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激光切割机机有哪些技术特点(激光打孔机都有什么原理应用?)

作者:安尼      发布时间:2021-07-25      浏览量:98493
激光切割机机有哪些技术特点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

激光切割机机有哪些技术特点



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。


激光打孔机都有什么原理应用?


1、激光打孔机的构造:
激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。
2、固体激光器工作原理
当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后,吸收具有特定波长的光,在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数,这种现象称为粒子数反转。一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁,就会造成光放大,再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡,最后由谐振腔的一端输出激光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上,即可进行加工。
电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制装置。光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此,它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。
投影系统用来显示工件背面情况,在比较完善的激光束打孔机中配备。
工作台由人工控制或采用数控装置控制,在三坐标方向移动,方便又准确地调整工件位置。工作台上加工区的台面用玻璃制成,因为不透光的金属台面会给检测带来不便,而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、吹气装置,以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。
2、激光打孔机的应用:
激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由2007年的400w提高到了800w至1000w。国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。
使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。


激光打孔工艺,焦点一般选择什么位置



在实际操作过程中,通常采用激光焦点位置的定位方法有:数控定位打点法、斜面焦点烧灼法以及直线烧灼法。  ①数控定位打点法:用一块平整光洁的白色硬纸板,平铺在工作台上面,激光切割头设定在其上方,聚焦镜距离纸板的高度比聚焦镜的焦距尺寸偏小10mm位置,比如聚焦镜的焦距是127mm,则将聚焦镜设定在距离纸板大约117mm。数控系统设定切割头沿x轴或y轴每10mm移动一次,每次移动的同时z轴上升1mm,可以设定20次连续移动的距离。每次移动到位时,用激光器发出1个200W的脉冲激光除,在纸板上打一个孔。移动20次共打孔20个,z轴高度升高20mm。观察这20个孔,可以发现孔的直径是从大到小,然后又从小到大逐渐变化的。找到孔直径最小的位置就是焦点位置,把这一点记录下来。测量在这个位置是纸板距离镜片的距离就是实际的激光束焦点位置。  ②斜面焦点烧灼法:将平直的木板斜放在工作台上面,斜度大约10度。把切割头设定在A点,A点距离聚焦镜的高度尺寸比聚焦镜的焦距尺寸偏小20mm,数控系统设定切割头沿x轴或y轴连续水平移动230mm,移动开始时激光器输出200W连续激光,切割头移动停止的同时激光也停止。这是尅看到木板上有一条从宽变窄,又从窄变宽的激光束的烧灼痕迹。取痕迹最窄处为焦点位置,把这一点记录下来,测量在这个位置的木板距离镜片的距离就是实际的激光束焦点位置。  ③直接烧灼法:手持一块木板平直的木板,立在切割工作台面85度角,把切割头提高到聚焦镜距离工作台表面大约1.5倍焦距的位置,打开激光器光闸,连续输出200W激光束,水平快速移动到木板到聚焦镜下方,可以看到木板表面有一条从宽变窄,又从窄变宽的激光束聚焦前后的的烧灼痕迹,这个痕迹与激光束聚焦过程的变化非常接近。取痕迹最窄处为焦点位置,把这一点记录下来,测量在这个位置的木板距离镜片的距离就是实际的激光束焦点位置,因为这种方法需要人工操作,所以特别需要注意安全,以免造成人体伤害。