数控激光切割机探讨.pdf

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1、C技术数控激光切割机探讨江苏扬力数控机床有限公司(扬州225127)周鹏飞卞正其王亮胡金龙曰外知名激光切割机品牌有德国Trumpf、瑞士代数控激光切割机主流结构，尤其适合于高动态特Bystronic、日本Amada和Mazak等，他们在过去的几性、高精度的要求。年内已经占去了很大的市场份额。国内激光切割机(2)悬臂式结构简单，开放性好，能够从三起步较晚，加之技术储备不足，与国外的差距还是个方向接近加工区域。采用单边驱动，不存在龙门客观存在的。近年来国内激光切割机生产厂商不断结构双边驱动的同步问题。但是悬臂结构运动部

2、件加大投入力度，取得了长足的进步。国内产品凭借重量较大，单点支撑的悬臂结构静、动态刚度远远良好的性价比和服务，市场占有量逐年提升，已经不如龙门结构，难以满足高动态特性、高精度要求，在激烈的市场竞争中占据了一席之地。所以悬臂结构激光切割机在早期机型中采用较多，本文在对前人成果进行学习和分析的基础上，在现代机型中采用较少。结合自身在激光切割机设计研发方面所积累的经验，(3)横梁倒挂式开放性较好，刚度介于龙门对激光切割机的整体结构、外光路设计、驱动方式，式和悬臂式之间，但是机架结构尺寸较大，设备的切割精度等方面进行了研究

3、和探讨，并提出了自己安装调试不如龙门式和悬臂式方便，采用很少。的见解。本文能够为激光切割机的设计研发提供一2．光路设计定的参考价值。激光切割机的外光路主要由圆偏振反射镜片、1．整体结构线偏振反射镜片及聚焦透镜等组成。这些镜片将发目前市场上的数控激光切割机结构形式主要有生器输出的线性偏振光转化为圆偏振光，传输到激龙门式、悬臂式及横梁倒挂式三种。光切割头，经过安装在切割头上的聚焦透镜聚焦后，(1)龙门式龙门式结构又分为长龙门式和短焦点和辅助气体同时从喷嘴输出对板材进行切割。龙门式。长龙门开放性好，便于操作，但因运动部外

4、光路系统的结构形式主要有混合光路、单臂悬梁件重量较大，横梁静、动态刚度不好，所以高动态飞行光路和龙门式飞行光路三种。龙门式飞行光路响应、高精度的激光切割机采用很少；短龙门式运虽然调整较为繁琐，但是由于其能够更好地满足高动部件重量轻，横梁静、动态刚度高，配合高性能速度、高精度的切割要求，目前应用最为广泛。的数控系统，如西门子840D和Fanue18i，能够实现目前，民用激光发生器所发出的激光光束都具完全意义上的双边同步驱动。因此短龙门结构是现有一定的发散角。当光路长度变化时，作用在透镜L●◆J●●●●◆、(●●◆◆_

5、1．rl●：●●●0◆●l●●r●●．●L◆●j●◆L●●●●l(-●●0ll●●●一◆●●●●◆●●因焊缝熔合线过大造成的漏焊，但利用仿形焊接后，4．结语整条焊缝南机械传动连续一次性焊完，所以，对于仿形焊接机的工作原理及整体结构都比较简单，金属加工焊缝熔合线的要求会提高，一般要控制在使用方便、可靠，适用于单一大批量的工件。在实0．5ram以内，才能焊出高质量的焊缝。际生产应用中，其效率比通用焊接机器人提高50％，变径齿轮需根据实际管子直径大小设计，使传是人工焊接的两倍多。实际制造成本不到机器人的动速度变化与焊缝匹

6、配，但实际应用中有一定的误20％，经济效益非常显著。MW差，该误差不影响焊接质量。(20110525)争磊工热加¨■誊n，，■ef口，H"’册刍盏，，j仉a磬啪C技术表面的光束直径时刻发生着变化，这就会引起焦点大小和焦点深度的变化。焦点大小和焦点深度的变●一＼r-2-7化，必然会对加工产生较大影响，比如，会造成切L一oJ向部j1『‘互]__z轴割缝宽度不一致、在相同切割功率下会出现割不透一⋯，．l／4或烧蚀板材等现象。当前用于光路长度补偿的措施通常有以下三种：(1)利用扩束镜进行光束准直光束的束腰直径与远场发散角成

7、反比关系，束腰直径越大，远场图2等光程示意1、4．反射镜2、3．补偿反射镜发散角越小。扩束镜的主要作用是通过改变光束的5．反射镜片束腰位置和大小来改善光束的传输特性，进而改善由于光路长度变化引起的切割不稳定。目前国内对不变。等光程具有结构简单、成本低、调整方便等光束准直方面的研究不多，其中大多数都是针对折优点，能在连续加工中确保聚焦透镜上的光斑面积射式的，反射式的研究较少。折射式扩束镜的设计、不变，进而保证激光切割机在整个切割幅面内都能加工、调整都较容易，但是由于透镜容易因温升过够稳定切割。，大导致镜片变形，因此折

8、射式扩束镜仅仅适用于小3．驱动系统功率激光的光束准直。而对于像激光切割机这样的高动态响应和高精度一直是数控激光切割机的大功率光束准直，一般采用反射式扩束镜。但反射重要性能体现，激光切割机的驱动系统对动态响应式扩束镜的设计、制造、调整都很困难，实际应用和切割精度具有决定性影响。常用的驱动方式主要的效果并不是很理想。有滚珠丝杠、齿轮齿条及直线电动机三种。(2)采