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激光切割技術
（作者未知） 2009/5/5
激光切割是激光加工行業(yè)中最重要的一項應用技術 ,也是激光加工中應用最早、使用最多的加工方法。它占整個激光加工業(yè)的 70 %以上。激光切割與其他切割方法相比 ,最大區(qū)別是它具有高速、高精度和高適應性的特點。同時還具有割縫細、熱影響區(qū)小、切割面質量好切割時無噪聲、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑、切割過程容易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點�？汕懈钐间�、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠布、石英、陶瓷、玻璃、復合材料等。激光切割板材時 ,不需要模具 ,可以替代一些需要采用復雜大型模具的沖切加工方法 ,能大大縮短生產周期和降低成本。因此 ,目前激光切割已廣泛地應用于汽車、機車車輛制造、航空、化工、輕工、電器與電子、石油和冶金等工業(yè)部門中。
近年來 ,激光切割技術發(fā)展很快 ,國際上每年都以15 %～20 %的速度增長。我國自 1985 年以來 ,更以每年25 %以上的速度增長。當然 ,由于我國激光工業(yè)基礎較差 ,激光加工技術的應用尚不普遍 ,激光加工整體水平與先進國家相比仍有較大差距。因此 ,在我國 ,激光切割技術的推廣和應用潛力很大。激光切割系統(tǒng)主要由機床主機、激光器、控制系統(tǒng)三大主要部分組成�？刂葡到y(tǒng)是整個系統(tǒng)的控制中樞 ,負責協(xié)調整個系統(tǒng)的正常工作 ,主要完成加工軌跡控制、焦點位置控制和機、光、電一體的協(xié)調控制。數(shù)控激光切割機的研制屬于機電一體化范疇 ,它的研制使生產系統(tǒng)具有友好的人機界面 ,方便而易學的編程方式 ,以及精確的切割軌跡控制功能 ,適合于工業(yè)現(xiàn)場的使用 ,極大地提高了生產率。
1、激光切割機發(fā)展現(xiàn)狀及特點
自從第1 臺紅寶石激光器于 1960 年問世以來,激光技術已被廣泛應用到各行各業(yè) ,如日常生活中的激光打印、CD 唱盤與光盤、VCD 與 DVD 視盤、光纖通信、激光測距、激光掃描條碼。在工業(yè)上 ,激光被用于切割、焊接、標記與熱處理等加工領域。中國的工業(yè)激光起步并不比西方國家晚 ,但由于基礎工業(yè)的薄弱和投資力度的不足 ,使商品化的激光切割機研究遠遠落后于發(fā)達國家。目前最大的制造廠家是上海雷鷗激光設備廠(上海嘉定) ,每年可生產 30臺2～5 kW的橫流式 CO2 激光器 ,供焊接與表面熱處理使用 ,也可少量生產 1. 0～1. 5 kW軸流式 CO2激光器供切割用 ,南京東方激光公司引進德國技術 ,每年可生產10 臺1.5、2.0 kW封閉式軸流式 CO2 激光器。此外 ,長春光機所和上海光機所也生產少量工業(yè)激光器。
我國北京機床研究所、核工業(yè)部濟南鑄造鍛壓機械研究所、北京機電研究院近年也相繼推出了國產的數(shù)控激光切割機。沈陽機床股份有限公司引進意大利普瑞瑪公司數(shù)控激光切割機制造技術合資生產 ,推出了自己的激光器。
目前我國擁有的整臺套的激光切割加工系統(tǒng)不足千臺 ,而且分布在全國近 200 家的激光加工部門中 ,其中90 %為 CO2 激光器。國產數(shù)控激光切割機的主要持點是 ,價格較低 ,約是進口價格的1/3;激光器功率較低 ,一般為1.5 kW以下。與國外機相比表現(xiàn)為切縫寬 ,表面質量、機械精度、整機的穩(wěn)定性、柔性較差 但具有價格方面的優(yōu)勢 因此 繼續(xù)深入開發(fā)和發(fā)展國產化的較高質量的數(shù)控激光切割機 ,以較低的價格推向市場是一項很重要的工作。
2、激光切割機發(fā)展趨勢
(1)高速、高精度激光切割機
由于大功率激光器光束模式的改善及 32 位微機的應用 ,為激光切割設備的高速、高精度創(chuàng)造了有利條件。
(2)厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割機
隨著可用于激光切割激光器功率的增大 ,激光切割正從輕工業(yè)薄板的鈑金加工向著重工業(yè)厚板切割方向發(fā)展。
(3)三維立體多軸數(shù)控激光切割機
為了滿足汽車、航空等工業(yè)的立體工件切割的需要 ,目前已發(fā)展了各種各樣的五軸或六軸三維激光切割機 ,其最大加工工件尺寸可達 3 600 mm ×3 600 mm ×600 mm,數(shù)控軸數(shù)達到九軸 ,加工速度快 ,精度高 ,在6 m 范圍內加工誤差僅在0.1 mm之內。在先進國家的汽車生產線上 ,激光切割機器人的應用愈來愈多。目前 ,三維激光切割機正向高效率、高精度、多功能和高適應性方向發(fā)展 ,其應用范圍將會愈來愈大。
(4)激光切割單元自動化和無人化
為了提高生產率和節(jié)省勞動力 ,目前激光切割正向著激光切割單元(FMC)和無人化、自動化方向發(fā)展。發(fā)展這種單元自動化系統(tǒng) ,必須依賴于先進的自動控制、網(wǎng)絡控制技術及計算機生產輔助管理系統(tǒng)技術等。國外已有各種各樣的激光切割單元可供應市場 ,并有由6 臺大型激光切割機為核心組成的無人化的切割生產線在工廠運行。
(5)、緊湊（未完，下一頁）
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