摘要：激光切割機床在切割板材（cái）時不同的聚焦鏡（jìng）焦點位置對穿孔和切割效果有較大（dà）影響，因此需（xū）要頻繁調整聚（jù）焦鏡的焦點位置來實（shí）現板材90T中快速穿孔和切割。如果進行手動焦點調整，則（zé）操作（zuò）繁（fán）瑣，而且影響效率。變形鏡的曲率變（biàn）化可以使激光光束在傳導至聚焦鏡時焦點（diǎn）隨之（zhī）變化，因此可以將變形鏡應用在激（jī）光機床上作為自動調整焦點裝置，從
而提升機床使用效率。
   
      關鍵（jiàn）詞（cí）：變形鏡（jìng）；焦點；激光機床
   
      0 引言
   
     激光切割機在板（bǎn）材加工中的應用越來越廣（guǎng）泛，但由於（yú）早期機床技術（shù）薄弱，機床功能不太完善，僅僅能夠勉（miǎn）強滿足使用（yòng）。而目前激光技術發展突飛猛進（jìn），機床（chuáng）原有功能已不能適應當前需要，如果能在相關功能上進行（háng）改造，可以（yǐ）提高機床性能，在花費盡可能少的情（qíng）況下就可以滿足客戶的需要。某公司欲（yù）對早期購買的（de）數控激光切割機在提高機床加（jiā）工效率上進行（háng）相關改進。
 
     1、背景技術
   
     該機床為2008年的激光切（qiē）割機，該機床采用FANUC C02的4 kW激光器，數控係統為FANUC 18i—L。通過對該機床的結構（gòu）、性能、精度等進行（háng）全麵分析，我們發現機床性能良好，切割速度快，工件的切割斷麵光潔。但是切割頭的（de）焦點調整為手動調整，比較繁（fán）瑣和費時（shí）；同（tóng）時機床（chuáng）在加工6 mm厚以上的碳鋼板（bǎn）材，穿孔時間過長（zhǎng），嚴重（chóng）影響了機床的加工效率（lǜ）。因此僅（jǐn）需縮（suō）短機床切割時的穿孔時間和焦點自（zì）動調整改進就可以提高機床整個加（jiā）工效率。
 
 
     2 、設計原理
 
    由（yóu）於激光切割機床（chuáng）在切割（gē）板材時不同的聚焦鏡焦點（diǎn）位置對穿孔和切割（gē）效果（guǒ）有較大影響，因此需要頻（pín）繁調（diào）整聚焦鏡的焦點位置。早期（qī）機床一般采用的是通（tōng）過手動調
整切（qiē）割頭焦點，如圖1。
  
    
  
    在切割碳鋼板材時，切割（gē）時焦點在板材表麵左右（yòu），而實際上穿孔（kǒng）時焦（jiāo）點在板材下則更易（yì）穿透，如果（guǒ）通過采用（yòng）變形鏡能自動調節焦點位置，就可以使穿孔時間大大縮短，提高碳鋼穿孔的加工效（xiào）率，如（rú）圖2。
  
    
  
     同時在加工不（bú）鏽鋼（gāng）材料（liào）時，以前隨著板（bǎn）厚不（bú）同而頻繁手動調節切割頭焦點，通過采用變型鏡可以自動控製聚焦鏡焦點位置，也就提高了不鏽鋼材料的加工效率。因此可以通（tōng）過采用0～10 V模擬量電壓控製比例閥的氣壓使變形鏡（jìng）的曲（qǔ）率變化，從而使聚（jù）焦（jiāo）鏡的焦點隨之（zhī）變化。
  
      3、線路整改
 
      在FANUC 18i—LB係（xì）統上增加變（biàn）形（xíng）鏡（jìng）穿孔功能需增加一個端子型I／0模塊基本模塊和（hé）擴展（zhǎn）模塊E，具體的（de）線路整改詳見圖（tú）3。
  
  
    

      4 、PLC軟件設計、變形鏡的設定及子程序
   
      根據設（shè）計要求，我們將控製（zhì）地址按如（rú）下定義：
      X40：200 1／8
      Y40：2001／4
      通過對宏變量數值（zhí）的（de）設定來改變變形鏡的曲率，從
      而達到調（diào）節焦點（diǎn）的目的：
 
      #530當前變形鏡數值
      #53 1第一次變焦時變形鏡數值推薦數值：1．0
      #532第二次變（biàn）焦時（shí）變形鏡數值推薦數值：1．2
      #533第三次變焦時（shí）變形鏡數值（zhí）推薦數值（zhí）=#534
      #534切（qiē）割時變形鏡數值具體焦點數值
 
                                           表1焦點位置及宏數值對應關係
  
     
  
      宏參數#530=0．67是焦點為0，宏參數+0．08焦點位置向下移（yí）動約l mm，宏參數加．08焦點位置向上移動（dòng）l mm。
 
      5、改造效果
 
      當我們對機床的硬件和軟件進行改造後，在（zài）穿孔效率上提高明顯，表2為改造前後的時間對比。
 
      表2 改造前後的時間對比
  
     
  
      6、結語
   
      此次（cì）改（gǎi）造，通過在已有舊機床局（jú）部（bù）進行了改進，用戶僅僅花了較少的費用，機（jī）床使用效率卻得到很（hěn）大（dà）的（de）提升，取得了很（hěn）好（hǎo）的經濟效益。