激光切割機(jī)加工系統(tǒng)的三大重要部分

  激光切割機(jī)加工系統(tǒng)主要包括激光切割機(jī)器，光路系統(tǒng)及加工機(jī)三個部份。

   激光切割機(jī)器

   激光切割機(jī)器是整個激光切割機(jī)加工系統(tǒng)的中心，主要作用是制造出激光切割機(jī).激光切割機(jī)器的種類很多，但其產(chǎn)生激光切割機(jī)的原理基本相同。大多由激勵系統(tǒng)、激光切割機(jī)物質(zhì)和光學(xué)諧振腔三部分組成。眼部一般新接觸激光切割機(jī)，都喜歡盯著切割部看，如果長時(shí)間看切割產(chǎn)生的火花，對我們的眼睛有傷害，有刺痛感。激勵系統(tǒng)就是產(chǎn)生光能、電能或化學(xué)能的裝置。目前使用的激勵手段，主要有光照射、通電或化學(xué)反應(yīng)等。激光切割機(jī)物質(zhì)是能夠產(chǎn)生激光切割機(jī)的物質(zhì)，如紅寶石、鈹玻璃、氣、二氧化碳、半導(dǎo)體、有機(jī)染料等。光學(xué)諧振控的作用，是用來加強(qiáng)輸出激光切割機(jī)的亮度，調(diào)節(jié)和選定激光切割機(jī)的波長和方向等。

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激光切割設(shè)備的價(jià)格相當(dāng)貴，約150萬元以上。⑶為擴(kuò)展工程機(jī)械、造船工業(yè)等的應(yīng)用，切割低碳鋼厚度已超過30mm，并特別注意研究用氮?dú)馇懈畹吞间摰墓に嚰夹g(shù)，以提高切割厚板的切口質(zhì)量。但是，由于降低了后續(xù)工藝處理的成本，所以，在大生產(chǎn)中采用這種設(shè)備還是可行的。由于沒有刀具加工成本，所以激光切割設(shè)備也適用生產(chǎn)小批量的原先不能加工的各種尺寸的部件。激光切割設(shè)備通常采用計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制技術(shù)(CNC)裝置，采用該裝置后，就可以利用電話線從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)工作站來接受切割數(shù)據(jù)。

為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來的焦點(diǎn)光斑尺寸的變化，國內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些的裝置供用戶選用：

　?、牌叫泄夤?。這是一種常用的方法，即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴(kuò)束處理，擴(kuò)束后的光束直徑變大，發(fā)散角變小，使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠(yuǎn)端聚焦前光束尺寸接近一致。

　?、圃谇猩显黾右华?dú)立的移動透鏡的下軸，它與控制噴嘴到材料表面距離（stand off）的Z軸是兩個相互獨(dú)立的部分。當(dāng)機(jī)床工作臺移動或光軸移動時(shí)，光束從近端到遠(yuǎn)端F軸也同時(shí)移動，使光束聚焦后光斑直徑在整個加工區(qū)域內(nèi)保持一致。

　?、强刂凭劢圭R（一般為金屬反射聚焦系統(tǒng)）的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點(diǎn)光斑直徑變大時(shí)，自動控制水壓改變聚焦曲率使焦點(diǎn)光斑直徑變小。

　?、蕊w行光路切割機(jī)上增加x、y方向的補(bǔ)償光路系統(tǒng)。即當(dāng)切割遠(yuǎn)端光程增加時(shí)使補(bǔ)償光路縮短；反之當(dāng)切割近端光程減小時(shí)，使補(bǔ)償光路增加，以保持光程長度一致。

激光切割鋼材時(shí)，氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處，從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大，速度要高，以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時(shí)又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。假如，想要確保切割質(zhì)量的話，那么，不銹鋼板的厚度，在16mm以下，是比較好的。因此除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外，噴嘴的設(shè)計(jì)及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。如今激光切割用的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu)，即一錐形孔帶端部小圓孔。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴一般用紫銅制造，體積較小，是易損零件，需經(jīng)常更換，因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn（表壓為Pg）的氣體，稱噴嘴壓力，從噴嘴出口噴出，經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面，其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加，氣流流速增加，Pc也不斷增加。