激光切割机的设备结构特点：激光切割机的技术特点有哪些？-光束激光

作者：admin　日期：2022-04-23 10:01:39　点击数：

1、激光切割机的设备结构特点：激光切割机的技术特点有哪些？

激光切割机的性能特点及行业应用
随着激光技术的不断发展与成熟，激光设备已经被广泛的应用在各行各业中，如激光打标机、激光焊接机、激光打孔机及激光切割机等等，特别是数控激光切割机械设备在最近几年内飞速发展，被广泛应用在钣金、五金制品、钢结构、精密机械、汽车配件、眼镜、首饰、铭牌、广告、工艺品、电子、玩具、包装等行业。数控激光切割机相比其他切割设备的显著优势主要体现在以下几个方面：
1、切割速度快，切割质量好，精度高：
2、切缝窄，切割面光滑，不损伤工件；
3、不受工件形状的影响，不受被切材料的硬度影响；
4、除对金属材质进行加工外，还可以对非金属进行切割加工；
5、节约模具投资，节省材料，更有效的节省成本；
6、操作简单，安全，性能稳定，提高新产品开发速度，具有广泛的适应性和灵活性。
数控金属激光切割设备机架是该激光设备最主要的部件，不仅绝大多数零部件都安装于机架上，而且还要承受工作台重力以及加、减速过程中的全部惯性冲击载荷。
数控金属激光切割机机架的设计与研发工作主要包括：
1、确定数控激光切割设备在各种工况及环境下快速、高精度、稳定运行的条件。
2、根据功能性要求确定机架的结构、参数，结合激光切割机的结构特点，建立起相应的动力学模型。
3、研究机架的结构、参数对机架的静、动态刚度及热稳定性的影响，并为机架设计提供理论根据。
4、确定机架与其他部件间的相互耦合关系。
因此，在数控金属切割机机架的设计中如何合理布置金属，减轻自重，提高机身刚度，降低温度变化对精度的影响，是设计过程中需要重点考虑的问题。
在数控金属激光切割机实际电路中，模拟信号与数字信号之间有一个强电干扰的问题。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下，以光为煤介传送信号，对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强-弱电接口，特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。
光电耦合器具有三个特点：
1、信号传递采取电-光-电的形式，发光部分和受光部分不接触，能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰；
2、抑制噪声干扰能力强；
3、具有耐用、可靠性高和速度快等优点，响应时间一般为数以内，高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于10ns。
故在数控激光切割机系统电路设计时，应该注意输入信号电路与单片机连接时的隔离。在这里，采用光电耦合是最常用的方法。
在工业制造系统占有份量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都可以进行无变形切割。当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体，因此激光切割机很困难，甚至不能切割。
尽管激光切割机技术具体明显的巨大优势，但是作为高新科技设备，要使用激光切割机达到理想的切割加工效果，也必须掌握其加工技术参数与操作流程。特别在金属激光切割机切割加工过程中，要选择合适的切割速度，否则可能会造成几种不良的切割结果，主要表现在如下：
1、当激光切割速度太快时，会造成如下不良结果：
①法切割，火花乱喷；
②造成切割面呈现斜条纹路，且下半部产生熔渍；
③造成整个断面较粗，但无熔渍产生；
2、相反，当激光切割速度太慢，又会造成：
①造成过熔状况，切割面较粗糙。
②切缝变宽，在尖角部位整个溶化。
③影响切割效率。
所以，为了使激光切割机设备更好的发挥其切割功能，可以从激光设备切割火花来判断进给速度是否合适：
1、如果火花由上往下扩散，则表明切割速度恰当；
2、如果火花向后倾斜时，则表明进给速度太快；
3、如果火花呈现不扩散且少，凝聚在一起，则表明速度太慢。
大多数有机与无机材料都可以用激光切割机。激光切割技术相比其他传统的切割方式具有无法比拟的明显优势。激光切割机不但具有切缝窄，工件变形小的主要特性而且激光切割具有速度快、效率高、成本低、操作安全、性能稳定等特点。
近年来，随着大功率激光器的飞速改进和发展，其在工业中的应用从最初只用于小的或者微细结构的加工发展到广泛用来进行大结构件的加工，越来越受到人们的关注和认可并普遍应用于机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等工业界领域。其中薄板的激光焊接主要应用于航空航天工业和汽车制造业。
长久以来，飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺，主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理高强化铝合金，一经熔焊后，热处理强化效果就会丧失，而且晶间裂纹难以避免。因此，普通氩弧焊等熔焊方法在飞机制造中的应用成为禁区。另一方面，在80年代初，铝及其合金的激光加工十分困难，被认为是不可能的。主要是由于铝合金存在对10.6mm波长激光的高反射和自身的高导热性。在当时，激光加工主要使用波长为10.6mm的CO2激光器，而铝对CO2激光的反射率高达97%，通常作为反射镜使用。但是，激光加工的优越性又极大地吸引着从事激光材料加工的科研工作者。他们为此付出了大量的时间和精力来研究铝合金激光加工的可能性。
目前，高强铝合金激光焊接成果已经成功应用于欧洲空中客车公司飞机制造中，其铝合金内隔板均采用激光加工，实现了激光焊接取代传统铆接工艺。激光焊接技术的采用，大大地简化了飞机机身的制造工艺，使机身重量减轻18%，成本下降21.4%~24.3%，被认为是飞机制造业的一次技术大革命。

2、激光切割机的设备结构特点：激光切割机有哪些特点？

激光切割的主要特点：

1．激光切割的狭缝窄，工件变形小

激光束聚焦成小光斑，焦点很小，功率密度高。此时，光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分，材料迅速加热到汽化水平，汽化形成孔洞。当光束相对于材料线性移动时，孔连续形成狭窄的狭缝。切削刃受热影响较小，工件基本无变形。在切割过程中还添加了适合被切割材料的辅助气体。切割钢时，氧气作为辅助蒸气与熔融金属发生放热化学反应，使材料氧化，同时有助于吹走切口中的熔渣。压缩空气用于切割聚丙烯等塑料，惰性气体用于切割棉花和纸张等易燃材料。进入喷嘴的辅助蒸汽也会冷却聚焦透镜，防止烟雾进入透镜架污染透镜并导致其过热。大多数有机和无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统发挥重要作用的金属加工行业中，许多金属材料，无论其硬度如何，都可以在不变形的情况下进行切割。当然，对于高反射材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是很好的传热导体，因此激光切割是困难的，甚至是不可能的。激光切割无毛刺、皱纹、精度高，优于等离子切割。对于许多机电制造行业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统可以轻松切割不同形状和尺寸的工件，因此往往优于冲压和成型工艺；虽然它的加工速度仍然比冲模慢，但是它没有模具消耗，不需要修模，节省了更换模具的时间，从而节省了加工成本，降低了生产成本，所以它总体来说性价比更高。

2、激光切割是一种非接触式加工，能量高，密度可控性好。

激光束聚焦形成一个能量极强的小作用点。应用于切割时具有许多特点。首先，激光能量转化为惊人的热能，并保持在很小的区域内，可以提供

(1)窄直边切口；

(2)最小热影响区相邻切边；

(3)最小的局部变形。

其次，激光束不对工件施加任何力，它是一种非接触式刀具，这意味着

（1）工件没有机械变形；

（2）无刀具磨损，更不用说刀具转换问题；

(3)切割材料无需考虑其硬度，即激光切割能力不受被切割材料硬度的影响，任何硬度材料均可切割。

再次，激光束的可控性强、适应性强、灵活性强，因此

(1)与自动化设备结合非常方便，易于实现切割过程的自动化；

(2)由于缺乏切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力；