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現代化的智能激光加工系統


  激光加工即是利用激光作為能量,將材料熔化而后成型的一種加工方法。按加工的目的,可以分為激光切割、激光打標、激光焊接、激光熔敷、激光增材制造等。激光的溫度可達到6000°,作用于材料能瞬間將材料熔化甚至氣化。作為典型的熱加工,以熱影響區小、加工速度快,成型后無需后續加工而著稱,特別適合于薄板或受熱容易變形的材料??紤]到激光的安全性,以及激光加工的高效性,激光加工通常采用自動化輔助生產,能高效完成加工任務。
  激光加工的基礎是激光加工系統,一套完整的激光加工系統包括激光器(含光纖、冷水機和穩壓電源)、激光頭、運動機構(機器人或機床)、工作平臺、其他輔助裝備(工控機、冷干機、輔助水氣等)。以下簡要介紹激光器、激光頭和運動機構等三部分。
  激光器是激光加工的核心,目前,主要采用光纖激光器,其光束質量好,電光轉化效率高,免維護,適合于各種材料加工。
  目前主流的激光器有CO2激光器、光纖激光器、半導體激光器、碟片激光器等。
  方向單一是激光的主要特性,基于這一點,可以通過光學傳輸輸出不同大小的光斑,從而適用不同的加工。另外,激光能量集中,使得激光的穿透能力強,適用于厚板的加工。
  激光加工系統適應于加工件結構特點的運動機械構成其運動機構,通常采用機床加工,目前主流的加工手段是機床加工,其加工精度高,穩定性好,主要應用于二維加工,包括激光打標、激光切割、激光熔敷;采用機械手臂,柔性好,易于實現三維加工,包括三維激光切割,激光焊接等;加工精度比機床精度差,靈活性更佳,占地面積相對較小。
  激光頭是激光加工輸出光能量的終端機構,通過光學鏡片組合,先將激光擴束,然后通過光學鏡片將激光放大的過程。按照激光加工的功能,可分為激光切割頭,激光焊接頭,激光熔敷頭,掃描激光頭,激光打標頭等。
  普通的激光切割頭,附帶吹氣嘴,采用高壓能將激光熔化的材料吹除,從而形成切縫。目前汽車廠主流使用的激光釬焊頭,其附帶激光自動聚集功能,從而更加有利于激光加工的穩定性。掃描激光頭,能利用鏡片角度的轉動和位置的移動,保證激光作用于工件的光斑大小不變,而且通過精確的控制,在激光頭姿態不改變的前提下,能夠實現圓形,直線段,C型等結構的焊縫結構。
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