发布时间 : 星期四 文章正式B5 高精密激光切割技术的应用研究陈文敬 - 图文更新完毕开始阅读54e1d49b168884868662d6de
4.2.3望远镜法定位 .............................................................................. 35 4.2.4实验小结 ...................................................................................... 36 总结 ................................................................................................................... 37 参考文献 .......................................................................................................... 39 致谢 ................................................................................................................... 41
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第一章 绪论
1.1前言
激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比,最大区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切缝边缘垂直度好、切边光滑、切割过程容易实现自动化控制等优点。可切割碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶布、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等。激光切割板材时,不需要模具,可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能大大缩短生产周期和降低成本。因此,目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。
近年来,激光切割技术发展很快,国际上每年都以15%～20%的速度增长。我国自1985年以来,更以每年25%以上的速度增长。当然,由于我国激光工业基础较差,激光加工技术的应用尚不普遍,激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距。因此,在我国,激光切割技术的推广和应用潜力很大。
激光切割系统主要由机床主机、激光器、控制系统三大主要部分组成。控制系统是整个系统的控制中枢,负责协调整个系统的正常工作,主要完成加工轨迹控制、焦点位置控制和机、光、电一体的协调控制。数控激光切割机的研制属于机电一体化范畴它的研制使生产系统具有友好的人机界面,方便而易学的编程方式,以及精确的切割轨迹控制功能,适合于工业现场的使用,极大地提高了生产率。
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1. 2激光切割技术的应用和优越性
激光切割技术的应用主要在下面几个方面：
（1）工业中常用激光去雕刻交通工具识别码、元件编号、装饰开关和仪表面板。
（2）制造电子产品的公司通常使用激光切割来鉴别成品。实际上最先普及使用激光切割产品是在整条组合的电路生产线上对硅晶片进行连号表示。激光切割的速度快、永久性、易读性、无污染性及自然性，达到了电子工业的质量要求。
（3）印刷业的柔性印刷中网纹辊的激光切割和柔印版的激光切割是目前激光切割中应用最早、也是最成功的。
（4）激光切割还经常用于家庭微型电器的金属和塑料包装上的雕刻。在安全设备上雕刻校准误差标记、雕刻数字和连号数字，直接在电路元件上标识线路和符号，在含有氧化铝和其它氧化层的物件上雕刻条形码和连号数字。
（5）在医学上做标识，如在试验用的动物身上做标记。 （6）在广告业、印章业、工艺礼品业、艺术模型业等行业应用越来越广泛。
激光切割技术有许多非常突出的优越性，主要有以下几个方面： （1）激光的强度极高
聚焦后的激光束不仅能对各种非金属材料进行雕刻，而且也能对金属材料进行雕刻，甚至能雕刻耐火度很高以及硬而脆的材料。所以激光对雕刻材料的硬度、表面质量等没有太高要求。与机械、化学等雕刻手段相比，激光切割的范围更广泛。
（2）雕刻速度快
激光切割工序简单快捷且操作方便。一般的雕刻图案，只要经过电脑的处理，在输出到雕刻机制作即可，省掉了传统雕刻工艺中的繁琐过程，激光切割一般要比其它雕刻方法快100倍以上，而且现在的激光切割控制系统可以保证长期安全工作和精确控制。
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（3）雕刻质量高
激光切割的一个显著特点是雕刻质量高。由于激光强度高、方向性好，极细的激光束可以做到精细雕刻，雕刻品分辨率很高，可实现精细图案雕刻。因为激光切割过程中，不必像机械雕刻那样刀头要与被雕刻材料接触，刀头和雕刻件都清洁无污染，并且没有刀头和被加工件摩擦产生的不良影响，完全没有压力和磨损，适于精细雕刻。雕刻时间短，被雕刻材料氧化、变形和热膨胀影响的区域都比较小，一般不需要特殊保护就可以完成高精度的雕刻。
（4）雕刻耗能少
激光切割与其它雕刻方法相比，采用了一种能量使用很直接的方式，能量转换环节少，而且雕刻过程操作简单，保护环节少，所以消耗的能量少，并且能够提高工作效率。
1. 3激光切割技术的特点
激光技术是二十世纪最重要的发明之一，是二十世纪科学技术发展
的重要标志和现代信息社会光电子技术重要支柱之一[1]。
(1)激光有四大特性：高亮度、高方向性、高单色性和高相干性[2]。 (2)许多金属材料，不管它具有什么样的硬度，都可用激光进行无变形切割，大多数有机与无机材料都可以用激光切割。激光切割无毛刺、无皱折、精度高，各种性能都优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序控制的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件(工件图纸也可修改)，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用
[3]
；尽管它加工速度还慢于模冲，但它没有模具消耗，无需修理模具，
节约更换模具时间，从而节省加工费用，降低产品成本，所以从总体上讲在经济上更为合算[4]。激光切割雕刻是一种高能量密度可控性好的无接触加工，激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点，把它应用于切割有许多特点：
a)狭的直边割缝，最小的邻近切边热影响区； b)极小的局部变形，工件无机械变形；
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