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原理编辑

激光是一种光，与其他自然光一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的。 但它与普通光不同是激光仅在初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性、极高的发光强度和高相干性。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在碳化铬程度的温度范围中的长时间加热可能会影响合金321和347在恶劣的腐蚀介质中的。在计算机的控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。

切缝时的工艺参数(切割速度，激光器功率，气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制，割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。

（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。

（4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。

主要参数

X,Y工作范围：1300mm*2500mm

切割聚焦镜头：F=80mm

　　大激光输出功率：500W

　　调继冲频率：$300Hz

　　电源脉冲宽度：0.5ms-2ms

　　激光器：双灯镀金聚光腔

　　切割接口卡：CNC 3000控制卡

　　切割软件：适应PLT,DXF等格式

　　制冷功率：4W

　　重复定位精度：±0.03/300mm

　　空程速度：0-20000mm/min

　　切割速度：0-15000mm/min

应用对比编辑

在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙火焰切割；对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压，单件的采用振动剪。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正确而***的进行移动，通常由伺服电机驱动。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量，又推广了氧乙精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点，在工业生产中有一定的适用范围。激光切割机的研发与应用无疑是对现代工业生产的重大提高和创新突破。

工艺名称

切 缝(mm)

变 形

精 度

图形变更

速 度

费 用

激光切割

很 小0.1-0.3

很 小

高0.2mm

很容易

较 低

较 高

等离子切割

较 小

较 大

高1mm

水切割

小

高

容 易

模冲切割

低

难

锯 切

很 慢

线切割

气燃体切割

很 大

严 重

较容易

电火花切割

很 高

光路补偿措施编辑

利用扩束镜进行光束准直

光束的束腰直径和远场发散角成反比，束腰直径越大，远场发散角越小。市场上常见的标示方法中有06Cr19Ni10，SUS304，其中06Cr19Ni10一般表示***标准生产，304一般表示ASTM标准生产，SUS304表示日标标准生产。目前扩束镜主要分为折射式和反射式两种，其原理相当于一个倒置的望眼镜。主要作用是通过增加光束的束腰直径来减小远场发散角，进而改善由于光路长度变化引起的焦点大小和焦点深度的不稳定目前，国内对光束准直方面的研究不多，其中大多数都是针对折射式的，反射式的研究较少。折射式扩束镜的设计、加工、调整都较容易，但是由于透镜容易温升过大导致镜片变形，因此，折射式扩束镜仅仅适用于小功率激光的光束准直。而对于像激光切割机这样的大功率光束准直，一般采用反射式扩束镜。但反射式扩束镜的镜面曲率半径难以通过解析的方法确定，只能通过数值拟合的方法获得，因此，设计、制造、调整都很困难。为此，通过扩束镜对光束准直的方法来对激光切割机的飞行光路系统进行光路补偿，效果甚微[1]  。

采用变曲率半径镜片（VRM）

通过调整变量泵的输出流量来改变VRM镜片内水槽中的水压，这样就可以改变聚焦透镜的曲率半径，进而改变聚焦方程中的参数f。日本牌号（1）冷轧无取向硅钢带由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，大磁通密度为1。变曲率半径镜片能够在光路长度改变时动态地调整光束的特征参数，来保持焦点半径和焦点深度的稳定。VRM系统结构复杂、成本高、需要闭环控制，国外一些技术***的产品已经采用这种光路补偿措施。但是，国内现有技术水平，难以达到预期的使用效果[1]  。