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(diǎn)（Focus）恰好落在被加工材料表面的那個(gè)位置。
· 正離焦：激光頭的焦點(diǎn)位于材料表面之上。
· 負(fù)離焦：激光頭的焦點(diǎn)位于材料表面之下。
· 零焦：激光頭的焦點(diǎn)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(diào)整的基準(zhǔn)起點(diǎn)。只有先找到了這個(gè)零點(diǎn)，才能準(zhǔn)確地進(jìn)行正負(fù)離焦的設(shè)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(diǎn)處的能量密度最高，光斑最小。對(duì)于切割來(lái)說(shuō)，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(duì)于雕刻，則能獲得最高的分辨率。如果焦點(diǎn)不對(duì)，會(huì)導(dǎo)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(shù)設(shè)定的基礎(chǔ)：
激光切割機(jī)的參數(shù)庫(kù)（如功率、速度、氣壓、占空比等）都是基于一個(gè)特定的焦點(diǎn)位置（通常是零焦或一個(gè)固定的離焦量）來(lái)優(yōu)化的。如果您的實(shí)際焦點(diǎn)與參數(shù)庫(kù)預(yù)設(shè)的焦點(diǎn)不一致，那么即使調(diào)用最優(yōu)參數(shù)，也得不到理想的效果。
3. 保護(hù)激光頭和加工平臺(tái)：
如果焦點(diǎn)位置錯(cuò)誤（例如，焦點(diǎn)遠(yuǎn)低于材料表面），可能在切割時(shí)激光會(huì)持續(xù)作用在平臺(tái)上，燒壞工作臺(tái)或反射鏡片，造成重大損失。
4. 適應(yīng)不同材料厚度：
在切割不同厚度的板材時(shí)，需要采用負(fù)離焦（焦點(diǎn)深入到材料內(nèi)部）以獲得更好的垂直度和排渣效果。而“找零焦”是計(jì)算這個(gè)負(fù)離焦量的唯一參考點(diǎn)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，找零焦就像在射擊前先校準(zhǔn)準(zhǔn)星。準(zhǔn)星不準(zhǔn)，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(yè)內(nèi)最常用和有效的方法，從手動(dòng)到自動(dòng)排列：
方法一：手動(dòng)接觸式找零法（最常用、最基礎(chǔ)）
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(gè)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(dòng)激光頭：通過(guò)控制軟件手動(dòng)將激光頭移動(dòng)到工作臺(tái)的一個(gè)方便操作的位置。
3. 放置標(biāo)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(dòng)下降激光頭：在控制軟件中，使用“點(diǎn)動(dòng)”或“微調(diào)”功能，非常緩慢地向下移動(dòng)Z軸（激光頭高度）。
5. 輕觸判斷：一邊下降，一邊用手輕輕抽動(dòng)A4紙/金屬片，感受阻力。當(dāng)感覺(jué)到紙張/金屬片剛剛接觸到噴嘴邊緣，有一點(diǎn)點(diǎn)被卡住的感覺(jué)時(shí)，立即停止。
6. 設(shè)定零點(diǎn)：在當(dāng)前控制軟件中，將這個(gè)位置設(shè)置為Z軸的“零點(diǎn)”或“工件原點(diǎn)”。此時(shí)，噴嘴口到材料表面的距離就是噴嘴的高度。由于焦點(diǎn)在噴嘴內(nèi)部的一個(gè)固定位置（例如，對(duì)于常見(jiàn)的聚焦鏡，焦點(diǎn)通常在噴嘴下方1-2mm處），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)這個(gè)“噴嘴高度”計(jì)算出焦點(diǎn)零點(diǎn)的位置。
優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、快速、無(wú)需額外工具、非常準(zhǔn)確；缺點(diǎn)：依賴(lài)操作員的手感，對(duì)于新手可能需要練習(xí)。
方法二：紅光指示法（輔助方法）
許多激光頭會(huì)集成一個(gè)紅色的指示激光，它與主激光是同軸的。
操作步驟：
1. 打開(kāi)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(huì)有一個(gè)清晰的紅點(diǎn)）。
3. 緩慢調(diào)整Z軸高度，觀察材料表面的紅色光斑。
4. 當(dāng)紅色光斑匯聚成最小時(shí)，此時(shí)的位置就是零焦位置。
優(yōu)點(diǎn)：直觀、非接觸；缺點(diǎn)：精度相對(duì)較低，紅光焦點(diǎn)與實(shí)際激光焦點(diǎn)可能存在微小偏差，通常用于粗略定位。
方法三：自動(dòng)找零傳感器（高端、自動(dòng)化）
高端的激光設(shè)備會(huì)配備自動(dòng)調(diào)焦傳感器或電容式調(diào)焦頭。
· 工作原理：傳感器會(huì)向材料表面發(fā)射信號(hào)（如激光或感應(yīng)電容變化），通過(guò)接收反射信號(hào)來(lái)精確測(cè)量噴嘴與材料表面的距離。
· 操作步驟：在控制軟件中點(diǎn)擊“自動(dòng)尋邊”或“自動(dòng)調(diào)焦”按鈕，激光頭會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到平臺(tái)四個(gè)角或指定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)計(jì)算和設(shè)置零點(diǎn)。
· 優(yōu)點(diǎn)：全自動(dòng)、精度極高、效率高，特別適合大批量、多品種的自動(dòng)化生產(chǎn)。
· 缺點(diǎn)：成本高，需要設(shè)備本身支持此功能。
方法四：火花觀察法（經(jīng)驗(yàn)法）
主要用于金屬激光切割，需要一定的經(jīng)驗(yàn)。
操作步驟：
1. 在切割頭上安裝一個(gè)噴嘴。
2. 將激光頭移動(dòng)到廢料區(qū)，設(shè)置一個(gè)較低的功率進(jìn)行穿孔。
3. 緩慢調(diào)整Z軸高度，觀察穿孔時(shí)產(chǎn)生的火花形態(tài)。
· 焦點(diǎn)正確時(shí)：火花從切割點(diǎn)向下垂直噴射，力度強(qiáng)，聲音清脆。
· 焦點(diǎn)偏高或偏低時(shí)：火花會(huì)呈發(fā)散狀，向四周飛濺，力度弱。
4. 通過(guò)反復(fù)調(diào)整和觀察，找到火花最集中、最垂直的那個(gè)點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需額外工具，可直接反映加工狀態(tài)。 缺點(diǎn)：主觀性強(qiáng)，需要豐富經(jīng)驗(yàn)，有安全風(fēng)險(xiǎn)（需佩戴防護(hù)眼鏡）。
總結(jié)與建議
· 對(duì)于初學(xué)者和大多數(shù)日常操作，手動(dòng)接觸式找零法（方法一） 是最推薦的方法，因?yàn)樗婢吡藴?zhǔn)確性、簡(jiǎn)便性和可靠性。
· 操作前務(wù)必查閱設(shè)備說(shuō)明書(shū)，了解您設(shè)備激光頭的焦點(diǎn)位置（即噴嘴口到焦點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)距離，常見(jiàn)的有1mm， 1.5mm， 2mm等），并在軟件中正確設(shè)置這個(gè)參數(shù)。
· 每次更換噴嘴、聚焦鏡或碰撞后，都必須重新進(jìn)行找零焦操作。
· 對(duì)于不平整的材料，可能需要在不同位置多次測(cè)量取平均值。
準(zhǔn)確找到零焦點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量激光加工的第一步，也是最關(guān)鍵的一步，請(qǐng)務(wù)必重視并熟練掌握。
