第一篇：小議激光加工技術(shù)的課程設(shè)置論文

課程的設(shè)置應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)與提高

激光加工技術(shù)專業(yè)主要是為了培養(yǎng)生產(chǎn)和服務(wù)第一線的應(yīng)用型人才，因此，根據(jù)這一特點(diǎn)，教師首先要注重針對學(xué)生職業(yè)技能的訓(xùn)練，以形成其基本的社會生存能力。學(xué)生在校兩年里，要強(qiáng)化他們鉗工、焊工、維修電工、電子焊接、數(shù)模電的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐性教學(xué)與管理，準(zhǔn)確使用常用儀器儀表、掌握基本測試方法、熟練組裝激光器，在調(diào)試以及故障分析等方面進(jìn)行專題訓(xùn)練，增加激光焊接、激光切割、激光打孔、激光熱處理以及激光內(nèi)雕等產(chǎn)品的實(shí)訓(xùn)活動，力求使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性、趣味性、綜合性都能有所提高。其次，教師要制定一系列活動方案，定期舉辦“我愛小發(fā)明”“世界著名建筑拼圖”“我心目中的潘多拉魔盒設(shè)計(jì)”等活動競賽項(xiàng)目。這樣，無論是在課內(nèi)還是在課外，都能充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生操作技能為主要目標(biāo)的教育教學(xué)特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生盡早成為一名適應(yīng)社會需求的技能型人才。

課程的設(shè)置應(yīng)能充分適應(yīng)機(jī)光電等行業(yè)對職業(yè)崗位的需求

專業(yè)課程設(shè)置上始終堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為主調(diào)，以職業(yè)生涯為背景，以崗位需求為依據(jù)，在“貼近生產(chǎn)、貼近工藝、貼近裝備”的思想指導(dǎo)下，在激光加工產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝，以及激光器的安裝、調(diào)試、檢測及維護(hù)綜合能力培養(yǎng)為核心上下工夫。認(rèn)真分析行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，針對中職教育的宗旨和激光加工技術(shù)專業(yè)崗位的社會需求，適時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容、優(yōu)化課程體系，使課程具有實(shí)用性、實(shí)踐性、科學(xué)性，并包含更多的現(xiàn)代技術(shù)和新應(yīng)用技術(shù)。針對中職院校激光加工所涉及的機(jī)械加工類、電工電子類的教學(xué)內(nèi)容，我們開發(fā)并編寫了《機(jī)械基礎(chǔ)》《機(jī)械制圖》《AutoCAD技術(shù)》《EzCAD基礎(chǔ)》《電工與電子技術(shù)》和《設(shè)備控制技術(shù)》等專業(yè)課程。而在實(shí)際教學(xué)工作中，突出了對《激光原理》《激光加工設(shè)備》和《激光加工工藝》核心課程的教學(xué)，借助“校企合作、工學(xué)聯(lián)合”的平臺，將行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程引入到教學(xué)的全過程中，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和熟練的操作技能，完善了激光加工的產(chǎn)品制作工藝，得到了指導(dǎo)教師、行家、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的充分支持和肯定。

課程設(shè)置應(yīng)注意統(tǒng)一性、地方性的有效結(jié)合課程的統(tǒng)一性是保證教學(xué)質(zhì)量的重要前提，統(tǒng)一性課程是指基礎(chǔ)課程模塊。在參考國家課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，我們把語文、數(shù)學(xué)、英語、體育、美術(shù)和音樂欣賞等納入基礎(chǔ)課程體系模塊之中。這樣，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高，不僅為專業(yè)課程地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生今后走上社會，適應(yīng)社會發(fā)展的需要創(chuàng)造良好的條件。課時(shí)分配應(yīng)不低于總學(xué)時(shí)的30%。同時(shí)，課程設(shè)置應(yīng)具有地方性特點(diǎn)。面對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略一盤棋，激光加工技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置必須與學(xué)校專業(yè)發(fā)展同步，切合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大局，讓教材開發(fā)和課程設(shè)置具有鮮明的為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的辦學(xué)特色。只有把統(tǒng)一性和地方性有效結(jié)合，才能適應(yīng)社會需求，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

課程設(shè)置要與師資隊(duì)伍的建設(shè)相結(jié)合師資隊(duì)伍包括教師隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等。它對推動課程的整體改革，推進(jìn)教育教學(xué)觀念，提高教學(xué)質(zhì)量起著重要作用。我們每年選派1至2位教師到武漢高校進(jìn)行激光加工技術(shù)專業(yè)培訓(xùn)，以此提高教師理實(shí)一體化教育教學(xué)水平。培訓(xùn)的主要內(nèi)容包括四方面：一是接受激光加工技術(shù)對當(dāng)代社會發(fā)展所起作用的感性和理性認(rèn)知培訓(xùn)，感知新技術(shù)給社會帶來的巨大變革；二是對接受培訓(xùn)的教師進(jìn)行激光加工專業(yè)理論水平的培訓(xùn)，為夯實(shí)技能功底打好基礎(chǔ)；三是借助“中國光谷”技術(shù)優(yōu)勢，讓教師到激光設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技能專項(xiàng)訓(xùn)練；四是邀請來自全國中職院校的部分優(yōu)秀教師、高校專家、行業(yè)精英等，一起研討課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、手段和方法，以便使課程設(shè)置更趨于合理化、規(guī)范化和科學(xué)化。

不可否認(rèn)，雖然我們開創(chuàng)了將激光加工技術(shù)引入中職課堂的先河，但是作為新興專業(yè)，課程設(shè)置畢竟還處于起步階段，存在這樣或那樣的問題。所以敬請各位同仁在教學(xué)實(shí)踐中不斷提出合理化的意見和建議，以便讓課程設(shè)置日臻完善。

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、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(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)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢

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)國家的高度重視。

激光加工是國外激光應(yīng)用中最大的項(xiàng)目，也是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的重要手段，主要是kW級到10kW級CO2激光器和百瓦到千瓦級YAG激光器實(shí)現(xiàn)對各種材料的切割、焊接、打孔、刻劃和熱處理等。據(jù)1997~1998年的最新激光市場評述和預(yù)測，1997年全世界總激光器市場銷售額達(dá)32.2億美元，比1996年增長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10億美元，醫(yī)用激光器是國外第二大應(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。在美國和歐洲CO2激光器占到了70~80％。我國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)動機(jī)的汽缸套。這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和社會效益都很高，故有很大的市場前景。

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激光器已開始擠進(jìn)kw級CO2激光器切割市場。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越窄，重復(fù)頻率越來越高，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、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。

激光技術(shù)在我國經(jīng)過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，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)格符合國內(nèi)目前市場的需求，市場占有率達(dá)90％以上。

存在的主要問題：

－－科研成果轉(zhuǎn)化為商品的能力差，許多有市場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。國外不僅二級管泵浦的全固態(tài)激光器已用于生產(chǎn)過程中，而且二級管激光器也被應(yīng)用，而我國二極管泵浦的全固態(tài)激光器還處在剛開始研究開發(fā)階段。

－－對加工技術(shù)的研究少，尤其對精細(xì)加工技術(shù)的研究更為薄弱，對紫外波激光進(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)及主要研究內(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．主要研究內(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，提高國產(chǎn)機(jī)水平；同時(shí)開發(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，力爭在國內(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)的檢測手段，并進(jìn)行方法研究。

（3）激光切割技術(shù)研究。對現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(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)、過程監(jiān)測和控制、噴咀、浮動裝置的設(shè)計(jì)和研制以及CAD／CAM等方面開展工作。

（4）激光焊接技術(shù)研究。開展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設(shè)備要求及焊接過程參數(shù)監(jiān)測和控制技術(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)國家級加工技術(shù)研究中心，開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：特種加工技術(shù)課程論文

《特種加工技術(shù)》課程論文

摘要：特種加工方法，是難切削材料、復(fù)雜型面、精細(xì)表面、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了特種加工技術(shù)的特點(diǎn)、類別，并分別較深入地介紹了激光加工、電火花加工、電火花線切割加工技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，原理和最新進(jìn)展。并預(yù)測今后特種加工的發(fā)展方向，最后給予特種加工技術(shù)展望。

關(guān)鍵詞：特種加工；電火花加工；電火花線切割加工；激光加工

前言

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、國防軍工和航空航天技術(shù)發(fā)展迅速，與此同時(shí)，高度、高韌性、高強(qiáng)度和高脆性等難切削材料的應(yīng)用日益廣泛，制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊工件的求也在日益增加。社會需求與技術(shù)進(jìn)步的結(jié)合促使特種加工技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展。所謂特種加工，是一種利用化學(xué)能、電能、聲能、機(jī)械能以及光能和熱能對金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。其工作原理不同于傳統(tǒng)的機(jī)械切削方法，即加工過程中工件與所用工具之間沒有明顯的切削力，工具材料的硬度也可低于工件材料的硬度。特種加工技術(shù)在國內(nèi)外各行各業(yè)的應(yīng)用中取得了巨大成效，它們有著各自的特點(diǎn)，特殊材料或特殊結(jié)構(gòu)工件的加工工藝性發(fā)生了根本變化，解決了傳統(tǒng)加工方法所遇到的各種問題，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要加工手段和關(guān)鍵制造技術(shù)。[1]特種加工的特點(diǎn)

特種加工與一般機(jī)械切削加工相比，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在某種場合上，它是一般機(jī)械切削加工的補(bǔ)充，擴(kuò)大了機(jī)械加工的領(lǐng)域。它具有以下較為突出的特點(diǎn)。

（1）不用機(jī)械能，與加工對象的機(jī)械性能無關(guān)，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等，這些加工方法與工件的硬度強(qiáng)度等機(jī)械性能無關(guān)，故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、特殊性能的金屬和非金屬材料。

（2）非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。

（3）微細(xì)加工，工件表面質(zhì)量高，有些特種加工，如超聲、電化學(xué)、水噴射、磨料流等，加工余量都是微細(xì)進(jìn)行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。

（4）不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。

（5）兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復(fù)合加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用。

（6）特種加工對簡化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。

特種加工的分類

與其它先進(jìn)制造技術(shù)一樣，特種加工正在研究、開發(fā)推廣和應(yīng)用之中，具有很好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。依據(jù)加工能量的來源及作用形式列舉各種常用的特種加工方法。特種加工按照所利用的能量形式來分類，具體如下:（1）電、熱能 電火花加工、電子束加工、等離子加工。（2）電、機(jī)械能 離子束加工。

（3）電、化學(xué)能 電解加工、電解拋光。

（4）電、化學(xué)能、機(jī)械能 電解磨削、陽極機(jī)械磨削。（5）光、熱能 激光加工。

（6）化學(xué)能 化學(xué)加工、化學(xué)拋光。（7）聲、機(jī)械能 超聲加工。

（8）機(jī)械能 磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。

目前，生產(chǎn)實(shí)用中應(yīng)用最廣的是電火花加工、電火花線切割加工、激光加工、超聲加工和電化學(xué)加工技術(shù)。

電火花加工

電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工，英文簡稱EDM。1.電火花加工的工作原理

進(jìn)行電火花加工時(shí)，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中，或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過間隙自動控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。

電火花加工

在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點(diǎn)工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走。這時(shí)在工件表面上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)。

緊接著，下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點(diǎn)處擊穿，產(chǎn)生火花放電，重復(fù)上述過程。這樣，雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產(chǎn)率。

電火花加工

在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下，一邊蝕除工件金屬，一邊使工具電極不斷地向工件進(jìn)給，最后便加工出與工具電極形狀相對應(yīng)的形狀來。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運(yùn)動方式，就能加工出各種復(fù)雜的型面。

工具電極常用導(dǎo)電性良好、熔點(diǎn)較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。

工作液作為放電介質(zhì)，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點(diǎn)較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì)，如煤油、去離子水和乳化液等。

2.電火花加工的主要特點(diǎn)

①能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復(fù)雜形狀工件；

②加工時(shí)無切削力；

③不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷；

④工具電極材料無須比工件材料硬；

⑤直接使用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)自動化；

⑥加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層，在某些應(yīng)用中須進(jìn)一步去除；

⑦工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。

電火花加工的主要用途是：①加工具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和零件；②加工各種硬、脆材料如硬質(zhì)合金和淬火鋼等；③加工深細(xì)孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等；④加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。

3.電火花加工的應(yīng)用領(lǐng)域及最新進(jìn)展

它包括電火花型腔加工和穿孔加工兩種。電火花型腔加工主要用于加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木膜的型腔。電火花穿孔加工主要用于型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年來，為了解決小孔加工中電極截面小、易變形、孔的深徑比大、排屑困難等問題，在電火花穿孔加工中發(fā)展了高速小孔加工，取得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，電火花加工機(jī)的各項(xiàng)工藝指標(biāo)均已達(dá)到很高的水平，機(jī)床具有了優(yōu)越的性能與強(qiáng)大的功能。在這種情況下，進(jìn)一步發(fā)展就應(yīng)該呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。電加工技術(shù)的發(fā)展趨勢歸納為五化：精密微細(xì)化、智能化、個(gè)性化、綠色環(huán)?；透咝Щ痆2]。

研究表明，對于同一種金屬材料，在電火花加工時(shí)，存在一個(gè)最佳脈沖參數(shù)組合。所謂最佳脈沖參數(shù)，是指在一定的表面粗糙度和工具電極損耗的前提下能獲得的最高生產(chǎn)率。即隨著加工電流的改變，存在一個(gè)最佳的加工電流值，低于或者超過這個(gè)最佳值，都會降低加工速度；在其它電規(guī)準(zhǔn)不變的情況下，隨著脈沖寬度的改變，也存在一個(gè)最佳的脈寬值，低于或者超過這個(gè)最佳脈寬值，都會降低電火花加工的速度。脈間減小，脈寬系數(shù)增大，加工速度提高。當(dāng)設(shè)定的極間距離比常用的加工條件窄時(shí)，放電產(chǎn)生的加工液沸騰、氣化膨脹使得放電通道周圍介質(zhì)可獲得較大的流速，有效地利用這種原理，將加工屑、析碳等從極間排出去。這樣做可減小脈沖間隔時(shí)間，增加放電頻率，促進(jìn)放電生成物的排出，提高加工效率。上海交通大學(xué)系統(tǒng)地研究了使用該方法的放電加工特性，在峰值電流為60A，脈沖寬度為200μs，脈寬系數(shù)為80%，平均極間距為47μm時(shí)，即使不采用定時(shí)抬刀，仍然可以將放電生成物順利排極間，從而實(shí)現(xiàn)高效率放電加工[3]。

采用工作液中加入氣體的方式，以提高電火花加工效率是近幾年的研究熱點(diǎn)之一。日本的M.Kunieda 等采用水作工作液，并向工作液中通入氧氣，可以觀察到更大的放電凹坑和更加頻繁的放電，加工速度也相應(yīng)提Kunieda 等又以氧氣作工作介質(zhì)，研究了氣中放電三維銑削加工，最大加工效率達(dá)12.2mm3/min，是同樣加工條件下普通電加工銑削效率的6倍[4]。此外，利用非燃性工作液或在工作液中加入添加劑的電火花加工可成倍提高加工速度。日本的三菱電機(jī)公司、Sodick 公司相繼開發(fā)了利用水基工作液的電火花成形加工機(jī)，在水基工作液中加工鋼材，在相同的平均加工電流下，其加工速度比煤油工作液高出2～3 倍。

日本的國枝正典等人，在研究電火花加工放電位置檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了放電位置的可控性研究。其試驗(yàn)原理基于對放電等效回路的分析，可以在納秒數(shù)量級內(nèi)獲得優(yōu)先擊穿的幾率[5]。這一研究進(jìn)展對于電火花加工 的過程控制可能帶來非常深刻的影響，很有可能將過去被動的控制策略變成為主動控制策略，從而不必依賴延長放電停歇時(shí)間來保證間隙消電離，避免放電集中導(dǎo)致的拉弧等有害放電。這樣不僅可以保證加工更加穩(wěn)定，而且可以大幅度提高加工效率。

為實(shí)現(xiàn)高效電火花加工，全面推動電火花加工設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，在采用先進(jìn)控制系統(tǒng)的同時(shí)，機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也需要進(jìn)一步完善，其研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在以下幾方面：以往直線電機(jī)主要用在加工中心上。目前，直線電機(jī)在沙迪克公司生產(chǎn)的EDM和WEDM機(jī)床上已廣泛使用。直線電機(jī)的使用，滿足了EDM加工高速響應(yīng)的特別要求。最大驅(qū)動力高達(dá)3000N，速度可100m/min，最大加速度達(dá)1g 以上。能消除由于電蝕產(chǎn)物未排除而發(fā)生的集中放電，二次放電間隙不均勻等現(xiàn)象也得到極大的抑制，從而改善了加工質(zhì)量，提高了加工效率[6]。在驅(qū)動方式上，過去常以滾珠絲杠驅(qū)動工作臺。近年來，不斷探索采用新型的驅(qū)動方式，如具有快速響應(yīng)的電磁式線性驅(qū)動裝置、壓電元件和磁致伸縮振子驅(qū)動裝置等的應(yīng)用已成為一種發(fā)展趨勢，這些都有利于電火花加工速度的提高[7]。

在工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度地發(fā)揮工作液在加工過程中的輔助功能，以獲得生產(chǎn)率最高的最佳加工效果。在這方面應(yīng)敢于創(chuàng)新并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)嘗試，不斷改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，通過將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，全面提高電火花加工的加工性能。比如蘇州電加工機(jī)床研究所葉軍所長等人發(fā)明設(shè)計(jì)的一種高效放電銑削加工的高效冷卻及排出蝕除物方法，其特征在于加工中將浸泡冷卻、內(nèi)沖液冷卻及排出蝕除物、外包液冷卻及排出蝕除物三種冷卻方式有機(jī)組合，有效地解決了高效放電銑削加工中冷卻和排除蝕除物的難題，對高效放電銑削加工工藝的發(fā)展和應(yīng)用具有實(shí)際意義[8]。

綜上所述，加工過程的高效化就是提高電火花加工的效率，它不僅體現(xiàn)在單位放電脈沖蝕除材料量的大小上，而且體現(xiàn)在采用新型高效的加工工藝和改進(jìn)電火花加工控制系統(tǒng)、工作液循環(huán)系統(tǒng)、機(jī)床結(jié)構(gòu)等對電火花加工放電效果的影響上。電火花加工中，在保證加工精度的前提下，應(yīng)提高粗、精加工效率，同時(shí)應(yīng)減少輔助加工時(shí)間，包括編程時(shí)間、工件裝夾時(shí)間、維修時(shí)間等。

電火花線切割加工技術(shù)

電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM），有時(shí)又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。

1.電火花線切割加工的基本原理

工件安裝在工作臺上，工作臺通常由X軸和Y 軸電動機(jī)驅(qū)動。工具電極（電極絲）為直徑0.02～ 0.3毫米的金屬絲，由走絲系統(tǒng)帶動電極絲沿其軸向移動。走絲方式有兩種：①高速走絲，速度為9～10米/秒，采用鉬絲作電極絲,可循環(huán)反復(fù)使用；②低速走絲，速度小于10米/分，電極絲采用銅絲，只使用一次。脈沖電源加在工件與電極絲之間，一般工件接正極，電極絲接負(fù)極。工件與電極絲之間用噴嘴噴入工作液(乳化液、去離子水等)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預(yù)先輸入的工作程序輸出相應(yīng)的信息，使工作臺作相應(yīng)的移動，工件與電極絲靠近。當(dāng)兩者接近到適當(dāng)距離時(shí)(一般為0.01～0.04毫米)便產(chǎn)生火花放電，蝕除金屬。金屬被蝕除后工件與電極絲之間的距離加大，控制系統(tǒng)根據(jù)這一距離的大小和預(yù)先輸入的程序，不斷地發(fā)出進(jìn)給信號，使加工過程持續(xù)進(jìn)行。2.電火花線切割加工的主要特點(diǎn)

電火花線切割加工除具有電火花加工的基本特點(diǎn)外，還有一些其他特點(diǎn)： ①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面。

②能切割0.05毫米左右的窄縫。

③加工中并不把全部多余材料加工成為廢屑，提高了能量和材料的利用率。④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度。

⑤電火花線切割能達(dá)到的切割效率一般為20～60毫米2/分，最高可達(dá)300毫米2/分；加工精度一般為±0.01～±0.02毫米，最高可達(dá)±0.004毫米；表面粗糙度一般為Rα2.5～1.25微米,最高可達(dá)Rα0.63微米；切割厚度一般為40～60毫米，最厚可達(dá)600毫米。

3.電火花線切割加工的應(yīng)用領(lǐng)域及研究進(jìn)展

電火花線切割加工主要用于模具制造，在樣板、凸輪、成形刀具、精密細(xì)小零件和特殊材料的加工中也得到日益廣泛的應(yīng)用。此外，在試制電機(jī)、電器等產(chǎn)品時(shí)，可直接用線切割加工某些零件，省去制造沖壓模具的時(shí)間，縮短試制周期。近年來電火花線切割加工無論在加工過程控制,還是改進(jìn)加工工藝方面都取得了許多新的進(jìn)展。主要表現(xiàn)在突破了許多傳統(tǒng)觀念的束縛,產(chǎn)生了一些新的加工方法,以及一些新的控制和檢測方式,這些進(jìn)展既提高了加工質(zhì)量,也提高了加工效率,不僅可在去離子水中加工,也可在其他混粉電介質(zhì)溶液中加工,大大擴(kuò)展了這一技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

對于電火花線切割加工,特別是加工階梯狀的工件,斷絲和加工不穩(wěn)定始終是降低加工效率的主要因素。傳統(tǒng)的方法是針對工件最薄處來設(shè)置加工參數(shù),然而,這樣雖然降低了斷絲的可能性并保持了

穩(wěn)定的加工,卻大大降低了加工速度。因?yàn)楹茈y在線得到工件的厚度并設(shè)置合適的加工參數(shù),因此發(fā)展了許多近似數(shù)學(xué)模型來估計(jì)工件的厚度。這些模型表示了放電能量和材料去除率之間的關(guān)系,其中模型系數(shù)通過大量的實(shí)驗(yàn)獲得。然而這樣的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型只適用于加工厚度逐漸變化的工件,對于厚度突然增加或者減少的工件卻不適用。為此,一個(gè)多輸入的動態(tài)和隨機(jī)模型被用來描述平均間隙電壓,放電頻率和機(jī)床進(jìn)給速度之間的關(guān)系[9-10 ]。對于iso 能量型的電火花線切割機(jī)床,有研究者提出了特定放電能量的概念。電火花加工過程涉及許多因素,從放電能量的觀點(diǎn)看,每一個(gè)放電都是一個(gè)能量輸出,能量分布在工件、電極絲以及在材料去除中的有效能量消耗上。它受許多因素的影響,比如:工件和電極絲之間的間隙、噴流壓力、電介質(zhì)的導(dǎo)電性以及放電持續(xù)時(shí)間等;對于典型波形的放電電壓和電流,可計(jì)算出單次放電能量以及單位時(shí)間內(nèi)的放電能量。考慮到放電過程中的非正常放電(電弧放電或短路)以及實(shí)際用于材料去除的能量所占總能量的比率,可得出有效放電功率;而被定義為去除單位體積材料的特定放電能量,不但與有效放電功率有關(guān),還受到間隙寬度、工件高度以及電極絲進(jìn)給速度的影響。因此,可得出材料去除量與放電頻率之間關(guān)系的等式。其中的系數(shù)與文獻(xiàn)[9]中不同,前者與放電持續(xù)時(shí)間、特定放電能量、放電效率、間隙寬度以及正常放電比率有關(guān),而后者只是放電頻率的函數(shù),當(dāng)工件高度改變時(shí)加工特性也發(fā)生改變,因此在估計(jì)到工件高度之前,很難得到正確的厚度辨識系數(shù)。由于影響高度辨識參數(shù)的值涉及許多變量且數(shù)量龐大,很難在線全部檢測到,所以為了簡化厚度辨識過程,首先用文獻(xiàn)[9]中等式辨識出工件厚度,然后乘上一個(gè)修正因子,就得到了最終辨識工件厚度,而修正因子是初始辨識到的工件厚度的函數(shù)。實(shí)踐證明[11] ,這種辨識工件厚度的方法是可行的、精確的,辨識誤差小于1 mm ,并能很快完成。

在電火花線切割加工過程中,雖然電極絲被施加了特定的張力以盡量保持電極絲的直線性,但由于絲的柔韌性,不可避免地會在加工過程中產(chǎn)生一定的延遲,特別是在絲的中部。文獻(xiàn)[12]提出了一種結(jié)合攝像機(jī)和CCD 的技術(shù)來測量電極絲經(jīng)過工件時(shí)的偏差,這樣,就可建立電極絲的偏差模型,用合適的方法來控制拐角切割,提高零件的加工精度。

在電火花線切割加工中,放電間隙狀態(tài)對于伺服控制以及脈沖電源的自適應(yīng)控制是一個(gè)很重要的依據(jù)。目前廣泛應(yīng)用的固定閥值法很難用來測量非矩形間隙電壓波形,文獻(xiàn)[13]提出了浮動閥值法來檢測間隙電流和測量與間隙峰值電流成比例變化的電壓閥值,這樣就可以在線實(shí)時(shí)地區(qū)分3 種不同的放電狀態(tài)(開路、放電和短路)。

激光機(jī)工

激光加工是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的。它擴(kuò)展了光為人類服務(wù)的領(lǐng)域，加深了人類對光的認(rèn)識。激光加工在再制造業(yè)同樣有其不可替代的地位。激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化發(fā)展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層發(fā)展到復(fù)合涂層及陶瓷涂層，從而使得激光表面加工技術(shù)成為再制造的一項(xiàng)重要手段。它主要是采用高功率激光器及其系統(tǒng)。但目前我國激光在此領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)尚不成熟。主要表現(xiàn)為：高檔激光加工系統(tǒng)少； 主力激光器不過關(guān)；微細(xì)激光加工裝備缺口較大；而這些領(lǐng)域我國的生產(chǎn)加工企業(yè)正在積蓄力量穩(wěn)步進(jìn)入，國內(nèi)應(yīng)用市場有很大發(fā)展空間。國內(nèi)各類制造業(yè)接受了激光加工技術(shù)，使他們的產(chǎn)品加快產(chǎn)品更新的速度。

1.激光機(jī)工的基本原理

激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料（包括金屬與非金 屬）的原理進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一種加工新技術(shù)，涉 及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科。

公認(rèn)的激光加工原理是兩種：分別為激光熱加工和光化學(xué)加工(又稱 冷加工)。激光熱加工指當(dāng)激光束照射到物體表面時(shí)，引起快速加熱，熱力把對 象的特性改變或把物料熔解蒸發(fā)。熱加工具有較高能量密度的激光束（它是集中的能量流），照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程，從而使材料表面（或涂層）溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象

光化學(xué)加工指當(dāng)激光束加于物體時(shí)，高密度能量光子引發(fā)或控制光化學(xué)反應(yīng)的加工過程.冷加工具有很高負(fù)荷能量的（紫外）光子，能夠打斷材料（特別是有機(jī)材料）或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生“熱損傷”副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用

2.激光加工的特點(diǎn)

①由于激光加工熱影響區(qū)域小，光束方 向性好，其幾乎可以加工任何材料。常用來進(jìn)行選擇性加工，精密加工。

②由于激光加工是無接觸式加工，工具不會與工件的表面 直接磨察產(chǎn)生阻力，所以激光加工的速度極快、加工對象受熱影響的范圍較小而 且不會產(chǎn)生噪音。

③由于激光束的能量和光束的移動速度均可調(diào)節(jié)，因此激光加工 可應(yīng)用到不同層面和范圍上。

3.激光加工的應(yīng)用領(lǐng)域及研究進(jìn)展

國內(nèi)工業(yè)激光設(shè)備企業(yè)和研制生產(chǎn)概況自上世紀(jì)90年代開始，隨著市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)了許多從事研制、生產(chǎn)和經(jīng)營激光器和激光加工設(shè)備的公司。按現(xiàn)代企業(yè)制度建立 的這些新興公司（企業(yè)），經(jīng)營理念完全定位于市場經(jīng)濟(jì)，在市場中找生機(jī)，發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢，擇優(yōu)而用，滿足用戶要求,通過融資，壯大財(cái)力,吸納海內(nèi)外技術(shù)優(yōu)勢，通過各種渠道，形成 自家的技術(shù)優(yōu)勢和服務(wù)于用戶的產(chǎn)品優(yōu)勢。激光加工的應(yīng)用現(xiàn)狀 激光加工的應(yīng)用現(xiàn)狀激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，現(xiàn)在已開發(fā)出20 多種激光加工技術(shù)。激光 的空間控制性和時(shí)間控制性很好，對加工對象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很 大，特別適用于自動化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適 時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。目前已成熟的激 光加工技術(shù)包括：激光切割技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光打標(biāo)技術(shù)、激光快速成形技術(shù)、激光 打孔技術(shù)、激光去重平衡技術(shù)、激光蝕刻技術(shù)、激光微調(diào)技術(shù)、激光存儲技術(shù)、激光劃線技 術(shù)、激光清洗技術(shù)、激光熱處理和表面處理技術(shù)。

由于激光可以通過聚焦而獲得高密度能量(106～108 J / cm2),瞬間可使任何固體材料熔化甚至蒸發(fā),因此從理論上說可以用來加工任何種類的固體材料。事實(shí)上,激光一經(jīng)發(fā)明,人們首先想到用其來對寶石這類采用常規(guī)方法難以加工的材料進(jìn)行孔加工。目前,激光已經(jīng)廣泛用于各類材料的孔加工和切割,如進(jìn)行木模板的激光切割和石油管道的激光切縫等。

激光焊接與常規(guī)焊接方法相比,具有如下一系列優(yōu)點(diǎn)[14]:利用激光的高密度能量,可對高熔點(diǎn)、難熔金屬或兩種不同金屬材料進(jìn)行焊接,也可對非金屬材料進(jìn)行焊接(如玻璃的焊接);加熱速度快,作用時(shí)間短,熱影響區(qū)小,熱變形可以忽略;屬于非接觸焊接,無機(jī)械應(yīng)力和機(jī)械變形;激光焊接裝置容易與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī);可在大氣中焊接,無污染等。因此,激光焊接在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用。激光表面改性技術(shù)包括:激光表面相變硬化、激光表面合金化與熔覆、激光表面非晶化與微晶和激光沖擊強(qiáng)化等[15]。利用激光表面改性技術(shù)可以極大地提高零件表面的機(jī)械、物理和化學(xué)性質(zhì),現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

例如經(jīng)激光表面硬化的AISI1045 鋼樣品,其表面硬度HRC 為55 ,磨損10 h 后所產(chǎn)生的質(zhì)量損耗為0.6～1.4 mg;而在相同試驗(yàn)條件下,未經(jīng)處理的AISI1045 鋼的硬度HRC 僅為35 ,質(zhì)量損耗為4.18 mg ,經(jīng)激光表面硬化后的樣品耐磨性能提高3～6 倍。在我國,激光表面硬化已廣泛應(yīng)用于汽車缸套、活塞環(huán)、曲軸、凸輪軸及錠桿等易損件的處理加工中,特別是對小汽車缸套的熱處理已取得明顯經(jīng)濟(jì)效益, 經(jīng)激光表面硬化的汽車缸套可提高使用壽命2～3 倍。

激光刻蝕在微電子行業(yè)可用于半導(dǎo)體器件和芯片的加工,也可用于精密光學(xué)器件的加工,如用激光刻蝕加工半導(dǎo)體芯片和三維光柵。利用激光的高密度能量,可對硬脆性難加工材料進(jìn)行激光銑削加工(如利用脈沖激光銑削加工硬質(zhì)合金和氧化鋁陶瓷)。利用脈沖激光還可以對軋輥進(jìn)行毛化,經(jīng)過毛化的軋輥軋制的汽車簿板具有著油漆牢固的特點(diǎn)[16];另外還可以利用激光對鋼套等零件進(jìn)行毛化,大大提高其耐磨壽命。

自20 世紀(jì)90 年代初美國3D Systems 公司開發(fā)出世界首臺商品化的快速成形系統(tǒng)裝置以來,快速成形技術(shù)得到蓬勃發(fā)展?？焖俪尚?Rapid Pro2totyoing ,簡稱RP)通過材料堆積,快速、精密地制造出實(shí)際零件,它體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控、激光加工、新材料等學(xué)科和技術(shù)的綜合利用[17]。它不需要借助其他設(shè)備和工具,迅速和精確地制造出復(fù)雜的工模具、模型和工藝品。激光快速成形技術(shù)主要有激光層疊法、粉末燒結(jié)法、光固化法等。

早在1977 年,美國麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系科學(xué)家Haggerty 博士就發(fā)明了陶瓷粉末的激光合成法[18],現(xiàn)已發(fā)展到廣泛利用激光來制造金屬和非金屬材料納米粉。激光清洗可使物體表面污垢通過吸收光能而蒸發(fā)去除,或在表面產(chǎn)生力學(xué)共振而使污垢凝結(jié)脫落。激光清洗可用來清洗微電子芯片、設(shè)備的剝漆,以及對古董、字畫進(jìn)行除垢等。

特種加工存在的問題

雖然特種加工已解決了傳統(tǒng)切削加工難以加工的許多問題，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益上顯示出很大的優(yōu)越性，但目前它還存在不少亟待解決的問題。

（1）不少特種加工的機(jī)理（如超聲、激光等加工）還不十分清楚，其工藝參數(shù)選擇、加工過程的穩(wěn)定性均需進(jìn)一步提高。

（2）有些特種加工（如電化學(xué)加工）加工過程中的廢渣、廢氣若排房不當(dāng)，會產(chǎn)生環(huán)境污染，影響工人健康。

（3）有些特種加工（如快速成形、等離子弧加工等）的加工精度及生產(chǎn)率有待提高。

（4）有些特種加工（如激光加工）所需設(shè)備投資大、使用維修費(fèi)高，亦有待進(jìn)一步解決。

特種加工的發(fā)展趨勢

廣泛采用自動化技術(shù)、利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的自動控制，建立特種加工的系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工的主要發(fā)展趨勢，開發(fā)由不同特種加工技術(shù)復(fù)合而成的加工方法，如電解電火花加工、電解電弧加工等復(fù)合加工，以揚(yáng)長避短提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率，另外還應(yīng)著重于新的工藝方法的研究，不斷提高加工工藝水平?？紤]到一些特種加工技術(shù)對環(huán)境的污染問題，必須要著重解決廢渣、廢氣、廢液的“三廢” 轉(zhuǎn)化問題，向“綠色” 工業(yè)及可持續(xù)發(fā)展工業(yè)轉(zhuǎn)化。

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第四篇：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)械制造等國民經(jīng)濟(jì)重要部門，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。

激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(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。我國的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國外廣泛得多。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)清潔無污染的環(huán)境及生產(chǎn)過程，而這也是當(dāng)下激光加工的優(yōu)勢。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，對工件無污染。

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，便于自動化控制。

5、范圍廣泛：幾乎可對任何材料進(jìn)行雕刻切割。

6、安全可靠：采用非接觸式加工，不會對材料造成機(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，對于小批量加工服務(wù)，激光加工更加便宜。

11、切割縫細(xì)?。杭す馇懈畹母羁p一般在0.1-0.2mm。

12、切割面光滑：激光切割的切割面無毛刺。

13、熱變形?。杭す饧庸さ募す飧羁p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，它們在工業(yè)加工制作方面都起到了重要的作用。

而從地域發(fā)展情況來看，激光市場在亞太地區(qū)的長足發(fā)展是激光行業(yè)快速發(fā)展的又一大因素。中國、日本、韓國發(fā)展速度尤為突出。未來五年內(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)和傳動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在高速狀態(tài)下良好的運(yùn)動精度。

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實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，通過脈沖使激光器放電，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)過光路傳導(dǎo)及反射并通過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)相對運(yùn)動打點(diǎn)，這樣就會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

激光加工屬于無接觸加工,并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(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可以通過透明介質(zhì)對密閉容器內(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激光加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工件。

④可以對多種金屬、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無接觸加工，對工件無直接沖擊，因此無機(jī)械變形，并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào)，因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。

⑦激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有或影響極小，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,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，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)越來越靠攏國外的激光切割機(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,因此讓被切割工件的表面受熱均勻,因此切割起來的精度非常高；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.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；相信國內(nèi)的激光切割機(jī)精密激光加工技術(shù)會發(fā)展的越來越好.國外激光加工技術(shù)及發(fā)展動態(tài)

以德國、美國、日本、俄羅斯為代表的少數(shù)發(fā)達(dá)國家，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Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工業(yè)激光器上稱雄天下；美國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傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，進(jìn)入“光加工”時(shí)代。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，激光技術(shù)開辟了廣闊的應(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)存儲等9個(gè)主要類別。根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料表明，2013年全世界總的激光銷售超過1000億元。其中全球激光器市場銷售額較2013年增長6.0%，達(dá)到93.34億美元。美國市場借助出口方面的出色表現(xiàn)有所增長；歐洲憑借德國的出口增長僅維持收支平衡；亞洲市場，東盟國家的增長抵消了中國的經(jīng)濟(jì)放緩以及日本的零增長。

國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)整體格局

國內(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，我國激光產(chǎn)業(yè)平均行業(yè)復(fù)合成長率將不低于20%。

我國激光加工產(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“光谷”。武漢地區(qū)可以說見證了中國激光加工產(chǎn)業(yè)從無到有、從弱到強(qiáng)的整個(gè)歷程，是中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的縮影

2.國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)單位

激光技術(shù)在我國經(jīng)過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，形成了我國激光器系統(tǒng)技術(shù)研究開發(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發(fā)的核心技術(shù)上，形成了5個(gè)國家級的激光技術(shù)研究中心，10多個(gè)研究機(jī)構(gòu)。

我國激光產(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。

第五篇：《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)由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。

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

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

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：董吉順、徐方、楊書評。

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

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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；

r)擺動偏差；

s)拐角偏差；

t)程序存儲容量；

u)基本動作控制方式；

v)輸入輸出接口；

w)編程方式；

x)動力源參數(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元器件、部件，入廠時(shí)需經(jīng)檢驗(yàn)部門復(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)無松動；活動部分潤滑和冷卻狀況良好。

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

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)動平穩(wěn)、正常。

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

5.3.4 電力線與信號線盡可能分開遠(yuǎn)離，并對信號線采用屏蔽、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)開關(guān)、急停開關(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)注明顯的接地符號保護(hù)導(dǎo)線截面積>6.0mm[sup]2[/sup]，引入來自PELV電源的50Hz低電壓、10A電流至少10s時(shí)間，PE端子和保護(hù)接地部件各測試點(diǎn)間的最大實(shí)測電壓降不應(yīng)超過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，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故障工作時(shí)間(MTBF)和平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)來衡量，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)說明書或操作、安裝、維修說明書等技術(shù)文件以及產(chǎn)品合格證明書。

試驗(yàn)方法

6.1 試驗(yàn)條件

見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JB/T8896-1999第5.3條。

6.4 性能測試

6.4.1 各軸位移量測量

見JB/T8896-1999第5.4.1條。

6.4.2 工作空間測量

見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)器人被測關(guān)節(jié)以最大速度做最大范圍的運(yùn)動，測出速度的最大值。重復(fù)測量10次，以10次所測結(jié)果的平均值作為測量結(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，測出機(jī)械接口坐標(biāo)原點(diǎn)或工具中心點(diǎn)的速度。重復(fù)測量10次，以10次測得結(jié)果的平均值作為測量結(jié)果。

6.4.5 位姿準(zhǔn)確度測量

見GB/T12642-200l第7.2.1條。

6.4.6 位姿重復(fù)性測量

見GB/T12642-2001第7.2.2條。

6.4.7 位置超調(diào)量測量

見GB/T12642-2001第7.5條。

6.4.8 位姿準(zhǔn)確度漂移測量

見GB/T12642-2001第7.6條。

6.4.9 位姿重復(fù)性漂移測量

見GB/T18642—2001第7.6條。

6.4.10 軌跡準(zhǔn)確度測量

見GB/T12642 200l第8.2條。

6.4.11 軌跡速度準(zhǔn)確度測量

見GB/T12642 2001第8.6.2條。

6.4.12 軌跡重復(fù)性測量

見GB/T12642-2001第8.3條。

6.4.13 軌跡速度重復(fù)性測量

見GB/T12642-2001第8.6.1條和第8.6.3條的測量方法。

6.4.14 軌跡速度波動測量

見GB/T12642-2001第8.6.1條和第8.6.4條的測量方法。

6.4.15 擺動偏差測量

見GB/T12642-2001第11.1條。

6.4.16 拐角偏差測量

見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)性測量

見GB5226.1-2002第19.2條。

6.5.2 絕緣電阻測量

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GB5225.1-2002第19.4條。

6.6 噪聲試驗(yàn)

見JB/T8896-1999第5.7條。

6.7 連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)

見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，對機(jī)器人進(jìn)行示教編程和離線編程，并啟動機(jī)器人進(jìn)行自動運(yùn)行，工作應(yīng)正常。

6.9 電源適應(yīng)能力試驗(yàn)

見JB/T 8896-1999第5.8條。

6.10 電磁兼容性試驗(yàn)

見GB/Z19397-2003第6章。

6.11 環(huán)境氣候適應(yīng)性試驗(yàn)

見JB/T8896-1999第5.10條。

6.12 振動試驗(yàn)

見JB/T8896-1999第5.11條。

6.13 運(yùn)輸試驗(yàn)

見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JB/T8896-1999第3章。

檢驗(yàn)項(xiàng)目

見表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；

c)動力源參數(shù)及耗電功率；

d)外形尺寸和重量；

e)生產(chǎn)編號；

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；

b)使用說明書及安裝圖或操作、安裝、維修說明書；

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

長期存放機(jī)器人產(chǎn)品的倉庫，其環(huán)境溫度為0℃～40℃，相對濕度不大于80%。其周圍環(huán)境應(yīng)無腐蝕、易燃?xì)怏w，無強(qiáng)烈機(jī)械振動、沖擊及強(qiáng)磁場作用。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