空程時間:切割頭從點A開始向點B移動時,即同時上升;接近點B時,同時下降。如下圖所示。
切割頭空程運動的軌跡,猶如青蛙跳躍所畫出的一條弧線。
在激光切割機的發展過程中,蛙跳算得上一個突出的技術進步。蛙跳動作,只占用了從點A到點B平動的時間,省卻了上升、下降的時間。青蛙一跳,捕捉到食物;激光切割機的蛙跳,“捕捉”到的是高效率。如果激光切割機現在還不具備蛙跳功能,恐怕就不入流了。
2.自動調焦
切割不同材料時,要求激光束的焦點落在工件截面的不同位置。如下圖所示。
因此,就需要調整焦點的位置(調焦)。早期的激光切割機,一般采用手動調焦方式;當下,許多廠商的機器都實現了自動調焦。
可能有人會說,改變切割頭的高度就好了,切割頭升高,焦點位置就高,切割頭降低,焦點位置就低。沒有這么簡單。
如下圖所示,切割頭底部為噴嘴。在切割過程中,噴嘴與工件之間的距離(噴嘴高度)約0.5~1.5mm,不妨看作是一個固定值,即噴嘴高度不變,所以不能通過升降切割頭來調焦(否則無法完成切割加工)。
聚焦鏡的焦距是不可改變的,所以也不能指望通過改變焦距來調焦。如果改變聚焦鏡的位置,則可改變焦點位置:聚焦鏡下降,則焦點下降,聚焦鏡上升,則焦點上升。——這確是調焦的一種方式。采用一個電機驅動聚焦鏡作上下運動,可以實現自動調焦。