光路补偿措施编辑

利用扩束镜进行光束准直

光束的束腰直径和远场发散角成反比，束腰直径越大，远场发散角越小。目前扩束镜主要分为折射式和反射式两种，不锈钢板天沟，其原理相当于一个倒置的望眼镜。主要作用是通过增加光束的束腰直径来减小远场发散角，进而改善由于光路长度变化引起的焦点大小和焦点深度的不稳定目前，国内对光束准直方面的研究不多，其中大多数都是针对折射式的，反射式的研究较少。折射式扩束镜的设计、加工、调整都较容易，但是由于透镜容易温升过大导致镜片变形，无磁不锈钢板，因此，折射式扩束镜仅仅适用于小功率激光的光束准直。而对于像激光切割机这样的大功率光束准直，一般采用反射式扩束镜。但反射式扩束镜的镜面曲率半径难以通过解析的方法确定，只能通过数值拟合的方法获得，因此，设计、制造、调整都很困难。为此，通过扩束镜对光束准直的方法来对激光切割机的飞行光路系统进行光路补偿，效果甚微[1]  。

采用变曲率半径镜片（VRM）

通过调整变量泵的输出流量来改变VRM镜片内水槽中的水压，这样就可以改变聚焦透镜的曲率半径，进而改变聚焦方程中的参数f。变曲率半径镜片能够在光路长度改变时动态地调整光束的特征参数，来保持焦点半径和焦点深度的稳定。VRM系统结构复杂、成本高、需要闭环控制，国外一些技术的产品已经采用这种光路补偿措施。但是，国内现有技术水平，难以达到预期的使用效果[1]  。

在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：

（1）打印法：使切头从上往下运动，在塑料板上进行激光束打印，打印直径处为焦点。

（2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动，寻找激光束的处为焦点。

（3）蓝色火花法：去掉喷嘴，吹空气，不锈钢板厚度标准，将脉冲激光打在不锈钢板上，使切头从上往下运动，直至蓝色火花大处为焦点。

对于飞行光路的切割机，由于光束发散角，切割近端和远端时光程长短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大，焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化，眉山不锈钢板，国内外激光切割系统的制造商提供了一些的装置供用户选用：

（1）平行光管。这是一种常用的方法，即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理，扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。

（2）在切头上增加一独立的移动透镜的下轴，它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时，光束从近端到远端F轴也同时移动，使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。

标准的分类和分级

4-1分级分类：

①GB ②行业标准YB ③地方标准 ④企业标准Q/CB

4-2 分类：

①产品标准 ②包装标准 ③方法标准 ④基础标准

4-3 标准水平（分三级）：

Y级：水平 I级：国际一般水平 H级：国内水平

4-4

GB1220-84 不锈棒材（I级） GB4241-84 不锈焊接盘园（H级）

GB4356-84 不锈焊接盘园（I级） GB1270-80 不锈管材（I级）

GB12771-91 不锈焊管（Y级） GB3280-84 不锈冷板（I级）

GB4237-84 不锈热板（I级） GB4239-91 不锈冷带（I级）

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