[发明专利]一种教学型激光雕刻切割机及控制方法、应用

说明书

本发明属于激光雕刻技术领域，公开了一种教学型激光雕刻切割机及控制方法、应用，教学型激光雕刻切割机包括：激光产生模块、汇聚模块、主控模块、测距模块、三维图形生成模块、激光聚焦模块、切割模块、投影模块。本发明通过激光聚焦模块通过该多个线宽值拟合成一条曲线，该曲线上最细的点即为焦点，从而通过Z轴坐标获得激光的聚焦，该方法简单、快速、准确；同时通过切割模块在聚焦光束切割被切割物，切割出的切缝相比于传统激光切割的“V”形切缝边缘质量更佳，能有效的改善激光不能切割垂直边的问题，并能根据不同的需要改变切割边的形状，可以更好帮助教学实践操作。

技术领域

本发明属于激光雕刻技术领域，尤其涉及一种教学型激光雕刻切割机及控制方法、应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

激光雕刻加工是利用数控技术为基础，激光为加工媒介。加工材料在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性，能使激光雕刻达到加工的目的。激光镌刻就是运用激光技术在物件上面刻写文字，这种技术刻出来的字没有刻痕，物体表面依然光滑，字迹亦不会磨损。然而，

激光器直接产生光束的空间强度通常呈高斯或类高斯分布，然而在雷达探测、激光照明、惯性约束核聚变等诸多领域往往要求光照均勻，为此以实现光强均匀分布为目的的激光光束匀化技术应运而生并得到了快速发展。迄今人们已研发出多种光束匀化技术―如透镜阵列法、随机相位板法、光谱色散平滑法等。

传统的针对单束激光的评价方法如因子、因子、能量比等未考虑合成光束的非高斯分布特征不能准确地反映匀化光束状况。目前针对匀化光束质量的评价主要有调制度、光束通量对比度、平顶因子和平顶光束因子等。

调制度和光束通量对比度:

调制度是指近场的平顶区域峰值强度I_max与平均强度I_avg之比，表示为

M＝I_max/I_avg；

M越接近1,光强分布越均匀，M用于描述激光束宏观的近场分布均匀性。光束通量对比度定义为

式中I_i表示各采样点的能量值，表示各采样点的平均值，表示采样点个数，C≤1，C越小，匀化效果越好。

调制度和光束通量对比度对近场光强的分布做了整体描述，但有很多不足之处，如调制度仅考虑平顶区域的一个光强最大点，具有很大的随机性；对比度虽然具有统计特性，但是不难想象具有相同对比度的近场，可能引起近场调制的原因是不同的，因此不能从本质不能反映调制来源。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有激光雕刻切割机切割时速度慢、准确性差；同时不能切割垂直边，切缝质量差，不利于更好的教学实践及展示相应技术。

如何使用一种高效、准确的方法评价光束匀化效果关系到整个匀化体系的成败，已成为激光光束匀化技术研究中的一项重要课题。针对光束匀化效果的评价，目前已有多种方法，如通量对比度、调制度、平顶因子和平顶光束因子等但尚未有统一的衡量标准。

现有技术对低信噪比下的载频估计性能仍有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种教学型激光雕刻切割机及控制方法、应用。

。本发明在比较现有评价方法的基础上，提出了一种基于均匀度和平稳度的激光光束匀化性评价方法。

本发明是这样实现的，一种教学型激光雕刻切割机控制方法，所述教学型激光雕刻切割机控制方法包括：