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目前数控激光切割机有几种原理(激光切割机加工)

作者:希文      发布时间:2021-07-26      浏览量:76034
目前数控激光切割机有几种原理目前数控激光切割机的根本原理其实只有一个,就是利用激光作为热源对材料进行熔化达到切割。根据使用的激光光源不同可以分为:473nm蓝激光532/556nm绿激光671/635nm红激光激光(laser)是指受激辐射

目前数控激光切割机有几种原理


目前数控激光切割机的根本原理其实只有一个,就是利用激光作为热源对材料进行熔化达到切割。
根据使用的激光光源不同可以分为:
473nm蓝激光
532/556nm绿激光
671/635nm红激光激光
(laser)是指受激辐射产生的光放大,是一种高质量的光源。
激光的特点:1.方向性好2.单色性好3.能量集中4.相干性好

一、 激光产生原理
要学习激光原理我们需要先了解以下这些概念
1、能级
物质是由原子组成,而原子又是由原子核及电子构成。电子围绕着原子核运动。而电子在原子中的能量不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们,这些电子会处于一些固定的“能级”,不同的能级对应于不同的电子能量,离原子核越远的轨道能量越高。此外,不同轨道可最多容纳的电子数目也不同,例如最低的轨道(也是最近原子核的轨道)最多只可容纳2个电子,较高的轨道上则可容纳8个电子等等。
2、跃迁
电子可以通过吸收或释放能量从一个能级跃迁到另一个能级。例如当电子吸收了一个光子时,它便可能从一个较低的能级跃迁至一个较高的能级。同样地,一个位于高能级的电子也会通过发射一个光子而跃迁至较低的能级。在这些过程中,电子释放或吸收的光子能量总是与这两能级的能量差相等。由于光子能量决定了光的波长,因此,吸收或释放的光具有固定的颜色。
3、自发辐射
指高能级的电子在没有外界作用下自发地迁移至低能级,并在跃迁时产生光(电磁波)辐射,辐射光子能量为hv=E2-E1,即两个能级之间的能量差。 这种辐射的特点是每一个电子的跃迁是自发的、独立进行的,其过程全无外界的影响,彼此之间也没有关系。因此它们发出的光子的状态是各不相同的。这样的光相干性差,方向散乱。
4、受激吸收
受激吸收就是处于低能态的原子吸收外界辐射而跃迁到高能态。 电子可通过吸收光子从低能级跃迁到高能级。普通常见光源的发光(如电灯、火焰、太阳等的发光)都是由于物质在受到外来能量(如光能、电能、热能等)作用时,原子中的电子吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级,即原子被激发。激发的过程是一个“受激吸收”过程。
5、受激辐射
受激辐射是指处于高能级的电子在光子的“刺激”或者“感应”下,跃迁到低能级,并辐射出一个和入射光子同样频率的光子。受激辐射的最大特点是由受激辐射产生的光子与引起受激辐射的原来的光子具有完全相同的状态。它们具有相同的频率,相同的方向,完全无法区分出两者的差异。这样,通过一次受激辐射,一个光子变为两个相同的光子。这意味着光被加强了,或者说光被放大了。这正是产生激光的基本过程。
光子射入物质诱发电子从高能级跃迁到低能级,并释放光子。入射光子与释放的光子有相同的波长和相位,此波长对应于两个能级的能量差。一个光子诱发一个原子发射一个光子,最后就变成两个相同的光子。
6、受激吸收和受激辐射之间的关系
那么到底原子吸收外来的光子后,是表现为受激吸收呢还是受激辐射呢?
在一个原子体系中,总有些原子处于高能级,有些处于低能级。而自发辐射产生的光子既可以去刺激高能级的原子使它产生受激辐射,也可能被低能级的原子吸收而造成受激吸收。因此,在光和原子体系的相互作用中,自发辐射、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。
如果想获得越来越强的光,也就是说产生越来越多的光子,就必须要使受激辐射产生的光子多于受激吸收所吸收的光子。怎样才能做到这一点呢?我们知道,光子对于高低能级的原子是一视同仁的。在光子作用下,高能级原子产生受激辐射的机会和低能级的原子产生受激吸收的机会是相同的。这样,是否能得到光的放大就取决于高、低能级的原子数量之比。
若位于高能态的原子远远多于位于低能态的原子,我们就得到被高度放大的光。但是,在通常热平衡的原子体系中,原子数目按能级的分布服从玻尔兹曼分布规律。因此,位于高能级的原子数总是少于低能级的原子数。在这种情况下,为了得到光的放大,必须到非热平衡的体系中去寻找。
7、粒子数反转 
一个诱发光子不仅能引起受激辐射,而且它也能引起受激吸收,所以只有当处在高能级的原子数目比处在低能级的还多时,受激辐射才能超过受激吸收,而占优势。由此可见,为使光源发射激光,而不是发出普通光的关键是发光原子处在高能级的数目比低能级上的多,这种情况,称为粒子数反转。但在热平衡条件下,原子几乎都处于最低能级(基态)。
因此,如何从技术上实现粒子数反转则是产生激光的必要条件。那么如何才能达到粒子数反转状态呢?这需要利用激活媒质。所谓激活媒质(也称为放大媒质或放大介质),就是可以使某两个能级间呈现粒子数反转的物质。它可以是气体,也可以是固体或液体。用二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不可能的。要想获得粒子数反转,必须使用多能级系统。
8、波尔兹曼分布规律
在通常热平衡条件下,处于高能级E2上的原子数密度N2,远比处于低能级的原子数密度低,这是因为处于能级E的原子数密度N的大小时随能级E的增加而指数减小,即N∝exp(-E/kT),这就是著名的波耳兹曼分布规律。
于是在上、下两个能级上的原子数密度比为:N2/N1∝exp{-(E2-E1)/kT} 式中k为波耳兹曼常量,T为绝对温度。因为E2>E1,所以N2《N1。例如,已知氢原子基态能量为E1=-13.6eV,第一激发态能量为E2=-3.4eV,在20℃时,kT≈0.025eV,则N2/N1∝exp(-400)≈0
可见,在20℃时,全部氢原子几乎都处于基态,要使原子发光,必须外界提供能量使原子到达激发态,所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。一般说来,这种光源所辐射光的能量是不强的,加上向四面八方发射,更使能量分散了。

太罗嗦了,目前的数控激光切割机都是用热切割机架,差别就是使用激光发生器做切割工作。我告诉你激光器的种类有CO2、YAG、YOV4还有光纤的和扫描的区别。别忘了加分。

数控等离子切割机是一种新型的热切割设备, 它的工作原理是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化,并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
  等离子切割发展到现在,可采用的工作气体对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。
  数控等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构等各行各业。
  激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面,在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度,使材料熔化或气化,再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走,达到切割材料的目的。激光切割,由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀,激光刀头的机械部分与工作无接触,在工作中不会对工作表面造成划伤;激光切割速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小,切缝窄(0.1mm~0.3mm);切口没有机械应力,无剪切毛刺;加工精度高,重复性好,不损伤材料表面;数控编程,可加工任意的平面图,可以对幅面很大的整板切割,无需开模具,经济省时。
就切割精度而言,等离子能达到1mm以内,激光能达到0.2mm以内;在成本上数控等离子切割机相对于激光切割机来说要便宜的多,在加工精度上等离子切割相对于激光切割一个是粗加工,一个是精细加工。


激光切割机加工


操作激光切割机的时候总会碰到大大小小的问题和疑惑,特别是对新手来说,更是如同天书,不知从何下手,深圳美克激光总结多年加工操作的经验,给大家做一个分享,希望能对各大厂家解惑之路有一丝丝启发。
激光切割机的加工轨迹是根据加工程序用图形的方式直观模拟切割,在这个切割的过程中操应该观察切割的切入方式和加工的次序、加工轨迹,时常检查是否有错误的切割路径。在加工的时候,若是要进行其他的工作,那么你可以设置它的参数来实现加工需求。
要想将数控加工和生产管理系统联系起来,一般可以实现零部件排样之后才能生成一个完整的切割轨迹。不同加工的模式,那么它的激光切割轨迹就有所不同,因此,大家在使用的时候应该注意。
 激光切割机的光束一般为脉冲激光,在加工钣金时,每秒的出光功率都有所不同,所以切割面难免会有细微的不平整,而提高激光器的出光频率可以减少断面的粗糙度,可以吹掉产生的废渣,减少毛刺出现的情况,还能够增加断面的光洁度。
激光切割机的加工轨迹是更具加工程序用图形的方式直观模拟切割,时常的检查是否有错误的切割路径。在加工的时候,若是要进行其他的工作,那么你可以设置它的参数来实现加工需求。

金属激光切割机应用是非常广泛的,囊括了很多行业,并且是很多企业必须必备的设备之一。
其中有广告标牌制作(这些主要是些不锈钢的logo和标识切割),钣金加工(钣金加工基本囊括了所有的金属材料,这些一般主要是有折弯,打磨等,切割就是其中最重要的一道工序),机箱机柜制作(这方面一般有用到碳钢或者不锈钢方面,也主要是折弯跟切割2个切割工艺流程),弹簧片(属于精加工的过程了),地铁零件,还有电梯外壳的制作,机械设备外壳,还有厨房厨具(不锈钢居多),其中超越激光的激光切割机设置还参与了神七神八飞船的制作,这些其实涉及到各个方面。
激光切割机广泛应用于钣金加工、广告标牌字制作、高低压电器柜制作、机械零件、厨具、汽车、机械、金属工艺品、锯片、电器零件、眼镜行业、弹簧片、电路板、电水壶、医疗微电子、五金、刀量具等行业。


激光切割加工行业发展现状怎么样


我国激光加工行业的产品主要包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等,在国内占据了较大的市场份额。国际市场的冲床已经被激光逐步取代,而我国冲床与激光切割机共存,但随着激光技术在制造业的不断应用,激光切割机将逐步取代冲床,故分析认为激光切割设备市场空间非常大。
  在激光加工设备市场中,激光切割是最重要的一项应用技术,已广泛地应用于船舶制造、汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。以日本为例:1985年日本每年新冲床销量大致为900台左右,而激光切割机销量仅为100台,但是到了2005年销量就飞升到了950台,而冲床的年销售台数下降到500台左右。
  图表1:高功率激光切割技术应用领域
  
  资料来源:前瞻产业研究院整理
  据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国激光产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2008-2014年,我国激光切割设备规模保持稳步增长。2008年,我国激光切割设备市场规模仅为5.07亿元,到2012年增长超过1002014年,我国激光切割设备市场规模为12.35亿元,同比增长率为8
  图表2:2007-2014年中国激光切割设备市场规模走势图(单位:亿元,
  
  资料来源:前瞻产业研究院整理
  据统计到2009年时,高功率激光切割设备全球累计保有量35000台左右,目前可能更高;而我国目前保有量估计在2500-3000台。预计到
“十二五”末,我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000台以上,按照每台价格150万计算,市场规模在15D亿以上。对于中国目前的制造业当量,高功率切割设备未来的渗透率会大幅提高。
  结合近年来我国激光切割设备的市场规模增速,以及我国激光切割设备的需求前景,前瞻产业研究院预测,我国激光切割设备的市场规模仍保持稳步增长态势。预计到2020年,我国激光切割设备市场规模将达到19亿元。
  由于激光切割过程受激光功率和强度的限制,大多数现代激光切割机均要求装配能够提供光束参数值接近于技术最佳值的激光器,大功率激光技术代表着激光应用技术的最高水平,截止而我国大功率激光切割设备拥有量与欧美发达国家相比相差巨大,可以预见的是未来我国以高切割速度、高精度和大切割幅面为特征的高端大功率数控激光切割机的需求将呈现大幅提升的态势。


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计算机控制三D光电跟踪激光切割机设计摘 要: 光电跟踪切割机由于具有性能稳定、坚固耐用、效率高、易操作、切割精确度高、生产成本低等特点而在各种精密机加工方面得到广泛应用。但是目前的光电切割机只能进行二维图纸扫描,按照图纸进行二维切割。如德国梅塞一格里斯海姆公司的KS26/3100直角坐标式光电跟踪切割机就只能进行二维切割。本文设计一种全新的三维光电跟踪切割机是利用摄像技术的一种全新理念的计算机控制三维动态的光电控制切割机。[著者文摘]关键词: 三维动态 光电跟踪 计算机控制 切割机

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http://www.wsdxs.cn/html/sf/lw/2009/0928/146347.html


我想做一个激光切割机的检测报告,但不知道是哪个部门可以来做,有知道的吗?



我买了1台激光切割机8月了,但还是不能正常用厂家换切割头都8到9次了,我想是机器的质量问题,我想做个质量报告。