激光頭找零焦的方法和作用
一、什么是“零焦”？
“零焦”指的是激光頭的焦點（Focus）恰好落在被加工材料表面的那個位置。
· 正離焦：激光頭的焦點位于材料表面之上。
· 負離焦：激光頭的焦點位于材料表面之下。
· 零焦：激光頭的焦點正好在材料表面。
不同的加工工藝需要不同的離焦量。但“找零焦”是所有這些調整的基準起點。只有先找到了這個零點，才能準確地進行正負離焦的設定。
二、找零焦的作用（為什么重要？）
1. 保證加工效果的核心：
激光在焦點處的能量密度最高，光斑最小。對于切割來說，零焦位置能獲得最窄的切縫、最高的速度和最光滑的斷面。對于雕刻，則能獲得最高的分辨率。如果焦點不對，會導致能量分散，切不透、速度慢、斷面粗糙、甚至損壞材料和鏡頭。
2. 工藝參數設定的基礎：
激光切割機的參數庫（如功率、速度、氣壓、占空比等）都是基于一個特定的焦點位置（通常是零焦或一個固定的離焦量）來優化的。如果您的實際焦點與參數庫預設的焦點不一致，那么即使調用最優參數，也得不到理想的效果。
3. 保護激光頭和加工平臺：
如果焦點位置錯誤（例如，焦點遠低于材料表面），可能在切割時激光會持續作用在平臺上，燒壞工作臺或反射鏡片，造成重大損失。
4. 適應不同材料厚度：
在切割不同厚度的板材時，需要采用負離焦（焦點深入到材料內部）以獲得更好的垂直度和排渣效果。而“找零焦”是計算這個負離焦量的唯一參考點。
簡單來說，找零焦就像在射擊前先校準準星。準星不準，槍法再好也打不中靶心。
三、找零焦的常用方法
以下是幾種行業內最常用和有效的方法，從手動到自動排列：
方法一：手動接觸式找零法（最常用、最基礎）
這是最原始但非常可靠的方法，不需要任何額外工具。
所需工具：一張A4紙或一個平整的金屬片（如噴嘴扳手）。
操作步驟：
1. 安裝噴嘴：確保噴嘴已正確安裝并擰緊。
2. 移動激光頭：通過控制軟件手動將激光頭移動到工作臺的一個方便操作的位置。
3. 放置標定物：將A4紙或金屬片平放在材料表面，并使其一部分處于噴嘴正下方。
4. 手動下降激光頭：在控制軟件中，使用“點動”或“微調”功能，非常緩慢地向下移動Z軸（激光頭高度）。
5. 輕觸判斷：一邊下降，一邊用手輕輕抽動A4紙/金屬片，感受阻力。當感覺到紙張/金屬片剛剛接觸到噴嘴邊緣，有一點點被卡住的感覺時，立即停止。
6. 設定零點：在當前控制軟件中，將這個位置設置為Z軸的“零點”或“工件原點”。此時，噴嘴口到材料表面的距離就是噴嘴的高度。由于焦點在噴嘴內部的一個固定位置（例如，對于常見的聚焦鏡，焦點通常在噴嘴下方1-2mm處），系統會自動根據這個“噴嘴高度”計算出焦點零點的位置。
優點：簡單、快速、無需額外工具、非常準確；缺點：依賴操作員的手感，對于新手可能需要練習。
方法二：紅光指示法（輔助方法）
許多激光頭會集成一個紅色的指示激光，它與主激光是同軸的。
操作步驟：
1. 打開紅色指示光。
2. 在材料表面放一張熱敏紙或深色紙（紅光照上去會有一個清晰的紅點）。
3. 緩慢調整Z軸高度，觀察材料表面的紅色光斑。
4. 當紅色光斑匯聚成最小時，此時的位置就是零焦位置。
優點：直觀、非接觸；缺點：精度相對較低，紅光焦點與實際激光焦點可能存在微小偏差，通常用于粗略定位。
方法三：自動找零傳感器（高端、自動化）
高端的激光設備會配備自動調焦傳感器或電容式調焦頭。
· 工作原理：傳感器會向材料表面發射信號（如激光或感應電容變化），通過接收反射信號來精確測量噴嘴與材料表面的距離。
· 操作步驟：在控制軟件中點擊“自動尋邊”或“自動調焦”按鈕，激光頭會自動移動到平臺四個角或指定點進行測量，并自動計算和設置零點。
· 優點：全自動、精度極高、效率高，特別適合大批量、多品種的自動化生產。
· 缺點：成本高，需要設備本身支持此功能。
方法四：火花觀察法（經驗法）
主要用于金屬激光切割，需要一定的經驗。
操作步驟：
1. 在切割頭上安裝一個噴嘴。
2. 將激光頭移動到廢料區，設置一個較低的功率進行穿孔。
3. 緩慢調整Z軸高度，觀察穿孔時產生的火花形態。
· 焦點正確時：火花從切割點向下垂直噴射，力度強，聲音清脆。
· 焦點偏高或偏低時：火花會呈發散狀，向四周飛濺，力度弱。
4. 通過反復調整和觀察，找到火花最集中、最垂直的那個點。
優點：無需額外工具，可直接反映加工狀態。 缺點：主觀性強，需要豐富經驗，有安全風險（需佩戴防護眼鏡）。
總結與建議
· 對于初學者和大多數日常操作，手動接觸式找零法（方法一） 是最推薦的方法，因為它兼具了準確性、簡便性和可靠性。
· 操作前務必查閱設備說明書，了解您設備激光頭的焦點位置（即噴嘴口到焦點的標準距離，常見的有1mm， 1.5mm， 2mm等），并在軟件中正確設置這個參數。
· 每次更換噴嘴、聚焦鏡或碰撞后，都必須重新進行找零焦操作。
· 對于不平整的材料，可能需要在不同位置多次測量取平均值。
準確找到零焦點是實現高質量激光加工的第一步，也是最關鍵的一步，請務必重視并熟練掌握。
