一种薄壁管材光斑位置调试方法技术

本发明专利技术公开一种薄壁管材光斑位置调试方法，包括如下步骤：S10：光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出；S11：调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离；S12：光斑位置的初步调试；S13：验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑；S14：调整激光焦距。本发明专利技术薄壁管材光斑位置调试方法包括有光路调节和光斑位置调试，其能够快速有效的对光路和激光光斑位置调试，使得光束从过管材中心的垂直面上打下，确保光斑打在管材上的正确位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于薄壁管材激光微加工
，尤其涉及一种应用于微小管径薄壁管材激光切割时激光光斑位置调试的薄壁管材光斑位置调试方法。_
技术介绍
激光微加工由于具备加工效率高、切割残渣少、非接触加工、易实现加工过程的自动化、可精确切割形状复杂的微细零件等特点，已经成为微小管径(小于5_)管材的主要加工方法。薄壁管材激光切割是由相互重叠的激光脉冲点在工件上沿切割线移动，同时输入高压氧辅助熔化切割。激光聚焦点处材料熔融气化，熔渣被气体吹出，在金属管壁上形成切割轨迹。切割具有复杂的网孔结构，保证高质量地切割出若干的网孔，需要保证不同方向切割时的质量一致性，激光束应有良好的绕光轴对称性和圆偏振性以及高的发射方向稳定性，光束的偏振方向与工件运行方向要求平行，这样可获得狭窄、平直的切缝；支架激光切割要求光斑直径一般能稳定在iri8um，最小光斑能到IOum以下，这样将有利于支架缝隙状特征加工。同时，激光入射角对切口宽度和切口表面粗糙度值有影响，因此，切割时在保证管材夹持的同轴度前提下，激光束的方向应保持与管材的轴线垂直相交，当激光束方向偏离轴线较大时，除了影响切缝质量，还使得截面形状偏离设计要求。因此，为了避免出现此种情况导致所加工管材的报废，激光切割时必须调整光斑位置。现有激光切割技术在切割平板工件比较成熟，而对于薄壁微小管径管材(小于5_)的切割，激光光斑的调试还没有一种行之有效的方法。故，实有必要进行研究开发，以提供，解决目前现有技术中存在的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种适用于微小管径管材激光微加工的薄壁管材光斑位置调试方法，能够快速有效的对光路和激光光斑位置进行调试。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为: ，包括如下步骤: 510:光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出； 511:调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离； 512:光斑位置的初步调试； 513:验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑； S14:调整激光焦距。进一步地，在步骤SlO中，将光纤头插入切割头中，固定好，让激光打出红光，用一张白纸放置在切割嘴的下方，调整切割头下方切割嘴的前后、左右方向。进一步地，在步骤S12中，在机器上放置好一段管材，使激光器出激光，将试光片放置在切割嘴下方的管材的靠下位置，再用紫光灯从侧面打在切割嘴正下方对应的试光片上，根据黑色光斑相对管材阴影的相对位置对激光切割头进行调节。进一步地，在步骤S14中，调整切割头上的调焦旋钮，调整聚焦镜距离管材表面的高度，让激光器出激光，试切一系列不闭合圆弧，记录每一个圆弧对应旋钮的刻度，显微镜下观察切缝效果以及宽度，找到切缝最小时对应的聚焦镜高度。本专利技术薄壁管材光斑位置调试方法包括有光路调节和光斑位置调试，其能够快速有效的对光路和激光光斑位置调试，使得光束从过管材中心的垂直面上打下，确保光斑打在管材上的正确位置。附图说明图1为本专利技术的流程图示。图2a、图2b为本专利技术分别沿管材长度方向(X轴运动方向)和垂直管材长度方向(前后方向)切割两条相互垂直的线段光斑调节示意图。图3为显微镜中观察管材内圆周上切口宽度及外圆周上切口宽度示意图。图4为一定管径的管材的切割文件图示。其中， 图2a为光斑正好处于管材中心线正上方获得的切缝图，箭头I为激光方向，垂直于管材中心线的切缝2、X轴运动方向的切缝3 ;而图2b为光斑偏离管材中心线正上方获得的切缝图，垂直于管材中心线的切缝4、X轴运动方向的切缝5。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1所示，本专利技术薄壁管材光斑位置调试方法包括有光路调节以及光斑位置调试。具体包括如下步骤: 510:光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出； 511:调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离； 512:光斑位置的初步调试； 513:验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑； S14:调整激光焦距。其中，各步骤之具体操作如下: SlO:光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出。步骤SlO涉及光纤头的固定和切割头中切割嘴的调整。具体如下:将光纤头插入切割头中，固定好，让激光打出红光，用一张白纸放置在切割嘴的下方，在白纸上通过肉眼可看到一个红色的光斑，该光斑有许多个小圈组成，一旦从光纤头出来的光未从切割嘴孔中心打出，则会看到该光斑不是一个圆，且有一些非黑色阴影。此时，需要调整切割头下方切割嘴的前后、左右的位置，直到在白纸上看到一个完整的圆形光斑为止。如果一直不能看到完整的圆形光斑，则可能是光纤头不处于激光切割头对应适配器的中间，则需要调整光纤头自身的位置，调整好后再将光纤头固定，继续观察白纸上的光斑，直到最终看到一个完整的圆形光斑为止。Sll:调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离。理论上，切割嘴与管材外表面最高点越近，从切割嘴中出来的一定气压的工艺气体对管材的冲击也会越大，而工艺气体越大，对一定壁厚的管材在相同激光功率条件下越容易被切透。此时，控制切割嘴相对管材外表面最高点的距离越小，则可适当的将工艺气体的压力调小，从而使得从切割嘴中喷射出来的工艺气体对管材的扰动影响越小，在工艺调试过程中，需要根据不同管径、壁厚和材料等，综合考虑切割嘴下端面离管材外表面最高点的距离。S12:光斑位置的初步调试。给机器上好一段管材，此时将激光器电流值设为180,直接出激光,将试光片放置在切割嘴下方的管材的靠下位置，再用紫光灯从侧面打在切割嘴正下方对应的试光片上，此时会在试光片上看到一个黑色的光斑和管材打在试光片上的一个阴影，并观察黑色光斑相对管材阴影的相对位置，是靠前还是靠后。如发现有靠前或靠后的情况，则有如下可能原因导致该现象:激光光束不是垂直向下打下，或是激光切割头整体靠前或整体靠后了。若是前一种情况，则需要在激光切割头与Z轴动板之间垫上不同厚度的钢片，来使得光束是垂直打下的；若是激光切割头整体靠前或是靠后，则调整激光切割头整体靠前或靠后，直到观察黑色光斑中心处于管材阴影中心线上为止。S13:验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑。如图2 a、图2b所示分别沿管材长度方向(X轴运动方向)和垂直管材长度方向(前后方向)切割两条相互垂直的线段。沿管材长度方向(X轴运动方向)切割时，旋转轴不旋转，让X轴向右端运动一段距离即可；沿垂直管材方向(前后方向)切割，即X轴不运动，旋转轴旋转一定角度即可。若光斑刚好在处于管材中心线正上方，则十字叉的两条缝宽是一样的；若光斑偏离管材中心线正上方，垂直管材中心线方向的切缝宽度将小于X轴运动方向切缝的宽度。从图2 a、图2b可见，当光斑正好处于管材中心线正上方时，切割获得的两个方向切缝宽度一致，且激光束在管材上的投影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁管材光斑位置调试方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出；S11：调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离；S12：光斑位置的初步调试；S13：验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑；S14：调整激光焦距。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁管材光斑位置调试方法，其特征在于，包括如下步骤: .510:光纤头的固定以及切割头中切割嘴的调整，确保从光纤头打出的光从切割头下方的切割嘴中心发射出； .511:调整切割嘴下端面相对管材外表面最高点的距离； .512:光斑位置的初步调试； .513:验证激光光束是否垂直打在管材中心线的垂直面的最高点上，并确保光束在管材正上方的投影为一个正圆形光斑； .S14:调整激光焦距。2.如权利要求1所述的薄壁管材光斑位置调试方法，其特征在于:在步骤SlO中，将光纤头插入切割头中，固定好，让激光打出红光，用一张白纸放置在切割嘴的下方，调整切割头下方切割嘴的前后、左右的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志凌，宁军，夏发平，马秀云，
申请(专利权)人：昆山思拓机器有限公司，
类型：发明
国别省市：