第一篇：《激光加工機(jī)器人 通用技術(shù)條件》GB

激光加工機(jī)器人 通用技術(shù)條件

GB/T20722-2006

激光加工機(jī)器人 通用技術(shù)條件

General specifications of laser processing robots

前言

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：董吉順、徐方、楊書(shū)評(píng)。

本標(biāo)準(zhǔn)是首次制定。

激光加工機(jī)器人 通用技術(shù)條件

范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了激光加工機(jī)器人的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于用激光對(duì)材料進(jìn)行加工的激光加工機(jī)器人。

規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)a

GB/T191-2000 包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志(eqv ISO 780：1997)

GB2893-2001 安全色(neq ISO 3864：1984)

GB2894-1996 安全標(biāo)志(neq ISO 3864：1984)

GB/T4768-1995 防霉包裝(neq IEC 68；1988)

GB/T4879-1999 防銹包裝

GB4943-2001 信息技術(shù)設(shè)備的安全(idt IEC 60950；1999)

GB/T5048-1999 防潮包裝

GB5226.1-2002 機(jī)械安全 機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件(IEC 60204-1：2000，IDT)

GB7247.1-2001 激光產(chǎn)品的安全 第1部分：設(shè)備分類、要求和用戶指南(idt IEC 60825-1：1993)

GB11291-1997 工業(yè)機(jī)器人 安全規(guī)范(eqv ISO 10218：1992)

GB/T12642-2001 工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法(eqv ISO 9283：1998)

GB/T12644-2001 工業(yè)機(jī)器人 特性表示(eqv ISO 9946：1999)

GB18490-2001 激光加工機(jī)械 安全要求(eqv ISO 11553；1996)

GB/Z19397-2003 工業(yè)機(jī)器人 電磁兼容性試驗(yàn)方法和性能評(píng)估準(zhǔn)則 指南(ISO/TR 11062：1994，IDT)

GB50169-2006 電氣裝置安裝工程 接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范

JB/T8896-1999 工業(yè)機(jī)器人 驗(yàn)收規(guī)則

產(chǎn)品分類

3.1 按坐標(biāo)型式分

a)直角坐標(biāo)型激光加工機(jī)器人；

b)圓柱坐標(biāo)型激光加工機(jī)器人；

c)球坐標(biāo)型激光加工機(jī)器人；

d)關(guān)節(jié)型激光加工機(jī)器人。

3.2 按驅(qū)動(dòng)方式分

a)伺服型激光加工機(jī)器人；

b)非伺服型激光加工機(jī)器人。

性能

4.1 激光加工機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱機(jī)器人)的性能指標(biāo)，應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)坐標(biāo)型式；

b)軸數(shù)；

c)額定負(fù)載；

d)各軸運(yùn)動(dòng)范圍；

e)工作空間；

f)最大單軸速度；

g)工作速度范圍(為直接進(jìn)行激光加工作業(yè)時(shí)所允許的最高、最低速度區(qū)間)；

h)位姿準(zhǔn)確度；

i)位姿重復(fù)性；

J)位置超調(diào)量；

k)位姿準(zhǔn)確度漂移；

l)位姿重復(fù)性漂移；

m)軌跡準(zhǔn)確度；

n)軌跡速度準(zhǔn)確度；

o)軌跡重復(fù)性；

p)軌跡速度重復(fù)性；

q)軌跡速度波動(dòng)；

r)擺動(dòng)偏差；

s)拐角偏差；

t)程序存儲(chǔ)容量；

u)基本動(dòng)作控制方式；

v)輸入輸出接口；

w)編程方式；

x)動(dòng)力源參數(shù)及耗電功率；

y)外形尺寸及重量。

4.2 與機(jī)器人配套的激光設(shè)備，其主要技術(shù)性能和參數(shù)，應(yīng)符合機(jī)器人激光加工工藝的要求。

技術(shù)要求

5.1 一般要求

5.1.1 機(jī)器人應(yīng)按規(guī)定程序批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖樣和工藝文件進(jìn)行制造。

5.1.2 制造機(jī)器人所用材料及外購(gòu)元器件、部件，入廠時(shí)需經(jīng)檢驗(yàn)部門(mén)復(fù)檢，并應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

5.2 外觀和結(jié)構(gòu)

5.2.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理，操作方便，造型美觀，便于維修。

5.2.2 機(jī)器人成套設(shè)備中，所有緊固部分應(yīng)無(wú)松動(dòng)；活動(dòng)部分潤(rùn)滑和冷卻狀況良好。

5.2.3 文字、符號(hào)、標(biāo)志應(yīng)清晰、端正。各軸關(guān)節(jié)處應(yīng)標(biāo)明軸號(hào)及其運(yùn)動(dòng)方向。

5.2.4 機(jī)器人表面，不得有裂縫、明顯的凹痕和變形；漆膜及鍍層應(yīng)均勻，無(wú)起泡、劃傷、脫落和磨損等缺陷；金屬零件不應(yīng)有銹蝕及其他機(jī)械損傷。

5.2.5 激光頭夾持器應(yīng)有防護(hù)機(jī)構(gòu)。

5.3 功能

5.3.1 開(kāi)關(guān)、按鈕、顯示、報(bào)警及聯(lián)鎖裝置功能應(yīng)正常。

5.3.2 操作機(jī)各軸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、正常。

5.3.3 各種操作方式中，指令與動(dòng)作應(yīng)協(xié)調(diào)一致。

5.3.4 電力線與信號(hào)線盡可能分開(kāi)遠(yuǎn)離，并對(duì)信號(hào)線采用屏蔽、雙絞等抗干擾措施。

5.3.5 電氣設(shè)備在突然停電后，再恢復(fù)供電時(shí)，不得自行接通。

5.3.6 機(jī)器人停機(jī)開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)能使機(jī)器人停機(jī)，同時(shí)隔離激光束或者不再產(chǎn)生激光束。

5.4 安全

5.4.1 基本要求

機(jī)器人的安全除應(yīng)符合GB11291外，還應(yīng)符合GB18490的規(guī)定，特別是對(duì)激光輻射和有毒物料蒸汽的防護(hù)。

5.4.2 保護(hù)接地電路的連續(xù)性

機(jī)器人操作機(jī)，控制裝置、動(dòng)力源都必須有接地點(diǎn)。不能明顯表明的接地點(diǎn)，應(yīng)在其附近標(biāo)注明顯的接地符號(hào)保護(hù)導(dǎo)線截面積>6.0mm[sup]2[/sup]，引入來(lái)自PELV電源的50Hz低電壓、10A電流至少10s時(shí)間，PE端子和保護(hù)接地部件各測(cè)試點(diǎn)間的最大實(shí)測(cè)電壓降不應(yīng)超過(guò)1.0V。PELV電源應(yīng)符合GB5226.1-2002第6.4.2條的規(guī)定。

接地裝置應(yīng)符合GB50169的規(guī)定。

5.4.3 絕緣電阻

機(jī)器人控制裝置動(dòng)力交流電源電路與殼體之間絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。

5.4.4 耐電強(qiáng)度

機(jī)器人動(dòng)力交流電源電路與鄰近的非帶電導(dǎo)體間，應(yīng)能承受交流(50Hz)電壓有效值1000V持續(xù)1min的耐電強(qiáng)度試驗(yàn)，無(wú)擊穿、閃絡(luò)及飛弧現(xiàn)象。

5.5 噪聲

機(jī)器人在空載運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲，應(yīng)不大于70dB(A)。

5.6 連續(xù)運(yùn)行

機(jī)器人在額定負(fù)載和工作速度下，連續(xù)運(yùn)行120h，工作應(yīng)正常。

5.7 工藝操作

按激光加工工藝要求，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教編程或離線編程和工藝操作，工作應(yīng)正常。

5.8 電源適應(yīng)能力

當(dāng)供電電網(wǎng)電壓波動(dòng)，在額定電壓的-15%~+10%范圍內(nèi)，頻率為50Hz時(shí)，機(jī)器人工作應(yīng)正常。

5.9 電磁兼容性

機(jī)器人的電磁兼容性應(yīng)符合GB/Z19397-2003中第6.5條的規(guī)定。

5.10 環(huán)境條件

5.10.1 環(huán)境氣候適應(yīng)性

機(jī)器人在表1環(huán)境條件下使用、運(yùn)輸和貯存時(shí)，應(yīng)能保持正常。其他項(xiàng)目由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表1

5.10.2 耐振性

機(jī)器人的操作機(jī)、控制裝置在受到頻率為5Hz～55Hz，振幅為0.15mm的振動(dòng)時(shí)，工作應(yīng)正常。

5.11 耐運(yùn)輸性

機(jī)器人按要求包裝和運(yùn)輸后，應(yīng)保持正常。

5.12 可靠性

機(jī)器人的可靠性用平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)和平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)來(lái)衡量，具體數(shù)值應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。一般MTBF不小于5000h，MTTR不大于30min。

5.13 成套性

5.13.1 機(jī)器人應(yīng)包括操作機(jī)、控制裝置、動(dòng)力源裝置、連接電纜等成套設(shè)備。

5.13.2 機(jī)器人出廠時(shí)，應(yīng)備有供正常生產(chǎn)使用的附件、維修用的備件及專用工具。

5.13.3 機(jī)器人出廠時(shí)，應(yīng)提供特性數(shù)據(jù)表、技術(shù)說(shuō)明書(shū)或操作、安裝、維修說(shuō)明書(shū)等技術(shù)文件以及產(chǎn)品合格證明書(shū)。

試驗(yàn)方法

6.1 試驗(yàn)條件

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.1條。

6.2 外觀和結(jié)構(gòu)

按JB/T8896-1999第5.2條進(jìn)行檢查，應(yīng)符合條件。

6.3 功能檢查

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.3條。

6.4 性能測(cè)試

6.4.1 各軸位移量測(cè)量

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.4.1條。

6.4.2 工作空間測(cè)量

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.4.2條和GB/T12644-2001第5.5條。

6.4.3 最大單軸速度

在額定負(fù)載條件下，使被測(cè)關(guān)節(jié)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，其他關(guān)節(jié)固定。令機(jī)器人被測(cè)關(guān)節(jié)以最大速度做最大范圍的運(yùn)動(dòng)，測(cè)出速度的最大值。重復(fù)測(cè)量10次，以10次所測(cè)結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果。

6.4.4 工作速度范圍

在額定負(fù)載條件下，使各關(guān)節(jié)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，令機(jī)器人以指令速度做大范圍的運(yùn)動(dòng)，測(cè)出機(jī)械接口坐標(biāo)原點(diǎn)或工具中心點(diǎn)的速度。重復(fù)測(cè)量10次，以10次測(cè)得結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果。

6.4.5 位姿準(zhǔn)確度測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-200l第7.2.1條。

6.4.6 位姿重復(fù)性測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第7.2.2條。

6.4.7 位置超調(diào)量測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第7.5條。

6.4.8 位姿準(zhǔn)確度漂移測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第7.6條。

6.4.9 位姿重復(fù)性漂移測(cè)量

見(jiàn)GB/T18642—2001第7.6條。

6.4.10 軌跡準(zhǔn)確度測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642 200l第8.2條。

6.4.11 軌跡速度準(zhǔn)確度測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642 2001第8.6.2條。

6.4.12 軌跡重復(fù)性測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第8.3條。

6.4.13 軌跡速度重復(fù)性測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第8.6.1條和第8.6.3條的測(cè)量方法。

6.4.14 軌跡速度波動(dòng)測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第8.6.1條和第8.6.4條的測(cè)量方法。

6.4.15 擺動(dòng)偏差測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第11.1條。

6.4.16 拐角偏差測(cè)量

見(jiàn)GB/T12642-2001第8.5條。

6.5 電氣安全試驗(yàn)

6.5.1 保護(hù)接地電路的連續(xù)性測(cè)量

見(jiàn)GB5226.1-2002第19.2條。

6.5.2 絕緣電阻測(cè)量

按GB 5226.1-2002第19.3條的要求檢驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6.5.3 耐電強(qiáng)度試驗(yàn)

見(jiàn)GB5225.1-2002第19.4條。

6.6 噪聲試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.7條。

6.7 連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.6條。

6.8 工藝操作試驗(yàn)

在正常工藝條件下，按激光加工工藝要求，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教編程和離線編程，并啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，工作應(yīng)正常。

6.9 電源適應(yīng)能力試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T 8896-1999第5.8條。

6.10 電磁兼容性試驗(yàn)

見(jiàn)GB/Z19397-2003第6章。

6.11 環(huán)境氣候適應(yīng)性試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.10條。

6.12 振動(dòng)試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.11條。

6.13 運(yùn)輸試驗(yàn)

見(jiàn)JB/T8896-1999第5.12條。

6.14 可靠性試驗(yàn)

由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

檢驗(yàn)規(guī)則

見(jiàn)JB/T8896-1999第3章。

檢驗(yàn)項(xiàng)目

見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存

9.1 標(biāo)志

9.1.1 機(jī)器人產(chǎn)品上應(yīng)裝有標(biāo)牌，標(biāo)牌上應(yīng)包括下述內(nèi)容：

a)產(chǎn)品名稱；

b)產(chǎn)品型號(hào)；

c)動(dòng)力源參數(shù)及耗電功率；

d)外形尺寸和重量；

e)生產(chǎn)編號(hào)；

f)制造單位名稱；

g)出廠年、月。

9.1.2 警告標(biāo)志

a)激光輻射警告標(biāo)志，應(yīng)符合GB7247.1的規(guī)定。

b)除GB7274.1對(duì)標(biāo)記的要求以外，機(jī)器人在安裝固定后，應(yīng)該具有其他有關(guān)的注意事項(xiàng)和警告標(biāo)志(如：本機(jī)器人工作時(shí)可能產(chǎn)生有毒的煙霧/顆粒物)。該標(biāo)志的大小和位置應(yīng)能使在危險(xiǎn)區(qū)外面的人員安全、清楚地看到。標(biāo)志的顏色、尺寸及印刷型式應(yīng)符合GB2893和GB2894的規(guī)定。

9.1.3 包裝標(biāo)志

包裝箱外表面上，應(yīng)按GB/T191規(guī)定做圖示標(biāo)志。

9.2 包裝

9.2.1 機(jī)器人在包裝前，必須將操作機(jī)活動(dòng)臂部分牢靠固定。

9.2.2 操作機(jī)底座及其他裝置與包裝箱底板牢靠固定。

9.2.3 控制裝置應(yīng)單獨(dú)包裝。

9.2.4 包裝材料符合GB/T4768、GB/T4879、GB/T5048的規(guī)定。

9.2.5 若有其他特殊包裝要求，應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。

9.2.6 包裝箱內(nèi)應(yīng)有下列文件：

a)特性數(shù)據(jù)表和產(chǎn)品合格證明書(shū)；

b)使用說(shuō)明書(shū)及安裝圖或操作、安裝、維修說(shuō)明書(shū)；

c)隨機(jī)備件、附件及其清單；

d)裝箱清單及其他有關(guān)技術(shù)資料。

9.3 運(yùn)輸

運(yùn)輸、裝卸時(shí)，應(yīng)按9.1.3“包裝標(biāo)志”的規(guī)定標(biāo)識(shí)方向放置，以保持包裝箱的豎立位置，并不得堆放。

9.4 貯存

長(zhǎng)期存放機(jī)器人產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)，其環(huán)境溫度為0℃～40℃，相對(duì)濕度不大于80%。其周圍環(huán)境應(yīng)無(wú)腐蝕、易燃?xì)怏w，無(wú)強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)、沖擊及強(qiáng)磁場(chǎng)作用。貯存期限及其維護(hù)要求由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

【發(fā)布日期】20061213

【實(shí)施日期】20070701

第二篇：激光加工技術(shù)

激光加工技術(shù)

一、技術(shù)概述

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對(duì)材料（包括金屬與非金屬）進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門(mén)加工技術(shù)。激光加工技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測(cè)等多門(mén)學(xué)科的一門(mén)綜合技術(shù)，它的研究范圍一般可分為：

1．激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)。

2．激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。

二、現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

作為20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志和現(xiàn)代信息社會(huì)光電子技術(shù)的支柱之一，激光技術(shù)和激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到世界先進(jìn)國(guó)家的高度重視。

激光加工是國(guó)外激光應(yīng)用中最大的項(xiàng)目，也是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的重要手段，主要是kW級(jí)到10kW級(jí)CO2激光器和百瓦到千瓦級(jí)YAG激光器實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料的切割、焊接、打孔、刻劃和熱處理等。據(jù)1997~1998年的最新激光市場(chǎng)評(píng)述和預(yù)測(cè)，1997年全世界總激光器市場(chǎng)銷售額達(dá)32.2億美元，比1996年增長(zhǎng)14％，其中材料加工為8.29億美元，醫(yī)療應(yīng)用3億美元，研究領(lǐng)域1.5億美元。1998年總收入預(yù)計(jì)增長(zhǎng)19％，可達(dá)到38.2億美元。其中占第一位的材料加工預(yù)計(jì)超過(guò)10億美元，醫(yī)用激光器是國(guó)外第二大應(yīng)用。

激光加工應(yīng)用領(lǐng)域中，CO2激光器以切割和焊接應(yīng)用最廣，分別占到70％和20％，表面處理則不到10％。而YAG激光器的應(yīng)用是以焊接、標(biāo)記（50％）和切割（15％）為主。在美國(guó)和歐洲CO2激光器占到了70~80％。我國(guó)激光加工中以切割為主的占10％，其中98％以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW范圍內(nèi)，而以熱處理為主的約占15％，大多數(shù)是進(jìn)行激光處理汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸套。這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益都很高，故有很大的市場(chǎng)前景。

在汽車工業(yè)中，激光加工技術(shù)充分發(fā)揮了其先進(jìn)、快速、靈活地加工特點(diǎn)。如在汽車樣機(jī)和小批量生產(chǎn)中大量使用三維激光切割機(jī)，不僅節(jié)省了樣板及工裝設(shè)備，還大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；激光束在高硬度材料和復(fù)雜而彎曲的表面打小孔，速度快而不產(chǎn)生破損；激光焊接在汽車工業(yè)中已成為標(biāo)準(zhǔn)工藝，日本Toyota已將激光用于車身面板的焊接，將不同厚度和不同表面涂敷的金屬板焊接在一起，然后再進(jìn)行沖壓。雖然激光熱處理在國(guó)外不如焊接和切割普遍，但在汽車工業(yè)中仍應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合，派生出激光快速成形技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)不僅可以快速制造模型，而且還可以直接由金屬粉末熔融，制造出金屬模具。

到了80年代，YAG激光器在焊接、切割、打孔和標(biāo)記等方面發(fā)揮了越來(lái)越大作用。通常認(rèn)為YAG激光器切割可以得到好的切割質(zhì)量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。隨著YAG激光器輸出功率和光束質(zhì)量的提高而被突破。YAG激光器已開(kāi)始擠進(jìn)kw級(jí)CO2激光器切割市場(chǎng)。YAG激光器特別適合焊接不允許熱變形和焊接污染的微型器件，如鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等。YAG激光器打孔已發(fā)展成為最大的激光加工應(yīng)用。

目前，國(guó)外激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。打孔峰值功率高達(dá)30~50kw，打孔用的脈沖寬度越來(lái)越窄，重復(fù)頻率越來(lái)越高，激光器輸出參數(shù)的提高，很大程度上改善了打孔質(zhì)量，提高了打孔速度，也擴(kuò)大了打孔的應(yīng)用范圍。國(guó)內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及手表寶石軸承的生產(chǎn)中。

目前激光加工技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)可歸納為：

－－新一代工業(yè)激光器研究，目前處在技術(shù)上的更新時(shí)期，其標(biāo)志是二極管泵浦全固態(tài)激光器的發(fā)展及應(yīng)用；

－－精細(xì)激光加工，在激光加工應(yīng)用統(tǒng)計(jì)中微細(xì)加工1996年只占6％，1997年翻了一倍達(dá)12％，1998年已增加到19％；

－－加工系統(tǒng)智能化，系統(tǒng)集成不僅是加工本身，而是帶有實(shí)時(shí)檢測(cè)、反饋處理，隨著專家系統(tǒng)的建立，加工系統(tǒng)智能化已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

激光技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，取得了上千項(xiàng)科技成果，許多已用于生產(chǎn)實(shí)踐，激光加工設(shè)備產(chǎn)量平均每年以20％的速度增長(zhǎng)，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造、提高產(chǎn)品質(zhì)量解決了許多問(wèn)題，如激光毛化纖技術(shù)正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣，將改變我國(guó)汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進(jìn)口的狀態(tài)，激光標(biāo)記機(jī)與激光焊接機(jī)的質(zhì)量、功能、價(jià)格符合國(guó)內(nèi)目前市場(chǎng)的需求，市場(chǎng)占有率達(dá)90％以上。

存在的主要問(wèn)題：

－－科研成果轉(zhuǎn)化為商品的能力差，許多有市場(chǎng)前景的成果停留在實(shí)驗(yàn)室的樣機(jī)階段；

－－激光加工系統(tǒng)的核心部件激光器的品種少、技術(shù)落后、可靠性差。國(guó)外不僅二級(jí)管泵浦的全固態(tài)激光器已用于生產(chǎn)過(guò)程中，而且二級(jí)管激光器也被應(yīng)用，而我國(guó)二極管泵浦的全固態(tài)激光器還處在剛開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)階段。

－－對(duì)加工技術(shù)的研究少，尤其對(duì)精細(xì)加工技術(shù)的研究更為薄弱，對(duì)紫外波激光進(jìn)行加工的研究進(jìn)行的極少。

－－激光加工設(shè)備的可靠性、安全性、可維修性、配套性較差，難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

三、“十五”目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容

1．目標(biāo)

“十五”的主要工作是促進(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，保持激光器年產(chǎn)值20％的平均增長(zhǎng)率，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值200億元以上；在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中普及和推廣加工技術(shù)，重點(diǎn)完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行改造的示范工程；為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領(lǐng)域提供嶄新的激光設(shè)備和儀器。

2．主要研究?jī)?nèi)容

（1）激光加工用大功率CO2和固體激光器及準(zhǔn)分子激光器的引進(jìn)機(jī)型研究，提高國(guó)產(chǎn)機(jī)水平；同時(shí)開(kāi)發(fā)和研制專用配套的激光加工機(jī)床，提高激光器產(chǎn)品在生產(chǎn)線上穩(wěn)定運(yùn)行的周期，力爭(zhēng)在國(guó)內(nèi)建立較全面的加工用激光器的生產(chǎn)基地。

（2）建立激光加工設(shè)備參數(shù)的檢測(cè)手段，并進(jìn)行方法研究。

（3）激光切割技術(shù)研究。對(duì)現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提供性能好、價(jià)格便宜的2－3軸數(shù)控CO2切割機(jī)，并開(kāi)展相應(yīng)的切割工藝的研究，使該工藝廣泛用于材料加工、汽車、航天及造船等領(lǐng)域。為此應(yīng)著重在激光器外圍裝置，如：導(dǎo)光系統(tǒng)、過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制、噴咀、浮動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和研制以及CAD／CAM等方面開(kāi)展工作。

（4）激光焊接技術(shù)研究。開(kāi)展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對(duì)設(shè)備要求及焊接過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)研究，從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。

（5）激光表面處理技術(shù)研究。開(kāi)展維CAD／CAM技術(shù)、激光表面處理工藝、材料性能及激光表面處理工藝參數(shù)監(jiān)測(cè)和控制研究，使激光表面處理工藝能較大幅度的應(yīng)用于生產(chǎn)。

（6）激光加工光束質(zhì)量及加工外圍裝置研究。研究各種激光加工工藝對(duì)激光光束的質(zhì)量要求、激光光束和加工質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)，光學(xué)系統(tǒng)及加工頭設(shè)計(jì)和研制。

（7）擇優(yōu)支持2~3個(gè)國(guó)家級(jí)加工技術(shù)研究中心，開(kāi)展激光加工工藝技術(shù)研究，重點(diǎn)是材料表面改性和熱處理方面的研究和推廣應(yīng)用；開(kāi)展激光快速成形技術(shù)的應(yīng)用研究，拓寬激光應(yīng)用領(lǐng)域。

第三篇：激光加工技術(shù)有哪些【詳情】

激光加工技術(shù)有哪些

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激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性，對(duì)材料（包括金屬與非金屬）進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門(mén)加工技術(shù)。激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門(mén)，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、自動(dòng)化、無(wú)污染、減少材料消耗等起到愈來(lái)愈重要的作用。

激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測(cè)等多門(mén)學(xué)科的一門(mén)綜合技術(shù)，傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為以下9個(gè)方面：

1.激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)； 2.激光加工工藝。包括焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、微調(diào)等各種加工工藝；

3.激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器；

4.激光切割：汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器；

5.激光打標(biāo)：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器；

6.激光打孔：激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由400w提高到了800w至1000w。國(guó)內(nèi)比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器；

7.激光熱處理：在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國(guó)的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國(guó)外廣泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主；

8.激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成，多用于模具和模型行業(yè)。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主；

9.激光涂敷：在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。

激光加工為工業(yè)制造提供了一個(gè)清潔無(wú)污染的環(huán)境及生產(chǎn)過(guò)程，而這也是當(dāng)下激光加工的優(yōu)勢(shì)。技術(shù)特性

激光加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，所以得到如此廣泛的應(yīng)用。尤其適合新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)：一旦產(chǎn)品圖紙形成后，馬上可以進(jìn)行激光加工，可以在短的時(shí)間內(nèi)得到新產(chǎn)品的實(shí)物。

1、光點(diǎn)小，能量集中，熱影響區(qū)小。

2、不接觸加工工件，對(duì)工件無(wú)污染。

3、不受電磁干擾，與電子束加工相比應(yīng)用更方便。

4、激光束易于聚焦、導(dǎo)向，便于自動(dòng)化控制。

5、范圍廣泛：幾乎可對(duì)任何材料進(jìn)行雕刻切割。

6、安全可靠：采用非接觸式加工，不會(huì)對(duì)材料造成機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力。

7、精確細(xì)致：加工精度可達(dá)到0.1mm。

8、效果一致：同一批次的加工效果幾乎一致。

9、高速快捷：可立即根據(jù)電腦輸出的圖樣進(jìn)行高速雕刻和切割，且激光切割的速度與線切割的速度相比要快很多。

10、成本低廉：不受加工數(shù)量的限制，對(duì)于小批量加工服務(wù)，激光加工更加便宜。

11、切割縫細(xì)小：激光切割的割縫一般在0.1-0.2mm。

12、切割面光滑：激光切割的切割面無(wú)毛刺。

13、熱變形小：激光加工的激光割縫細(xì)、速度快、能量集中，因此傳到被切割材料上的熱量小，引起材料的變形也非常小。

14、適合大件產(chǎn)品的加工：大件產(chǎn)品的模具制造費(fèi)用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料沖剪時(shí)形成的塌邊，可以大幅度地降低企業(yè)的生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品的檔次。

15、節(jié)省材料：激光加工采用電腦編程，可以把不同形狀的產(chǎn)品進(jìn)行材料的套裁，大限度地提高材料的利用率，大大降低了企業(yè)材料成本。

不同激光技術(shù)又衍生出不同的激光器，例如，CO2激光器、固體激光器、光纖激光器和準(zhǔn)分子激光器等等，它們?cè)诠I(yè)加工制作方面都起到了重要的作用。

而從地域發(fā)展情況來(lái)看，激光市場(chǎng)在亞太地區(qū)的長(zhǎng)足發(fā)展是激光行業(yè)快速發(fā)展的又一大因素。中國(guó)、日本、韓國(guó)發(fā)展速度尤為突出。未來(lái)五年內(nèi)，這些主要發(fā)展地區(qū)將在汽車制造、原始設(shè)備制造等方面獲得更多發(fā)展空間。簡(jiǎn)介

激光切割分類:

1、汽化切割

工件在激光作用下快速加熱至沸點(diǎn)，部分材料化作蒸汽逸去，部分材料為噴出物從切割縫底部吹走。這種切割機(jī)是無(wú)融化材料的切割方式。

2、熔化切割

激光將工件加熱至熔化狀態(tài)，與光束同軸的氬、氮等輔助氣流將熔化材料從切縫中吹掉。

3、氧助熔化切割

金屬被激光迅速加熱至燃點(diǎn)以上，與氧發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)（即燃燒），放出大量的熱，又加熱下一層金屬，金屬被繼續(xù)氧化，并借助氣體壓力將氧化物從切縫中吹掉。

激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)

量?，F(xiàn)代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。以CO2激光切割機(jī)為例，整個(gè)系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、排煙和吹氣保護(hù)系統(tǒng)等組成，采用先進(jìn)的數(shù)控模式實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)及激光不受速度影響的等能量切割，同時(shí)支持DXP、PLT、CNC等圖形格式并強(qiáng)化界面圖形繪制處理能力；采用性能優(yōu)越的進(jìn)口伺服電機(jī)和傳動(dòng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在高速狀態(tài)下良好的運(yùn)動(dòng)精度。

激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過(guò)光路傳導(dǎo)及反射并通過(guò)聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔，在計(jì)算機(jī)控制下，激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。切割時(shí),一股與光束同軸氣流由切割頭噴出，將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(注：如果吹出的氣體和被切割材料產(chǎn)生熱效反應(yīng),則此反應(yīng)將提供切割所需的附加能源；氣流還有冷卻已切割面，減少熱影響區(qū)和聚焦鏡不受污染的作用)。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割質(zhì)量(切口寬度窄、熱影響區(qū)小、切口光潔)、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。

激光加工的優(yōu)勢(shì)

激光加工屬于無(wú)接觸加工,并且高能量激光束的能量及其移動(dòng)速度均可調(diào)，因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。它可以對(duì)多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點(diǎn)的材料。激光加工柔性大主要用于切割、表面處理、焊接、打標(biāo)和打孔等。激光表面處理包括激光相變硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。

激光加工技術(shù)主要有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

①使用激光加工，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效益。

②可以通過(guò)透明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行各種加工；在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方，可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。

③激光加工過(guò)程中無(wú)“刀具”磨損，無(wú)“切削力”作用于工件。

④可以對(duì)多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點(diǎn)的材料。

⑤激光束易于導(dǎo)向、聚焦實(shí)現(xiàn)作各方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行加工，因此它是一種極為靈活的加工方法。

⑥無(wú)接觸加工，對(duì)工件無(wú)直接沖擊，因此無(wú)機(jī)械變形，并且高能量激光束的能量及其移動(dòng)速度均可調(diào)，因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。

⑦激光加工過(guò)程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對(duì)非激光照射部位沒(méi)有或影響極小，因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小。

⑧激光束的發(fā)散角可<1毫弧，光斑直徑可小到微米量級(jí),作用時(shí)間可以短到納秒和皮秒，同時(shí)，大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至10kW量級(jí)，因而激光既適于精密微細(xì)加工，又適于大型材料加工。激光束容易控制，易于與精密機(jī)械、精密測(cè)量技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)加工的高度自動(dòng)化和達(dá)到很高的加工精度。

激光加工技術(shù)已在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，隨著激光加工技術(shù)、設(shè)備、工藝研究的不斷深進(jìn)，將具有更廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景。由于加工過(guò)程中輸入工件的熱量小，所以熱影響區(qū)和熱變形??；加工效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

激光加工要點(diǎn)

目前,激光切割機(jī)行業(yè)發(fā)展的非常好,而且激光切割機(jī)的技術(shù)越來(lái)越成熟,因此激光切割機(jī)被廣泛使用在各個(gè)行業(yè)中,并且激光切割機(jī)還取代了傳統(tǒng)的切割技術(shù),并且激光切割機(jī)技術(shù)越來(lái)越靠攏國(guó)外的激光切割機(jī)技術(shù),而今天迪能激光為大家詳細(xì)介紹的是激光切割機(jī)的精密激光加工如何,希望對(duì)大家有所幫助.激光切割機(jī)的工作效率如何,關(guān)鍵就是激光加工技術(shù)；而且激光切割機(jī)的精密激光加工技術(shù)可以進(jìn)行加工多種的工件,那是因?yàn)槠湓谇懈畹臅r(shí)候是不需要與被切割工件直接接觸的,所以激光切割機(jī)產(chǎn)生的高能量激光束可以自由的進(jìn)行移動(dòng),因此讓被切割工件的表面受熱均勻,因此切割起來(lái)的精度非常高；而且精密激光加工技術(shù)可以切割所有的工件材料,無(wú)論是高熔點(diǎn)、高脆性以及高硬度等材料,并且切割的效果非常的好；由于激光切割機(jī)精密激光加工技術(shù),因此深受廣大用戶的喜愛(ài).激光切割機(jī)由于具有非常好的切割效果,因此取代了傳統(tǒng)的切割技術(shù),而且激光切割機(jī)的精密激光加工技術(shù)完全不像傳統(tǒng)的切割技術(shù)那樣,需要使用模具,使用不僅成本費(fèi)用增多了,而且切割速度非常的慢,所以被大家慢慢的淘汰了；相信國(guó)內(nèi)的激光切割機(jī)精密激光加工技術(shù)會(huì)發(fā)展的越來(lái)越好.國(guó)外激光加工技術(shù)及發(fā)展動(dòng)態(tài)

以德國(guó)、美國(guó)、日本、俄羅斯為代表的少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，目前主導(dǎo)和控制著全球激光技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

其中，德國(guó)Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工業(yè)激光器上稱雄天下；美國(guó)IPG公司的光纖激光器引領(lǐng)世界激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。歐美主要國(guó)家在大型制造產(chǎn)業(yè)，如機(jī)械、汽車、航空、造船、電子等行業(yè)中，基本完成了用激光加工工藝對(duì)傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，進(jìn)入“光加工”時(shí)代。

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，激光技術(shù)開(kāi)辟了廣闊的應(yīng)用天地，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋通信、材料加工、準(zhǔn)分子光刻及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等9個(gè)主要類別。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，2013年全世界總的激光銷售超過(guò)1000億元。其中全球激光器市場(chǎng)銷售額較2013年增長(zhǎng)6.0%，達(dá)到93.34億美元。美國(guó)市場(chǎng)借助出口方面的出色表現(xiàn)有所增長(zhǎng)；歐洲憑借德國(guó)的出口增長(zhǎng)僅維持收支平衡；亞洲市場(chǎng)，東盟國(guó)家的增長(zhǎng)抵消了中國(guó)的經(jīng)濟(jì)放緩以及日本的零增長(zhǎng)。

國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)整體格局

國(guó)內(nèi)激光企業(yè)主要分布在湖北、北京、江蘇、上海及深圳等地，已基本形成以上述省市為主體的華中、環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角四大激光產(chǎn)業(yè)基地，其中有一定規(guī)模的企業(yè)約300家。

2014年我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值約為800億元。主要包括：激光加工裝備產(chǎn)業(yè)達(dá)到350億元（其中，用于切割、打標(biāo)和焊接的高功率激光設(shè)備占據(jù)了67%的市場(chǎng)份額）；激光加工在重工業(yè)、電子工業(yè)、輕工業(yè)、軍用、醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用達(dá)到450億元。預(yù)計(jì)在今后三年，我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)平均行業(yè)復(fù)合成長(zhǎng)率將不低于20%。

我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)可以分為四個(gè)比較大產(chǎn)業(yè)帶，珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、華中地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)。這四個(gè)產(chǎn)業(yè)帶側(cè)重點(diǎn)不同，珠三角以中小功率激光加工機(jī)為主，長(zhǎng)三角以大功率激光切割焊接設(shè)備為主，環(huán)渤海以大功率激光熔覆和全固態(tài)激光為主，以武漢為首的華中地區(qū)則覆蓋了大、中、小激光加工設(shè)備。這四大產(chǎn)業(yè)帶中，以華中地區(qū)尤其是武漢中國(guó)“光谷”。武漢地區(qū)可以說(shuō)見(jiàn)證了中國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的整個(gè)歷程，是中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影

2.國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)單位

激光技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)40多年發(fā)展，有了較為雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，鍛煉培養(yǎng)了一支素質(zhì)較高的隊(duì)伍。以中科院四大光機(jī)所及各部委所屬研究機(jī)構(gòu)和一批大學(xué)為代表，形成了我國(guó)激光器系統(tǒng)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的重要力量，如華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等16個(gè)科研院所。在部分激光器研究開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)上，形成了5個(gè)國(guó)家級(jí)的激光技術(shù)研究中心，10多個(gè)研究機(jī)構(gòu)。

我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)企業(yè)有：武漢——華工激光、楚天激光、團(tuán)結(jié)激光、金運(yùn)激光、銳科激光；深圳——大族激光、光韻達(dá)激光、光大激光、聯(lián)贏激光；北京——大恒激光、11所；華東——上海團(tuán)結(jié)普林瑪、南京東方等。我國(guó)激光行業(yè)的八大激光上市公司分別為華工科技、大族激光、金運(yùn)激光、光韻達(dá)、福晶科技、新松機(jī)器人、利達(dá)光電及上海新南洋。

第四篇：激光加工應(yīng)用范圍

主要可廣泛應(yīng)用于:

1: 汽車機(jī)械行業(yè)：軸承，鋼套，活塞環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)簽，汽車面板按鍵，機(jī)床配件等； 2: 電子通訊行業(yè)：手機(jī)按鍵，鍵盤(pán)，電子元器件，家電面板，光纜，電纜等；

3: 五金工具行業(yè)：工具，量具，刃具，衛(wèi)浴潔具，餐具，鎖，刀剪，醫(yī)療器械，健身器材，不銹鋼制品等；

4: 飾扣標(biāo)牌行業(yè)：鈕扣，箱包扣，皮帶扣，金銀飾品，指示牌，胸牌，考勤卡，名片賀卡，日歷，相片，皮包，皮帶，筆及筆盒，獎(jiǎng)狀，獎(jiǎng)杯各種證書(shū)，收藏器，藝術(shù)品，圖章，牌匾等；

5: 儀表眼鏡行業(yè)：金屬表殼，表底，眼鏡框，儀器儀表面板等；

6: 木器工藝行業(yè)：木制工藝品，字畫(huà)復(fù)制及裝表，家具工藝裝飾等；

7: 包裝瓶蓋行業(yè)：煙草，食品，藥品等內(nèi)外包裝，金屬瓶蓋，易拉罐等。

第五篇：激光切割技術(shù)

激光切割技術(shù)

1.激光切割技術(shù)基本概念

激光切割是利用高能量密度的激光束作為“切割工具”對(duì)材料進(jìn)行熱切割的一種材料加工方式，是激光加工行業(yè)中最重要的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。1971年用CO2激光切割包裝用夾板，首次開(kāi)辟了激光切割在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨著激光切割設(shè)備的不斷更新和切割工藝的日益先進(jìn)，激光切割技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各種金屬，非金屬板材及眾多復(fù)雜零件的切割，在汽車工業(yè)，航空航天，國(guó)防等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

2.激光切割技術(shù)基本原理和分類

2.1 激光切割技術(shù)基本原理

在激光束能量作用下，材料表面被迅速加熱到幾千至上萬(wàn)度而熔化或氣化，隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體吹走，達(dá)到切割材料的目的。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料。

2.2激光切割技術(shù)的分類

激光切割可分為：激光氣化切割，激光熔化切割，激光氧化切割和激光劃片與控制斷裂四類。

（1）激光氣化切割：利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn)，材料開(kāi)始?xì)饣?，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時(shí)，在材料上形成切口。材料的氣化熱很大，所以激光氣化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。激光氣化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料的切割。

（2）激光熔化切割：激光加熱使金屬材料熔化，然后通過(guò)與光束同軸的噴嘴吹非氧化性氣體，依靠氣體的強(qiáng)大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全氣化，所需能量只有氣化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼，鈦，鋁及其合金等。

（3）激光氧化切割：原理類似于氧-乙炔切割。是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體與切割金屬發(fā)生作用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過(guò)程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧化切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光氣化切割和熔化切割。激光氧化切割主要用于碳鋼，鈦鋼以及熱處理等易氧化的金屬材料。

(4)激光劃片與斷裂控制：激光劃片是利用高能量密度的激光束在脆性材料的表面進(jìn)行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會(huì)沿小槽處裂開(kāi)。激光劃片用的激光器一般為Q開(kāi)關(guān)激光器和CO2激光器。斷裂控制是利用激光刻槽時(shí)所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開(kāi)。

3.激光切割的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

3.1 激光切割工藝特點(diǎn)

（1）切割質(zhì)量好，精細(xì)

由于激光光斑小，激光切割切口細(xì)窄，切割表面光潔，熱影響區(qū)寬度很小，變形小，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序。

（2）切割效率高

由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有數(shù)控工作臺(tái)，整個(gè)切割過(guò)程可全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。操作時(shí)，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實(shí)現(xiàn)三位切割。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上，下料的時(shí)間。

（3）非接觸式切割

激光切割時(shí)割炬與工件無(wú)接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需要改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過(guò)程噪聲低，振動(dòng)小，無(wú)污染。

（4）切割材料的種類多

激光切割材料包括金屬，非金屬，金屬基和非金屬基復(fù)合材料，皮革，木材及纖維等。對(duì)于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對(duì)激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。

（5）缺點(diǎn)：激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

3.2 激光切割的應(yīng)用

在材料方面受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切割只能切割中，小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。激光切割設(shè)備費(fèi)用高，一次性投資大。大多數(shù)激光切割機(jī)都由數(shù)控程序進(jìn)行控制操作或做成切割機(jī)器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。德國(guó)大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長(zhǎng)桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進(jìn)行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。

適合采用CO2激光切割的產(chǎn)品大體上可歸納為三類：

第一類：從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復(fù)雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼、；6mm厚的不銹鋼，以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產(chǎn)品有：自動(dòng)電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開(kāi)關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。

第二類：裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標(biāo)記、字體等。如藝術(shù)照相冊(cè)的圖案，公司、單位、賓館、商場(chǎng)的標(biāo)記，車站、碼頭、公共場(chǎng)所的中英文字體。

第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm的槽，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時(shí)裝在模切機(jī)上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)應(yīng)用的一個(gè)新領(lǐng)域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進(jìn)入抽油泵，在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm寬的均勻切縫，起割穿孔處小孔直徑不能大于0.3mm，切割技術(shù)難度大，已有不少單位投入生產(chǎn)。

4.激光切割工藝參數(shù)與質(zhì)量評(píng)定

4.1激光切割工藝參數(shù)

（1）光束橫模

① 基模 又稱為高斯模，是切割最理想的模式，主要出現(xiàn)在功率小于1kw的激光器。② 低階模 與基模比較接近，主要出現(xiàn)在1-2kw的中功率激光器。③ 多模 是高階模的混合，出現(xiàn)在功率大與3kw的激光器（2）激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質(zhì)。氣化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧氣切割最小。激光功率對(duì)切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。

（3）焦點(diǎn)位置

離焦量對(duì)切口寬度和切割深度影響較大。一般選擇焦點(diǎn)位于材料表面下方約1/3板厚處，切割深度最大，切口寬度最小。

（4）焦點(diǎn)深度

切割較厚板時(shí)，應(yīng)采用焦點(diǎn)深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。但焦點(diǎn)深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，則需要增大激光的功率；切割薄板宜采用較小的焦點(diǎn)深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。

（5）切割速度

切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。對(duì)于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個(gè)最佳值，這個(gè)最佳值約為最大切割速度的80%。

（6）輔助氣體的種類和壓力

切割低碳鋼較多采用氧氣作輔助氣體，以利用鐵-氧燃燒反應(yīng)熱促進(jìn)切割過(guò)程，而且切割速度快，切口質(zhì)量好，可以獲得無(wú)掛渣的切口。切割不銹鋼時(shí)，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會(huì)發(fā)生掛渣。氣體壓力增大，動(dòng)量增加，排渣能力增強(qiáng)，因此可以使無(wú)掛渣的切割速度增加。

氧氣純度對(duì)切割速度有一定的影響，研究表明，氧氣純度降低2%，切割速度就會(huì)降低50%。

噴嘴形狀也影響激光切割質(zhì)量和效率。不同切割機(jī)采用不同形狀的噴嘴。

4.2激光切割質(zhì)量評(píng)定

與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有更大的適應(yīng)性。首先，與其他熱切割方法相比，同樣作為熱切割過(guò)程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個(gè)極小的區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能。一般來(lái)說(shuō)，激光切割質(zhì)量可以由以下6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。（1）切割表面粗糙度RZ（2）切口掛渣尺寸（3）切邊垂直度和斜度u（4）切割邊緣圓角尺寸r（5）條紋后拖量n（6）平面度F 5.激光切割設(shè)備

激光切割設(shè)備與焊接設(shè)備基本類似，區(qū)別是焊接需要使用激光焊槍，而切割使用激光割炬。激光切割大都采用CO2激光切割設(shè)備，主要由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、數(shù)控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、割炬及抽煙系統(tǒng)組成。

激光器由激光電源提供高壓電源，產(chǎn)生的激光經(jīng)反射鏡、導(dǎo)光系統(tǒng)把激光導(dǎo)向切割工件所需要的方向；數(shù)控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主要用于調(diào)節(jié)割炬的移動(dòng)方向，割炬與工件間的相對(duì)移動(dòng)有三種情況。

① 割炬不動(dòng)，工件通過(guò)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，主要用于尺寸較小的工件。② 工件不動(dòng)割炬移動(dòng) ③ 割炬和工作臺(tái)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。

割炬主要包括槍體、聚焦透鏡和輔助氣體噴嘴等零件。激光切割時(shí)，割炬必須滿足下列要求。

④ 能夠噴射出足夠的氣流。

⑤ 割炬內(nèi)氣體的噴射方向必須和反射鏡的光軸同軸。⑥ 割炬的焦距能夠方便調(diào)節(jié)。

⑦ 切割時(shí)，保證金屬蒸汽和切割金屬的飛濺不會(huì)損傷反射鏡。

激光切割時(shí)，要求激光器輸出的光束經(jīng)聚焦后的光斑直徑最小，功率密度最高。噴嘴用于向切割區(qū)噴射輔助氣體，其結(jié)構(gòu)形狀對(duì)切割效率和質(zhì)量有一定影響。噴孔的形狀有圓柱形、錐形、和縮放形等。一般根據(jù)切割工件的材質(zhì)、厚度、輔助氣體壓力等經(jīng)試驗(yàn)后確定。

6.激光切割的應(yīng)用實(shí)例

6.1布料激光切割

制衣行業(yè)中使用的服裝布料激光切割機(jī)打破了傳統(tǒng)手工和電剪速度慢和難以排版,充分解決了效率達(dá)不到和浪費(fèi)材料的難題.速度快，操作簡(jiǎn)單，只需把所要裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦，機(jī)械就會(huì)把整張的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光實(shí)現(xiàn)非接觸式加工，簡(jiǎn)便快速。布料激光切割機(jī)與傳統(tǒng)的切割方式相比不僅價(jià)格低,消耗低.操作更方便，效果更好，并且因?yàn)榧す饧庸?duì)工件沒(méi)有機(jī)械壓力,所以切割出來(lái)產(chǎn)品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且還具有操作安全,維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn).可連續(xù)24小時(shí)工作。

用于皮革、箱包企業(yè)及皮鞋、鞋材生產(chǎn)企業(yè)的激光切割雕刻機(jī), 集切割、雕刻和鏤空于一身，適用各種皮革料的加工：高檔鞋材、皮包、皮衣切割特殊形狀，無(wú)毛邊，尺寸標(biāo)準(zhǔn)，誤差小（±0.1mm），效果柔軟，無(wú)高周波或刀模切壓的生硬感。另可于皮革上刻畫(huà)特別效果或圖案，使成品更顯精細(xì)及別具創(chuàng)意。

6.2激光切割在飾品中的應(yīng)用

飾品加工是一門(mén)對(duì)比特殊的職業(yè)，由于主要是針對(duì)一些稀有的貴金屬的加工改造，所以對(duì)加工改造的設(shè)備要求十分的高?？墒沁@對(duì)小型激光切開(kāi)機(jī)來(lái)說(shuō)，確是一個(gè)十分好的機(jī)會(huì)，它極好的處理了加工飾品中的一些難題，并且受到了各個(gè)廠家的熱捧。

運(yùn)用小型激光切割機(jī)加工飾品在不需開(kāi)模的情況下，就可以直接加工出想要的商品，并且精度十分的高，加工時(shí)刻只需要短短的幾分鐘就可以。不僅縮短了加工時(shí)刻，還降低了成本。

6.3激光切割在眼鏡行業(yè)中的應(yīng)用

以往眼鏡行業(yè)主要利用模具做鏡框，不同樣式需要做不同模具，所需成本高，效率低。直到激光切割機(jī)投入后，開(kāi)發(fā)新的款式只需在軟件上呈現(xiàn)，速度快、精度大，特別適合小量、多款式的生產(chǎn)模式。甚至可以做到一臺(tái)光纖激光切割機(jī)能夠快速加工出了不同款式的眼框，為個(gè)性定制眼鏡解決后顧之憂。

除此之外，激光切割機(jī)能夠在板材上任意的設(shè)計(jì)圖形，速度快，精度高，一次成型，無(wú)需后續(xù)處理，比傳統(tǒng)切割設(shè)備快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進(jìn)的工藝可提高眼鏡廠家的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度，能夠快速收回設(shè)備投資成本。眼鏡專用激光切割機(jī)能在板材上切割任意的設(shè)計(jì)圖形，速度快，精度高，一次成型，無(wú)需后續(xù)處理，比線切割快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進(jìn)的工藝可提高貴公司的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度，最快為您收回設(shè)備投資成本。一機(jī)多用，既能滿足客戶對(duì)平板的切割要求，也能滿足管圓及異形材料（方鋼、扁鐵、槽鋼、方管）的切割。

6.4激光雕刻

使用激光雕刻和切割，過(guò)程非常簡(jiǎn)單，如同使用電腦和打印機(jī)在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP環(huán)境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進(jìn)行設(shè)計(jì)，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機(jī)中。唯一的不同之處是，打印將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、壓克力、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。

7.參考文獻(xiàn)

[1] 李亞江，王娟等編著.特種焊接技術(shù)及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.[2] 關(guān)橋.高能束流加工技術(shù)—先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的重要方向.航空制造技術(shù)，1995.