【摘 要】
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Nd:YAG激光波长为1.06 μ m,可直接用光纤传输,配合多轴联动机器手,便可以灵活、准确的进行激光三维加工.为保证切割质量和减少示教的工作强度,Nd:YAG激光切割需要增加一个与
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Nd:YAG激光波长为1.06 μ m,可直接用光纤传输,配合多轴联动机器手,便可以灵活、准确的进行激光三维加工.为保证切割质量和减少示教的工作强度,Nd:YAG激光切割需要增加一个与机器手独立的Z轴调节——通过检测喷嘴与工件的间隙,能够根据工件起伏自动调节焦点位置和喷嘴高度.该文的工作就是设计一套带有缝隙检测机制能够实现自动高度调节的激光切割头.在系统的整体设计方案上,该文舍弃了两种喷嘴不动的方案,而仍然采用聚焦透镜和喷嘴同步运动的调节方式.缝隙检测环节是通过自行设计的非接触电容传感器来实现,其中传感器的变送器使用参考电容法,选用通用电容传感器接口芯片,配合附属元件构成电容到电压的转换电路;采用切割头最底端的铜嘴即为检测元件的集成化设计,它与切割头其它部分通过陶瓷体绝缘.采用步进电机作为执行机构;通过齿轮和螺旋槽实现传动.整个随动系统通过单片机控制,采用模糊控制,并用汇编语言编写控制程序.光学设计上选用焦距为120mm的平凸聚焦透镜.实验中发现电机会对传感器电路产生明显干扰,最后通过电机与其它部分绝缘、接地等措施基本消除了干扰,并得到了比较稳定的传感器输出曲线.模拟和实际跟随实验都得到了满意的跟随效果,完全能够达到课题初所制定的2m/min和最大倾角30度的随动要求.
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