隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，激光設(shè)備已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)中，如激光打標機、激光焊接機、激光打孔機及激光切割機等等，特別是數(shù)控激光切割機械設(shè)備在最近幾年內(nèi)飛速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用在鈑金、五金制品、鋼結(jié)構(gòu)、精密機械、汽車配件、眼鏡、首飾、銘牌、廣告、工藝品、電子、玩具、包裝等行業(yè)。數(shù)控激光切割機相比其他切割設(shè)備的顯著優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

 

　　1、切割速度快，切割質(zhì)量好，精度高：

 

　　2、切縫窄，切割面光滑，不損傷工件;

 

　　3、不受工件形狀的影響，不受被切材料的硬度影響;

 

　　4、除對金屬材質(zhì)進行加工外，還可以對非金屬進行切割加工;

 

　　5、節(jié)約模具投資，節(jié)省材料，更有效的節(jié)省成本;

 

　　6、操作簡單，安全，性能穩(wěn)定，提高新產(chǎn)品開發(fā)速度，具有廣泛的適應(yīng)性和靈活性。

 

　　數(shù)控金屬激光切割設(shè)備機架是該激光設(shè)備最主要的部件，不僅絕大多數(shù)零部件都安裝于機架上，而且還要承受工作臺重力以及加、減速過程中的全部慣性沖擊載荷。

 

　　數(shù)控金屬激光切割機機架的設(shè)計與研發(fā)工作主要包括：

 

　　1、確定數(shù)控激光切割設(shè)備在各種工況及環(huán)境下快速、高精度、穩(wěn)定運行的條件。

 

　　2、根據(jù)功能性要求確定機架的結(jié)構(gòu)、參數(shù)，結(jié)合激光切割機的結(jié)構(gòu)特點，建立起相應(yīng)的動力學(xué)模型。

 

　　3、研究機架的結(jié)構(gòu)、參數(shù)對機架的靜、動態(tài)剛度及熱穩(wěn)定性的影響，并為機架設(shè)計提供理論根據(jù)。

 

　　4、確定機架與其他部件間的相互耦合關(guān)系。

 

　　因此，在數(shù)控金屬切割機機架的設(shè)計中如何合理布置金屬，減輕自重，提高機身剛度，降低溫度變化對精度的影響，是設(shè)計過程中需要重點考慮的問題。

 

　　在數(shù)控金屬激光切割機實際電路中，模擬信號與數(shù)字信號之間有一個強電干擾的問題。光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下，以光為煤介傳送信號，對輸入和輸出電路可以進行隔離.因而能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，有響應(yīng)速度較快、壽命長、體積小耐沖擊等好處，使其在強-弱電接口，特別是在微機系統(tǒng)的前向和后向通道中獲得廣泛應(yīng)用。

 

　　光電耦合器具有三個特點：

 

　　1、信號傳遞采取電-光-電的形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，能夠避免輸出端對輸入端可能產(chǎn)生的反饋和干擾;

 

　　2、抑制噪聲干擾能力強;

 

　　3、具有耐用、可靠性高和速度快等優(yōu)點，響應(yīng)時間一般為數(shù)以內(nèi)，高速型光電耦合器的響應(yīng)時間有的甚至小于10ns。

 

　　故在數(shù)控激光切割機系統(tǒng)電路設(shè)計時，應(yīng)該注意輸入信號電路與單片機連接時的隔離。在這里，采用光電耦合是最常用的方法。

 

　　在工業(yè)制造系統(tǒng)占有份量很重的金屬加工業(yè)，許多金屬材料，不管它是什么樣的硬度，都可以進行無變形切割。當然，對高反射率材料，如金、銀、銅和鋁合金，它們也是好的傳熱導(dǎo)體，因此激光切割機很困難，甚至不能切割。

 

　　盡管激光切割機技術(shù)具體明顯的巨大優(yōu)勢，但是作為高新科技設(shè)備，要使用激光切割機達到理想的切割加工效果，也必須掌握其加工技術(shù)參數(shù)與操作流程。特別在金屬激光切割機切割加工過程中，要選擇合適的切割速度，否則可能會造成幾種不良的切割結(jié)果，主要表現(xiàn)在如下：

 

　　1、當激光切割速度太快時，會造成如下不良結(jié)果：

 

　　①法切割，火花亂噴;

 

　?、谠斐汕懈蠲娉尸F(xiàn)斜條紋路，且下半部產(chǎn)生熔漬;

 

　?、墼斐烧麄€斷面較粗，但無熔漬產(chǎn)生;

 

　　2、相反，當激光切割速度太慢，又會造成：

 

　?、僭斐蛇^熔狀況，切割面較粗糙。

 

　　②切縫變寬，在尖角部位整個溶化。

 

　?、塾绊懬懈钚?。

 

　　所以，為了使激光切割機設(shè)備更好的發(fā)揮其切割功能，可以從激光設(shè)備切割火花來判斷進給速度是否合適：

 

　　1、如果火花由上往下擴散，則表明切割速度恰當;

 

　　2、如果火花向后傾斜時，則表明進給速度太快;

 

　　3、如果火花呈現(xiàn)不擴散且少，凝聚在一起，則表明速度太慢。

 

　　大多數(shù)有機與無機材料都可以用激光切割機。激光切割技術(shù)相比其他傳統(tǒng)的切割方式具有無法比擬的明顯優(yōu)勢。激光切割機不但具有切縫窄，工件變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、性能穩(wěn)定等特點。

 

　　近年來，隨著大功率激光器的飛速改進和發(fā)展，其在工業(yè)中的應(yīng)用從最初只用于小的或者微細結(jié)構(gòu)的加工發(fā)展到廣泛用來進行大結(jié)構(gòu)件的加工，越來越受到人們的關(guān)注和認可并普遍應(yīng)用于機械制造、航空航天、汽車工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)學(xué)微電子行業(yè)等工業(yè)界領(lǐng)域。其中薄板的激光焊接主要應(yīng)用于航空航天工業(yè)和汽車制造業(yè)。

 

　　長久以來，飛機結(jié)構(gòu)件之間的連接一直采用落后的鉚接工藝，主要原因是飛機結(jié)構(gòu)采用的鋁合金材料是熱處理高強化鋁合金，一經(jīng)熔焊后，熱處理強化效果就會喪失，而且晶間裂紋難以避免。因此，普通氬弧焊等熔焊方法在飛機制造中的應(yīng)用成為禁區(qū)。另一方面，在80年代初，鋁及其合金的激光加工十分困難，被認為是不可能的。主要是由于鋁合金存在對10.6mm波長激光的高反射和自身的高導(dǎo)熱性。在當時，激光加工主要使用波長為10.6mm的CO2激光器，而鋁對CO2激光的反射率高達97%，通常作為反射鏡使用。但是，激光加工的優(yōu)越性又極大地吸引著從事激光材料加工的科研工作者。他們?yōu)榇烁冻隽舜罅康臅r間和精力來研究鋁合金激光加工的可能性。

 

　　目前，高強鋁合金激光焊接成果已經(jīng)成功應(yīng)用于歐洲空中客車公司飛機制造中，其鋁合金內(nèi)隔板均采用激光加工，實現(xiàn)了激光焊接取代傳統(tǒng)鉚接工藝。激光焊接技術(shù)的采用，大大地簡化了飛機機身的制造工藝，使機身重量減輕18%，成本下降21.4%~24.3%，被認為是飛機制造業(yè)的一次技術(shù)大革命。