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激光束聚焦和傳輸?shù)?4 個(gè)技巧

發(fā)布時(shí)間:2022-07-13 14:19:38   瀏覽次數(shù):

制造工程師往往會(huì)投入大量精力來思考激光、運(yùn)動(dòng)、工具和工藝,卻忽略激光束聚焦和工件的傳輸。因此,花一些時(shí)間來回顧一下光學(xué)傳輸組件的實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)化和維護(hù)的一些最佳工作實(shí)踐很有必要,因?yàn)檫@是制造方程式的關(guān)鍵。在這里,我們將向您分享一些關(guān)于如何保持高產(chǎn)量和故障排除的小技巧和方法。

1.將激光發(fā)射到光纖中

對(duì)于 Nd:YAG 激光器,激光耦合光學(xué)器件用于將激光發(fā)射到光纖中,一側(cè)接受激光,另一側(cè)包含光纖連接。通常有一次性光纖發(fā)射對(duì)準(zhǔn)設(shè)置,但我建議您通過傳遞的功率或脈沖能量驗(yàn)證對(duì)準(zhǔn),如果可能的話,如果您使用較小的光纖直徑,則使用光束模式。如果您使用的是光纖激光器,則光纖激光器和傳輸光纖由制造商在激光器內(nèi)拼接。內(nèi)部接頭的缺點(diǎn)是更換損壞的傳輸光纖可能需要將激光器返回給供應(yīng)商進(jìn)行維修??梢赃x擇外部光束耦合器,從而可以在現(xiàn)場(chǎng)更換傳輸光纖。這是一個(gè)額外的成本項(xiàng)目,需要與特定預(yù)算、應(yīng)用和生產(chǎn)需求/數(shù)量相平衡。

2.將光纖路由到工作站

確保光纖不超過最小彎曲半徑(通常約為 6 英寸或 150 毫米),因?yàn)槌^此限制的光纖彎曲可能會(huì)使光纖過度受壓,從而導(dǎo)致潛在的功率損失或故障。最佳工作實(shí)踐是將光纖鋪設(shè)在地面上,不要接觸激光器和工作站之間的地板,以避免壓碎光纖的可能性,然后在工作站上盤繞和懸掛多余的光纖長(zhǎng)度。如果聚焦頭將移動(dòng),請(qǐng)?zhí)峁┳銐虻乃沙诙?,并再次確保光纖與聚焦頭的連接避免超過最小彎曲半徑。

3.聚焦頭和光學(xué)
為空間、工作距離、零件訪問和工具適應(yīng)選擇合適的聚焦頭和光學(xué)器件。對(duì)于每種聚焦頭樣式,激光從光纜發(fā)散并由第一個(gè)光學(xué)器件“準(zhǔn)直”,將發(fā)散的光轉(zhuǎn)換為平行于行進(jìn)方向傳播的光。第二個(gè)透鏡,稱為“聚焦透鏡”,將激光聚焦到將要進(jìn)行加工的點(diǎn)。以下是選擇準(zhǔn)直器和聚焦透鏡的光纖直徑和焦距的一些簡(jiǎn)單規(guī)則:聚焦鏡應(yīng)最大化以提供足夠的工作距離,放大倍率(聚焦鏡/準(zhǔn)直鏡之比)應(yīng)為1:1(x1)且不小于1:2(x0.5),最大芯徑應(yīng)為選擇確保前兩條規(guī)則。

4.預(yù)防性維護(hù)
務(wù)必檢查、清潔并偶爾更換鏡頭蓋滑塊,因?yàn)槲廴究赡軐?dǎo)致動(dòng)力傳輸損失。對(duì)于非關(guān)鍵焊接,5% 的損失并不顯著,但蓋玻片上的嚴(yán)重污垢會(huì)導(dǎo)致 10% 的功率損失,這是一個(gè)問題。隨著時(shí)間的推移,聚焦光學(xué)元件和準(zhǔn)直光學(xué)元件可能需要更換,并且確保在退回清潔過的或新鏡頭時(shí)確保正確的鏡頭方向。透鏡有一個(gè)彎曲的形狀和另一個(gè)平面的形狀,透鏡的效率和產(chǎn)生的光學(xué)焦點(diǎn)大小受透鏡方向的影響。如果更換新聞鏡頭,鏡頭到鏡頭的變化將意味著焦點(diǎn),聚焦頭與工件的z距離,將需要重新確認(rèn)。
 

 

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