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      蘇州科晟恒激光科技有限公司是一家集專業(yè)激光成套設備研發(fā),、生產和銷售為一體的****,。公司精細的定位和強大的技術實力讓科晟恒激光擁有自身完善的激光數(shù)控設備生產基地,，國際化的技術人才和高素質的銷售團隊，為國內外客戶量身定做整套的激光加工解決方案,、激光設備及全程服務,。

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激光切割機系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、（外）光束傳輸組件,、工作臺（機床）,、微機數(shù)控柜、冷卻器和計算機（硬件和軟件）等部分組成,。

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1)機床主機部分：激光切割機機床部分,，實現(xiàn)X、Y,、Z軸的運動的機械部分,，包括切割工作平臺。用于安放被切割工件,，并能按照控制程序正確而精細的進行移動,，通常由伺服電機驅動。

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2)激光發(fā)生器：產生激光光源的裝置,。對于激光切割的用途而言,，除了少數(shù)場合采用YAG固體激光器外，絕大部分采用電-光轉換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器,。由于激光切割對光束質量要求很高,，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W,、低階模二氧化碳激光器100W-3000W,、多模3000W以上。
3)外光路：折射反射鏡,，用于將激光導向所需要的方向,。為使光束通路不發(fā)生故障，所有反射鏡都要保護罩加以保護,，并通入潔凈的正壓保護氣體以保護鏡片不受污染,。一套性能良好的透鏡會將一無發(fā)散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡,。7.5英寸透鏡*用于>12mm厚材,。

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4)數(shù)控系統(tǒng)：控制機床實現(xiàn)X、Y,、Z軸的運動,，同時也控制激光器的輸出功率。
5)穩(wěn)壓電源：連接在激光器，數(shù)控機床與電力供應系統(tǒng)之間,。主要起防止外電網(wǎng)干擾的作用,。
6)切割頭：主要包括腔體、聚焦透鏡座,、聚焦鏡,、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件,。切割頭驅動裝置用于按照程序驅動切割頭沿Z軸方向運動,，由伺服電機和絲桿或齒輪等傳動件組成。
7)操作臺：用于控制整個切割裝置的工作過程,。
8)冷水機組：用于冷卻激光發(fā)生器,。激光器是利用電能轉換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉換率一般為20%,，剩余的能量就變換成熱量,。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機組還對機床外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻,，以保證穩(wěn)定的光束傳輸質量,，并有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂。
9)氣瓶：包括激光切割機工作介質氣瓶和輔助氣瓶,，用于補充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切割頭用輔助氣體,。
10)空壓機、儲氣罐：提供和存儲壓縮空氣,。
11)空氣冷卻干燥機,、過濾器：用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作,。
12)抽風除塵機：抽出加工時產生的煙塵和粉塵,，并進行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護標準,。
13)排渣機：排除加工時產生的邊角余料和廢料等,。

激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比,，所以焦點光斑直徑盡可能的小,，以便產生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比,。聚焦透鏡焦深越小,焦點光斑直徑就越小,。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率CO2激光切割機工業(yè)應用中采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距,。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間,。對于高質量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。

脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制,。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質量的切口,從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術應以重視,。從理論上講通常可改變加速段的切割條件：如焦距,、噴嘴位置,、氣體壓力等,但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實,具體方法有以下三種：（1）改變脈沖寬度,；（2）改變脈沖頻率,；（3）同時改變脈沖寬度和頻率。實際結果表明,第（3）種效果相當好,。

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噴嘴設計
噴嘴設計及氣流控制技術： 激光切割鋼材時,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行放熱反應；同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出,。因此,，除光束的質量及其控制直接影響切割質量外,噴嘴的設計及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素,。

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激光切割用的噴嘴采用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）,。通常用實驗和誤差方法進行設計。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,因此不進行流體力學計算與分析,。在使用時從噴嘴側面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,***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。

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爆破穿孔：(Blast drilling),，材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔,。一般孔的大小與板厚有關,爆破穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用（如石油篩縫管）,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同,飛濺較大,。

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此外,，光還具有波的性質，因此,，不可避免地會出現(xiàn)衍射現(xiàn)象,，衍射會使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴展，該現(xiàn)象存在于所有的光學系統(tǒng)中,，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值,。

在工業(yè)生產中確定焦點位置的簡便方法有三種：
（1）打印法：使切割頭從上往下運動,在塑料板上進行激光束打印,打印直徑相當小處為焦點。
（2）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動,尋找激光束的相當小處為焦點,。
（3）藍色火花法：去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切割頭從上往下運動,直至藍色火花相當大處為焦點,。

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對于飛行光路的切割機,由于光束發(fā)散角,切割近端和遠端時光程長短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大,焦點光斑的直徑越小,。

為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來的焦點光斑尺寸的變化,國內外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些**的裝置供用戶選用：
（1）平行光管,。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行擴束處理,擴束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內近端和遠端聚焦前光束尺寸接近一致。
（2）在切割頭上增加一**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軸是兩個相互獨立的部分。當機床工作臺移動或光軸移動時,光束從近端到遠端F軸也同時移動,使光束聚焦后光斑直徑在整個加工區(qū)域內保持一致,。如圖二所示,。
（3）控制聚焦鏡（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光斑直徑變大時,自動控制水壓改變聚焦曲率使焦點光斑直徑變小,。
（4）飛行光路切割機上增加x,、y方向的補償光路系統(tǒng)。即當切割遠端光程增加時使補償光路縮短,；反之當切割近端光程減小時,使補償光路增加,以保持光程長度一致,。

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主要參數(shù)

對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速,、可控的切斷,，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域,，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫,。只要保持均衡的加熱梯度,，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產生。

由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用,，當光路長度變化時,，作用在透鏡表面的光束直徑時刻發(fā)生著變化，這就會引起焦點大小和焦點深度的變化,，但對焦點位置的影響很小,。

矢量雕刻：使用矢量軟件如Coreldraw，AutoCad,，Iluustrator等排版設計,，并將圖形導出為PLT，DXF,，AI格式,打標機,，然后再用**的激光切割雕刻軟件打開該圖形文件，傳送到激光雕刻機里進行加工,。

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如果焦點大小和焦點深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化,，必然會對加工產生很大影響，比如,，會造成切割縫寬度不一致,、在相同切割功率下會割不透或燒蝕板材等  。

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