摘要：激光切割工艺中的焦位跟随控制是整个加工中很重要的环节，跟随性能的优劣决定了切割质量以及切割的速度。基于西门子840Dsl数控系统提出了以电容高度跟踪技术开发高度跟随控制方案，并且借助西门子的CLC控制功能，实现激光头在高速切割中的随动功能，并开发蛙跳功能，提高了加工的速度与稳定性，这在一定程度上能满足工业的实际需求。
关键词：西门子840D；焦位跟随；蛙跳功能；伺服系统
0.引言
激光切割方面，焦位控制（随动功能）与飞行光路技术（蛙跳功能）两个激光切割关键技术。国外先进激光切割机床已经对这两项技术有成熟应用，如德国 Trumpf 公司在多种激光切割机上采用全封闭光路导向系统,其AutoLas Plus调控装置(一种电容式高度调节系统)可以根据材料的类型和厚度自动调节激光束的焦点位置并使之保持恒定,减少人工干预,提高切割质量的一致性,缩短了准备时间。目前行业内多使用激光器生产企业专用数控系统，通用性与灵活性较差，本文以数控加工行业常见西门子840Dsl数控系统为基本平台，设计开发焦位控制与飞行光路技术，经测试功能实际可行，满足常规加工要求。同时相对于一般激光切割专用数控系统，具有更好的通用性与开放性。
1.高度跟随系统结构
激光切割加工过程中，不同激光器生成的并行激光束通过光纤传导到激光头的透镜汇聚，透镜汇聚激光束至焦点。常规的聚焦距离为5cm到20cm。焦点在工件上的位置保持恒定对加工工艺来说至关重要，在整个加工过程中必须恒定保持焦点位置在工件上误差范围小于100μm。因此激光头与工件间的相对位置的高精度测量是实现功能的关键，通常是利用高速电容传感器测量。传感器的模拟输出与实际工件表面距离具有线性关系。传感器输出的电压变化通过模拟I/O模块转化为数字信号，与设定的初始距离参数比较后，运算生成对激光头伺服电机的补偿速度信号控制电机运动保持距离恒定。
作者：赵春苗