先进制造业中的激光加工技术

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1、先进制造业中的激光加工技术机械09-2李鲁振200901011067激光技术是60年代初发展起来的影响了人类生活方方面面的一门新兴科学，由于激光具有强度高、单色性好、相干性好和方向性好等特点，在先进制造技术领域得到了广泛的应用，大大推动了制造业的进步。在制造业中广泛应用了激光砚觉三维测量、激光层析成像、激光无损检测技术和激光振动测量。激光快速成型技术、激光焊接技术、激光切割技术、激光打孔技术、激光标记技术、激光热处理技术和激光内腔加工技术在制造业中的应用，对提高产品质量、提高劳动生产辜、减少材料消耗有重要意义，也为实现自动化、无污染制造提供了技术基础。　激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后

2、在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。用激光束激光技工技术对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这是就会产生受激辐射，输出大量的光能。优点　　1、激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；　　2、激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；　　3、工件不受应力，不

3、易污染；　　4、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；　　5、激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工；激光切割设备　　6、激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结激光切割设备合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；　　7、在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工1激光测试技术在先进制造业中的应用制造生产中的许多信息需要通过检测来提供，生产中出现的各种故障要通过检测去发现和防上，所需要的精度也要靠检测来

4、保证。没有可靠的检测就没有现代化与自动化，更没有高效率和高质量。为适应柔性自动化的需要，机器人必须有砚觉系统，能对装配件的形体与姿态进行识别，应装有位置与触觉传感器，进行精确定位与抓握力的控制，自动导引车也应有视觉或声发射传感器，以发现行进中可能有的障碍物等。1．激光视觉三维测量技术随汁算机技术的日益完善，集信息处理为一体的激光三维砚觉系统得到了快速的发展和应用。工业砚觉测量技术在机械制造业宁的应用主要是视觉检测和视觉引导。视觉检测主要是使用图像或图像的一部分与设定的标准进行比较、判别，以达到检测、分析测试结果。砚觉引导是运用图像处理的方怯来引导自动导向车等的行走路线，找到最佳路径，克服行

5、走障碍，实现准确的、快速的装配、上料等。广泛应用的光点怯砚觉识别系统和片光怯砚觉识别系统，能对三维零件和平面图形进行正确的识别和分类。提高测量精度和进行快速测量，对大型复杂曲面的宏观形状测量具有广阔的前景，三维测量技术解决了对气轮机叶片等大型工件的曲面测量难题，有助于对产品进行设计仿真、模态分析和性能模拟，提高产品的设汁和制造质量。三维测量技术在机器识别、实物模型、工业检测、生物医学等领域的应用前景越来越广阔。1．2激光层析成像技术通过激光扫描将激光源发出的激光照射到物体或流体的截面，探测阵列接受其透射光及散射光后，转变为数宇信号，获得被测物体的数据，然后再将所测得的数宇信号进行处理，得到

6、所测物体的每一像素点的参数值，根据像素矩阵经图像处理重建所测物体的图像。激光层析成像技术在先进制造业中的逆向工程，流体机械宁流场的温度、密度、压力和速度分析宁有很重要的应用。1．3激光无损检测技术激光技术应用于无损检测的方法有激光全息干涉法、压力波检测怯、激光超生检测怯。激光全息干涉技术能对金属表面缺陷进行检测，压力波检测怯是利用激光作用在材料上所产生的应力对材料的内部缺陷进行检测，激光超生检测法是利用超声到达被测物体表面或沿表面传播时，物体表面形状或反射率的改变，将引起反射光的位置、强度对E位和频率的变化来实现的。1．4机械振动的激光测量技术激光技术用于机械振动测量的方怯有迈克尔逊光纤干

7、涉测量、激光衍射测量、全息术干涉法测量、多普勒测量技术和声光调制双频外差测试仪等。全息术干涉怯测量和多普勒测量技术为非接触式测量，对被测物没有影响，通过对全息干涉条纹进行解调汁算，求出振动机件各向的位移值、振动频辜，发现振源位置。通过对振动的激光测量与振动的特性分析，制造出轻量化、低噪声、低袖耗、高性能的经济型、环保型设备是现代制造业的发展方向和目标。2激光加工技术在先进制造业中的应用由于现代机械制造业的发展，机械制造己