【正文】 方法。長焦透鏡的聚焦光斑功率密 度較低，但其焦深大，可用來切割厚斷面材料。 望遠鏡法對焦 本文設(shè)計了一套以自準式直望遠鏡為主要部件的對焦系統(tǒng)。 三種自準式直望遠鏡雖然結(jié)構(gòu)有所不同，但原理是相同的。 從試驗結(jié)果看出：望遠鏡法測量的凸透鏡焦距與標準值基本一致，用前三種方法測量的誤差明顯大于用望遠鏡法測得的結(jié)果。它用來觀察和確定光線行進方向。平面反射鏡的外形尺寸由反射鏡上光束截面的尺寸確定，在平行光束中，反射鏡上的光束截面是一個橢圓。反射鏡安裝在活動板上，固定板用螺栓與支撐裝置的托板連接，可在托板的槽內(nèi)移動。調(diào)節(jié)裝置的總高是根據(jù)激光切割機的激光頭距工作臺的高度來確定的。然后利用反射鏡的微調(diào)螺栓對平面鏡的角度做細微調(diào)節(jié)，把亮十字線調(diào)節(jié)到與分劃板上方的十字線重合，往復移動分劃板，使亮十字線和十字無視差重合。 33 斜板法定位 先加工一個楔形狀 PMMA 板。 計算透鏡焦距 ???f mm， ???? f mm，相對誤差為 %。 目前發(fā)達國家和發(fā)展中國家都把激光制造技術(shù)作為提高生產(chǎn)率和參與國際競爭的重要手段。 39 參考文獻 [1]左都羅 ,李適民 .快軸流 C02激光器評述 .激光技術(shù)， 2020,24(1):48. 40 [2]王家金 .激光加工技術(shù) ,中國計量出版社， 1992. [3]成麗萍 .淺談現(xiàn)代切割技術(shù)及其在工程機械制造中的應用 .山西焦煤科技 ,:7880. [4]朱企業(yè) .激光精密加工 .機械工業(yè)出版社， 1990. [5]徐宏偉 ,黃玉美 ,劉鴻雁等 .多功能激光加工機床的研制 .設(shè)計與研究 ,2020:5354. [6]李力鈞 .現(xiàn)代激光加工及其設(shè)備。 總結(jié) 激光切割是一種高能量密度可控性好的無接觸加工。 掃描法定位 試驗材料為 2mm 厚透明有機玻璃板。至此對焦系統(tǒng)調(diào)整完畢。調(diào)焦方法是把目鏡在鏡筒內(nèi)輕輕旋轉(zhuǎn)，從而改變目鏡與分劃板的距離，直到從目鏡中看到分劃板刻線成像清晰為止。 高度調(diào)節(jié)裝置 為了調(diào)節(jié)反射鏡及望遠鏡的高度與激光光路等高。當安裝反射鏡時，施加壓力將反射鏡壓入溝槽，由于鋁合金材料存在一定的 彈性，可將反射鏡固定在溝槽內(nèi)。當叉絲處于物鏡的焦平面時，由小十字線發(fā)出的光經(jīng)物鏡后成為平 行光由物鏡射出。調(diào)整望遠鏡使分劃板同時位 于物鏡和目鏡的焦平面上，此時望遠鏡可用于觀察平行光。 自準式直 望遠鏡測量的凸透鏡焦距 目前在測量凸透鏡焦距的實驗中，通常采用的方法有自準直法、物距像距法（ u、 v 法）和二次成像法。自準直目鏡是一種帶有分劃板和分劃板照明裝置的目鏡，一般自準直目鏡不能單獨使用。第 3 種方法對于加工非金屬材料的機床不適合。但透鏡焦距減小時，焦點深度也減小，在切割厚度較大的板材時難以獲得垂直度好的切割面。而當入射激光束腰至透鏡的距離遠大于透鏡焦距時，滿足（ ）式，基模高斯光束的發(fā)散角由式（ ）決定，則透鏡聚焦后的光斑直徑為 ： ??? fdfd ???? 40 （ ） 其中， d 為入射在透鏡表面上的激光束直徑。 圖 幾種聚焦系統(tǒng)簡圖 圖 （ a）所示為拋物鏡聚焦系統(tǒng)，它僅含有一塊拋物面聚焦反射鏡，聚焦效果較好，經(jīng)常用于大功率激光焊接。高斯光束及其參數(shù)如圖 所示。 激光光束聚焦理論 采用穩(wěn)定腔的激光器發(fā)出的激光，是一種振幅和等相位面都在變化的高斯球面光波，簡稱高斯光束。針對該設(shè)備目前采用的對焦方法不能準確的確定焦點位置的缺點，設(shè)計了一 套焦點位置觀察裝置。 激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢 近年來，激光切割技術(shù)正以飛快的速度發(fā)展，而且隨著數(shù)控技術(shù)與激光技術(shù)的結(jié)合，其應用也越來越廣泛，從軍用轉(zhuǎn)向民用，正逐步深入社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，下面從四個方面概括激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢 : （ l）伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的 CNC 及伺服系統(tǒng)，使用高功率的激光切割系統(tǒng)可以獲得高的加工速度和高的加工 質(zhì)量，同時減小熱影響區(qū)和熱畸變，能切割的材料板厚也將進一步提高。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，許多產(chǎn)業(yè)部門也急需采用激光加工技術(shù)和設(shè)備以提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工柔性化，從而增強市場競爭能力，自 1985 年以來我國激光切割技術(shù)以每年 25%以上的速度增長 [9， 10]，以濟南鑄造鍛壓機械研究所為例， 20 世紀 80 年代后期激光切割機年產(chǎn)量僅為 2 臺，到 90 年代后期年產(chǎn)量達到了 10 臺，在“十五”期間年產(chǎn)量達到 25 臺。幾年前，美國科學家就預言“激光將 成為未來制造業(yè)的通用手段”，德國亦有“無所不能的激光技術(shù)”的長篇報道。雕刻時間短，被雕刻材料氧化、變形和熱膨脹影響的區(qū)域都 比較小，一般不需要特殊保護就可以完成高精度的雕刻。 （ 2）制造電子產(chǎn)品的公司通常使用激光切割來鑒別成品。比較了采用此對焦系統(tǒng)和采用其它常用方法對焦點位置進行檢測的準確性。 關(guān)鍵字 ： 激光切割 對焦系統(tǒng) 焦點位置 CLS2020 Abstract Laser cutting is technology using a spot with high power and density formed by focused laser the carving or cutting the material is heated rapidly to thevaporization temperature,and wipes off by assistant air,then make the beam ormaterial moving and gain the pattern or narrow the power density is inversely proportional to the square of the diameter of the laser beam and the diameter of focusis the smallest,therefore the power density is the order to obtainhighquality kerf,it is necessary to assure the accurate location of the study of the focusing system of Laser carving and cutting machine has great realistic significance to improve the process accuracy and the process quality of the machine. This paper analyses the structure of laser optical system and the function offocusing the shortings that the existing focusing system of CLS2020 laser carving and cutting machine could not determine the location of the focus accurately,a geometrical optics system contains an auto collimating telescopewas raised and designed. The focusing device is installed into the optical system and forms a new focusing system,the feasibility was proved by the accuracy by using this focusing system and other mon methods to detect the position of the focus was pared. Keywords: Laser cutting Focalizing system Focus position CLS2020 I 目 錄 第一章 緒論 ..................................................................................................1 前言 ...................................................................................................1 1. 2 激光切割技術(shù)的應用和優(yōu)越性 ......................................................2 1. 3 激光切割技術(shù)的特點 ......................................................................3 1. 4 激光切割技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..................................................4 激光切割技術(shù)的現(xiàn)狀 ....................................................................4 激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢 ............................................................7 課題背景和意義 ...............................................................................8 第 二章 激光切割機的聚焦系統(tǒng)研究 ..........................................................9 2. 1 激光切割機系統(tǒng)構(gòu)成 ......................................................................9 激光光束聚焦理論 .........................................................................10 光學聚焦理論分析 .........................................................................15 反射鏡 ..........................................................................................16 聚焦透鏡 ......................................................................................16 聚焦功率密度 .................................................................................17 第三章 激光切割機對焦技術(shù)研究和裝置設(shè)計 ........................................19 對焦方法 .........................................................................................19 望遠鏡法對焦 .................................................................................20 自準原理 ......................................................................................20 自準式直望遠鏡 ..........................................................................21 自準式直望遠鏡測量的凸透鏡焦距 ..........................................22 CLS2020 激光切割機 ..................................................................24 激光切割機對焦裝置的設(shè)計 .........................................................26 阿貝自準式直望遠鏡 ..................................................................27 反射鏡調(diào)整架的設(shè)計 ...........................