高功率軸快流CO激光器原理結構

軸快流CO2激光器基本原理1本文檔共97頁；當前第1頁；編輯于星期二\23點4分光的受激輻射2本文檔共97頁；當前第2頁；編輯于星期二\23點4分CO2激光器的受激輻射3本文檔共97頁；當前第3頁；編輯于星期二\23點4分激光工作物質全反射鏡半反射鏡激光工作原理：out光放大原理4本文檔共97頁；當前第4頁；編輯于星期二\23點4分激光的特性單色性相干性方向性5本文檔共97頁；當前第5頁；編輯于星期二\23點4分激光模式TEM00Mode<1000WattsDMode1000-4000WattsQMode>4000Watts6本文檔共97頁；當前第6頁；編輯于星期二\23點4分光束質量參數(shù)7本文檔共97頁；當前第7頁；編輯于星期二\23點4分軸快流CO2激光器的誕生軸快流CO2激光器是在早期的封離式圓形玻璃管縱向激勵CO2激光器的基礎上發(fā)展而來的。1965年，Bridge和Petel將放電管壁的溫度冷卻到-60oC以下來提高激光器的輸出功率。Moeller,Rigder[8]以及Patel[9]等人則采用風冷和水冷的方式來使放電管冷卻。1969年Cool等人將快速流動技術引入到了這種激光器中，通過工作氣體的高速流動來使其冷卻，從而獲得了較高功率的激光輸出。軸快流CO2激光器8本文檔共97頁；當前第8頁；編輯于星期二\23點4分直流激勵軸快流CO2激光器9本文檔共97頁；當前第9頁；編輯于星期二\23點4分射頻激勵軸快流CO2激光器1激光諧振腔2諧振腔鏡片3放電電極4渦輪風機5真空泵6電磁閥7風機出氣口換熱器8風機進氣口換熱器10本文檔共97頁；當前第10頁；編輯于星期二\23點4分軸快流激光仍將是工業(yè)加工中的主流激光器薄板+3D切割：光纖激光器占優(yōu)厚板+非金屬/金屬+切割+價格：CO2激光器具有明顯優(yōu)勢來自德國“Fraunhofer研究所”研究結果11本文檔共97頁；當前第11頁；編輯于星期二\23點4分Trumpf最新10kW激光器12本文檔共97頁；當前第12頁；編輯于星期二\23點4分HUST&OVLConvergent研究成果13本文檔共97頁；當前第13頁；編輯于星期二\23點4分激光切割的市場需求德國Trumpf推出了功率高達12kW的CO2激光復合加工機和功率高達15kW的三維CO2激光切割機，表明了激光加工裝備的高功率發(fā)展趨勢！德國Trumpf的15kW-CO2激光三維激光切割機德國Trumpf12kW-CO2激光切割、焊接和表面處理復合加工機14本文檔共97頁；當前第14頁；編輯于星期二\23點4分重大行業(yè)應用現(xiàn)代船舶制造中已開始大量使用的輕型“三明治”多層空心結構厚鋼板的切割加工，更是對萬瓦軸快流激光切割裝備提出了迫切需求。德國Trumpf公司的12kW--20kW軸快流CO2激光器已用于世界上許多大型船廠的生產線上，可大大提高船舶的有效載荷，并大幅度減低制造成本。日本的Kawasaki重工等造船企業(yè)已經安裝了高功率激光平板切割系統(tǒng)。德國的Meyer

Werft也安裝了四臺12KW的CO2激光器，用來焊接不同長度的船體加強桿15本文檔共97頁；當前第15頁；編輯于星期二\23點4分Trumpf軸快流CO2激光器概述16本文檔共97頁；當前第16頁；編輯于星期二\23點4分激光器構成冷水機激光發(fā)生器操作面板控制系統(tǒng)射頻電源17本文檔共97頁；當前第17頁；編輯于星期二\23點4分激光發(fā)生器構成渦輪風機熱交換器激光諧振腔激光器支撐功率計光閘18本文檔共97頁；當前第18頁；編輯于星期二\23點4分激光諧振腔構成轉折鏡窗口與尾鏡放電管19本文檔共97頁；當前第19頁；編輯于星期二\23點4分基本工作原理20本文檔共97頁；當前第20頁；編輯于星期二\23點4分TrumpfCO2激光器諧振腔21本文檔共97頁；當前第21頁；編輯于星期二\23點4分軸快流CO2激光器常用激光諧振腔尾鏡窗口單折腔U形多折腔矩形多折腔22本文檔共97頁；當前第22頁；編輯于星期二\23點4分諧振腔結構US：轉折鏡RS：尾鏡AS：窗口23本文檔共97頁；當前第23頁；編輯于星期二\23點4分Trumpf12000諧振腔結構1、角鏡體2、光橋3、回氣座4、輸出鏡座光橋要求：1、溫度穩(wěn)定性好2、抗形變性能好3、防振性能好24本文檔共97頁；當前第24頁；編輯于星期二\23點4分1、窗口2、尾鏡3、轉折鏡4、轉折鏡安裝組件25本文檔共97頁；當前第25頁；編輯于星期二\23點4分諧振腔鏡片26本文檔共97頁；當前第26頁；編輯于星期二\23點4分1、調節(jié)垂直方向2、調節(jié)水平方向27本文檔共97頁；當前第27頁；編輯于星期二\23點4分模式檢測工具1、熱敏板2、紫外燈28本文檔共97頁；當前第28頁；編輯于星期二\23點4分檢測示意圖1、熱敏板2、紫外燈3、激光束（尾鏡）29本文檔共97頁；當前第29頁；編輯于星期二\23點4分未調整好的模式分布調整好的模式分布30本文檔共97頁；當前第30頁；編輯于星期二\23點4分激光燒斑圖樣31本文檔共97頁；當前第31頁；編輯于星期二\23點4分擴束鏡采用擴束鏡延長激光加工的可用光程，在飛行光路激光加工中廣泛應用。1、凹面鏡2、凸面鏡a、進入的光束直徑b、離開的光束直徑32本文檔共97頁；當前第32頁；編輯于星期二\23點4分光閘33本文檔共97頁；當前第33頁；編輯于星期二\23點4分TrumpfCO2放電結構34本文檔共97頁；當前第34頁；編輯于星期二\23點4分直流放電結構3535本文檔共97頁；當前第35頁；編輯于星期二\23點4分直流放電特點電極位于放電管內，放電方向與光束方向一致；可以有多種電極結構；起輝電壓高，一般要使用觸發(fā)電極；易產生放電不穩(wěn)定性，要求在陽極形成湍流；不易調制：工頻直流電源，調制頻率一般最大為2kHz，開關電源，調制頻率一般最大為5kHz；電源簡單，無輻射污染。3636本文檔共97頁；當前第36頁；編輯于星期二\23點4分放電結構1、玻璃管2、放電區(qū)3、放電電極37本文檔共97頁；當前第37頁；編輯于星期二\23點4分射頻放電特點電極位于放電管外，是電容耦合的橫向放電(放電方向垂直于光束方向)；電極形狀要求嚴格，以提高放電的對稱性；起輝電壓低；放電均勻穩(wěn)定，無可見的放電輝光抖動；易于調制，調制脈沖頻率可達100kHz；電源復雜，易產生輻射污染，電源及放電管須進行屏蔽。3838本文檔共97頁；當前第38頁；編輯于星期二\23點4分高功率連續(xù)放電（85mA）放電管4.2放電管4.3放電管4.139本文檔共97頁；當前第39頁；編輯于星期二\23點4分射頻放電4040本文檔共97頁；當前第40頁；編輯于星期二\23點4分多根放電管串聯(lián)41本文檔共97頁；當前第41頁；編輯于星期二\23點4分兩種放電結構42本文檔共97頁；當前第42頁；編輯于星期二\23點4分阻抗匹配射頻電源13.56MHz50歐姆43本文檔共97頁；當前第43頁；編輯于星期二\23點4分阻抗匹配器44本文檔共97頁；當前第44頁；編輯于星期二\23點4分阻抗匹配布置為每臺電源配置一個阻抗匹配器45本文檔共97頁；當前第45頁；編輯于星期二\23點4分阻抗匹配布置1、左匹配器2、右匹配器AS：窗口46本文檔共97頁；當前第46頁；編輯于星期二\23點4分反射功率變化曲線47本文檔共97頁；當前第47頁；編輯于星期二\23點4分匹配網(wǎng)絡對反射功率的影響a、正常的匹配曲線b、增長串聯(lián)線圈c、減小串聯(lián)線圈48本文檔共97頁；當前第48頁；編輯于星期二\23點4分放電建立時間49本文檔共97頁；當前第49頁；編輯于星期二\23點4分匹配失調的原因1、工作氣壓2、氣體比例變化3、氣體純度4、氣體溫度(冷卻系統(tǒng)故障)5、射頻功率幅值6、射頻連接7、射頻電纜或電極物理位置8、參數(shù)MD48錯誤9、反射功率計故障50本文檔共97頁；當前第50頁；編輯于星期二\23點4分TrumpfCO2氣體循環(huán)冷卻51本文檔共97頁；當前第51頁；編輯于星期二\23點4分免維護磁懸浮渦輪風機羅茨風機渦輪風機磁懸浮渦輪風機52本文檔共97頁；當前第52頁；編輯于星期二\23點4分氣體循環(huán)原理圖53本文檔共97頁；當前第53頁；編輯于星期二\23點4分風機罩1、渦輪風機2、葉輪3、風機罩4、熱交換器5、翅片管6、冷卻水入口7、氣體入口8、氣體出口54本文檔共97頁；當前第54頁；編輯于星期二\23點4分渦輪風機熱交換器55本文檔共97頁；當前第55頁；編輯于星期二\23點4分1、葉輪2、外殼3、擴散器A、氣體入口B、氣體出口56本文檔共97頁；當前第56頁；編輯于星期二\23點4分1、擴散器2、葉輪57本文檔共97頁；當前第57頁；編輯于星期二\23點4分風機結構1、葉輪2、上保護軸承3、轉子（永磁）4、定子5、下保護軸承6、驅動軸7、磁板58本文檔共97頁；當前第58頁；編輯于星期二\23點4分定子1、水冷2、開口3、線圈4、電機電纜5、電機溫度電纜59本文檔共97頁；當前第59頁；編輯于星期二\23點4分1、正弦波濾波器2、變頻器3、混合濾波器4、操作面板KP10060本文檔共97頁；當前第60頁；編輯于星期二\23點4分風機控制原理1、濾波器2、整流器3、變頻器4、中間電路5、制動斬波器6、磁軸承控制器7、逆變器8、正弦波濾波器9、渦輪風機61本文檔共97頁；當前第61頁；編輯于星期二\23點4分磁軸承控制器62本文檔共97頁；當前第62頁；編輯于星期二\23點4分1、徑向傳感器，上2、徑向磁軸承，上3、控制器MBE-504、軸向磁軸承5、保護軸承，上6、軸向傳感器7、驅動軸8、轉子9、定子10、保護軸承，下11、徑向磁軸承，下12、速度傳感器13、徑向傳感器，下63本文檔共97頁；當前第63頁；編輯于星期二\23點4分1、供電電源2、控制電源3、控制器4、磁軸承驅動5、傳感器信號處理6、數(shù)字接口7、LCD顯示A、到磁軸承的信號B、磁軸承返回信號64本文檔共97頁；當前第64頁；編輯于星期二\23點4分風機啟停曲線65本文檔共97頁；當前第65頁；編輯于星期二\23點4分氣體混和器氣體混和氣將三種工作氣體按照特定的比例混合后沖入到激光器真空腔內。66本文檔共97頁；當前第66頁；編輯于星期二\23點4分氣體混合器原理圖67本文檔共97頁；當前第67頁；編輯于星期二\23點4分激光器工作過程中的氣壓曲線1、抽氣2、自動凈化3、充氣4、Beamoff5、Beamon6、Beamoff7、關機68本文檔共97頁；當前第68頁；編輯于星期二\23點4分氣壓控制原理69本文檔共97頁；當前第69頁；編輯于星期二\23點4分TrumpfCO2激光器功率檢測70本文檔共97頁；當前第70頁；編輯于星期二\23點4分功率檢測方法－輸出激光采樣71本文檔共97頁；當前第71頁；編輯于星期二\23點4分功率檢測方法－尾鏡取樣檢測72本文檔共97頁；當前第72頁；編輯于星期二\23點4分Trumpf激光器功率采集1、尾鏡2、功率傳感器3、冷卻水4、模擬量采集73本文檔共97頁；當前第73頁；編輯于星期二\23點4分TrumpfCO2激光器控制系統(tǒng)74本文檔共97頁；當前第74頁；編輯于星期二\23點4分控制系統(tǒng)結構圖75本文檔共97頁；當前第75頁；編輯于星期二\23點4分Profibus連接原理圖76本文檔共97頁；當前第76頁；編輯于星期二\23點4分1、Profibus通信電纜2、以太網(wǎng)線A、TASC3控制系統(tǒng)B、BUSCHIO模塊C、射頻電源控制模塊77本文檔共97頁；當前第77頁；編輯于星期二\23點4分TASC3控制系統(tǒng)1、軟驅2、電源3、射頻電源控制模塊4、多功能板5、擴展插槽6、CP600S嵌入式系統(tǒng)7、Profibus從模塊8、Profibus主模塊78本文檔共97頁；當前第78頁；編輯于星期二\23點4分主控制器CP600-S79本文檔共97頁；當前第79頁；編輯于星期二\23點4分80本文檔共97頁；當前第80頁；編輯于星期二\23點4分1、32路輸入模塊2、32路輸入模塊3、RM2-DP12模塊4、數(shù)碼管狀態(tài)顯示5、ProfibusDP接口6、+24V電源7、擴展槽8、32路輸出模塊BE1-BE4：輸入插槽BA1-BA4：輸出插槽81本文檔共97頁；當前第81頁；編輯于星期二\23點4分模塊地址編碼82本文檔共97頁；當前第82頁；編輯于星期二\23點4分RM2-DP12模塊83本文檔共97頁；當前第83頁；編輯于星期二\23點4分輸入模塊84本文檔共97頁；當前第84頁；編輯于星期