激光切割同等离子切割的比较
２．激光切割同等离子切割的切口宽度比较
３．氧气系列等离子消耗品的寿命
1回电弧开
/关循环,1分钟耐久实验的寿命比较(切断電流值250A 设定)
出处：溶接技术Vol.39 1993
４．板厚与成本的关系 ５．各种切割法的角部宽度和切割精度
运营费用
切割精度(m m )
６．各种切割方法的切割条件领域
切 断 板 厚 (m m )
切 断 速 度 (mm/分)
出处：溶接技术VOL.40 1992
我国激光切割技术的发展现状 激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术,由于具有诸多特点,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。近年来,激光切割技术发展很快,国际上每年都以20%~30%的速度增长。 我国自1985年以来,更以每年25 %以上的速度增长。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,相信随着激光加工技术的不断进步,这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场,加上现代科学技术的迅猛发展,使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究,推动着激光切割技术不断地向前发展。 (1伴随着激光器向大功率发展以及采用高性能的CNC及伺服系统,使用高功率的激光切割可获得高的加工速度,同时减小热影响区和热畸变;所能够切割的材料板厚也格进一步地提高,高功率激光可以通过使用Q 开关或加载脉冲波,从而使低功率激光器产生出高功率激光。 (2根据激光切割工艺参数的影响情况,改进加工工艺,如:增加辅助气体对切割熔渣的吹力;加入造渣剂提高熔体的流动性;增加辅助能源,并改善能量之间的耦合;以及改用吸收率更高的激光切割。 (3激光切割将向高度自动化、智能化方向发展。将CAD/CAPP/CAM以及人工智能运用于激光切割,研制出高度自动化的多功能激光加工系统。 (4根据加工速度自适应地控制激光功率和激光模式或建立工艺数据库和专家自适应控制系统使得激光切割整机性能普遍提高。以数据库为系统核心,面向通用化CAPP开发工具,对激光切割工艺设计所涉及的各类数据进行分析,建立相适应的数据库结构。
数控激光切割机 三维激光切割机 使用U形管激光头的激光切割机，可以在立体的加工对象上，进行各种工艺所需的加工。三维激光切割机，可以在任意一个面上进行工作，无需人工掉正角度。 行业应用： 广泛应用于汽车制造、模具制造、医疗器械、五金、装饰、金属对外加工服务等各种制造行业。 设备优势： 1)尖端光纤激光技术与数字控制技术完美融合，代表着最先进的激光切割水平; 2)专业的激光切割机控制系统，电脑操作，能够保证切割质量，使切割工作更方便，操作更为简单; 3)配置进口智能六轴机器人，可实现三维立体切割，操控方便，智能化程度高。保证设备的高速度、高精度、高可靠性; 4)激光切割头配置进口激光切割头，反应灵敏、准确，与机械手有效配合，避免切割头与加工板材碰撞，并能保证切割焦点位置，保证切割质量稳定; 5)激光切割头可承受1.0Mpa气体压力，高压气路设备，提高了对不锈钢等难割材料的切割能力。 可加工材料 不锈钢、碳钢、合金钢、硅钢、弹簧钢、铝、铝合金、镀锌板、镀铝锌版、酸洗板、铜、银、金、钛等金属板材及管材切割。 产品特点 采用精密丝杆传动技术，配以专业高精度激光头，激光输出功率稳定，加工幅面大，可对亚克力、木材等各种不同厚度材料进行精准切割加工，配备五寸液晶显示屏，脱机数控系统，操作更为便捷。 三维激光切割机 应用范围 适用于玻璃、有机玻璃、板材等各种非金属材料。
技术参数 激光类型 CO2RF金属激光器 激光输出功率 100W、150W、300W、450W、600W 工作幅面1300mm×900mm 切割平台条状工作平台 切割(空程)速度 0-48000mm/min 定位精度≤0.01mm 运动系统伺服运动系统 供电电源AC220V±5% / 50HZ 支持图形格式 AI、BMP、PLT、DXF、DST等 标配跟随式抽烟系统、恒温冷水机、、550W排烟机、微型空压机选配激光加工工艺配件盒、CCD智能摄像定位系统、Z轴自动跟
与激光切割比较 激光切割设备的投资较大，大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。 与等离子切割比较 等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切割面质量好,无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。 水切割与线切割比较 水刀机 对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸可选余地大。 与其它切割方法比较 对一些金属零件可采取冲剪工艺方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割与该切割方法相比柔性好，可随时进行任意形状工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情况下，冲剪工艺将很难或无法实现，而用水切割方法则较为理想；火焰切割也是金属领域常用的切割工艺，切割的厚度范围非常大，但与水切割相比其热效应明显、切割表面质量和精度较差，另外水切割能很好地解决一些熔点高、合金、复合材料等特殊材料的切割加工。 在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行业，传统的方法是用金刚石刀具进行切、锯、铣等，切割的厚度范围非常大、速度较快，但对常规厚度的板材，水切割可进行高精度的任意曲线的切割加工，成品率高，降低生产成本，且大大提高加工产品的附加值。
激光切割技术及发展 作者：张莽 学号：200803050503 （红河学院 云南红河哈尼族、彝族自治洲 661100） 摘要：激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。 关键词：激光切割技术 应用 优缺点 发展现状 Laser Cutting Technology and Development Zhang Mang 200803050503 (The HongHe University of Yunnan HongHe Hani Nationality, Yi Autonomous State 661100) Abstract: Laser cutting technology is widely used in metallic and nonmetallic material processing, can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the quality.Because it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type processing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the problem. Laser can cut most metal materials and nonmetal materials . Keywords: Laser cutting technology; Application; Advantages and Disadvantages; Development situation 引言 在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料，成形复杂零件大批量的采用冲压，单件的采用振动剪。七十年代后，为了改善和提高火焰切割的切口质量，又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期，又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点，在工业生产中有一定的适用范围。从二十世纪七十年代以来随着CO 2激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。 1 激光切割的原理 在激光束能量作用下（氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速加热到几千乃至上万度（℃）而熔化或气化，随着气化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等惰性气体）吹走，切缝便产生了[1]。脉冲激光适用于金属材料, 连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。与计算机控制的自动设备结合,激光束具有无限的仿形切割能力,切割轨迹修改方便通过预先在计算机内设计, 进行众多复杂零件整张板排料,可实现多零件同时切割, 节省材料[2]。
济南工程职业技术学院 毕业论文 论文题目数控激光切割机设计 姓名仇立志 学号 200903023218 专业数控技术 班级 09级数控2班 指导老师李尚波 完成时间 2012年5月8号
摘要 激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性材料以及精密细小和形状复杂的零件，因而数控激光切割在我国制造业中正发挥出巨大的优越性。 本文设计了一台单片机控制的数控激光切割机床，主要完成了：机床整体结构设计，Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制程序设计。 关键词CNC，激光切割机床，结构，设计
ABSTRACT Laser cutting machine tool was usually used for the hard-cutting material, such as high-strength material, high precision ductile materials, and smart and complicated components. So, CNC laser cutting has been playing an important role in China's manufacturing industry. This paper describes the design of a SCM-controlled CNC laser cutting machine tools. More attention was paid on the overall machine design, Z axis, XY axis in the design, ball-screw and the choice of linear motion guide and intensity analysis; the drive system into which stepper motor was put and the analysis of the drive system design; 89C51 chip was mainly used for the design of hardware circuit, the design of system initialization and the design of stepper motor’s controlling program. Key words CNC, laser cutting machine tools, architecture, design
FIBERBLADE Cutting System 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: 2维激光切割系统 3维激光切割系统 激光焊接系统 自动化设备 装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域. Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割.
经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述 Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新 技术发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光纤激光切割系统；无需激光器维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造 . 机器 采用有限元分析法 (FEM)精心计算并优化的焊接式结构, 使得机器重量最小, 且具备高度稳定性. 模块特性可满足激光切割的特殊要求, 保证极高的切割精度. .定位轴 平行式导轨 (X轴)上装有车架, 横向驱动 (Y轴)置于其上.上面安装激光切割头. 同步驱动伺服电机可实现高精度和高动态特性要求.
激光切割机的种类及优势分析 激光切割机在现代的生活生产中应用广泛，他可以分为三种类型，简单地介绍一下三种激光切割机的优点： （一）YAG固体激光切割机 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低一般<3%，目前产品的输出功率大多在600W以下，由于输出能量小，主要用于打孔和点焊及薄板的切割。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。YAG 固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料，且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命，即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源，如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长。 主要优点：能切割其他激光切割机都无法切割的铝板， 铜板以及大多数有色金属材料，机器采购价格便宜，使用成本低，维护简单，大部分关键技术已被国内企业所掌握，配件价格及维护成本低，且机器操作维护简单，对工人人员素质要求不高。 主要劣势及缺点：只能切割8mm以下的材料，且切割效率相当较低主要市场定位：8mm以下切割，主要针对自用型中小企业和加工要求不是特别高的大多数钣金制造，家电制造，厨具制造，,装饰装潢，广告等行业用户，逐步取代线切割，数控冲床，水切割，小功率等离子等传统加工设备
（二）光纤激光切割机 光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输，柔性化程度空前提高，故障点少，维护方便，速度奇快，所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势，但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。光纤激光器激光切割机的波长为 1.06um，不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料。光纤激光的光电转化率高达25%以上，在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显。根据国际安全标准，激光危害等级分4级，光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大，属于危害最大的一级，出于安全考虑，光纤激光加工需要全封闭的环境。光纤激光切割机作为一种新兴的激光技术，普及程度远远不如CO2激光切割机。 主要优点：光电转换率高，电力消耗少，能切割12MM 以内的不锈钢板，碳钢板，是这三种机器中切割薄板速度最快的激光切割机，割缝细小，光斑质量好，可用于精细切割 主要劣势及缺点： 目前光纤激光器大部分核心关键技术都掌握在欧美等国家的一两个生产厂家手中，所以大部分机器价格昂贵，大部分的机器价格在200 万以上，小功率的也基本在100万元左右，且配件耗材等相关维护费用极高，切割时由于光纤割缝很细耗气量巨大（尤其是在氮气切割时），另外光纤激光切割机很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料，且在切割厚板时速度很慢主要市场定位：12mm以下切割，尤其是薄板的高精密加工，主要针对对加精度及效率要求极高的厂家，估计伴
F I B E R B L A D E C u t t i n g S y s t e m 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: ?2维激光切割系统 ?3维激光切割系统 ?激光焊接系统 ?自动化设备 ?装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域.
Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割. 经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述 Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新技术发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光 纤激光切割系统；无需激光器维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造 1.1. 机器 采用有限元分析法 (FEM)精心计算并优化的焊接式结构, 使得机器重量最小, 且具备高度稳定性. 模块特性可满足激光切割的特殊要求, 保证极高的切割精度. 1.2.定位轴
MTZ-2型 金属金属激光切割机激光切割机Z 轴随动系统 使用说明书 版本号：3.0修订本
目录 一、简介 二、技术指标 三、系统结构 四、安装及接口 五、系统配置与控制 六、故障及解决办法 简介 MTZ-2型激光切割机Z轴随动系统是专为配套金属激光切割机生产厂家而设计的。本随动系统综合近年来厂家和用户需求,以及调研当前国内外主流的各类电容式、电感式随动系统已有成果,采用最新进口芯片进行研发,产品除具有兼容性强、功能强、稳定性强、精度高、全数字化等特点外,还有支持固件升级以及按需定制、计算机软件远程控制等其他国内外随动系统不具备的优点。MTZ-2型激光切割机Z轴随动系统为开放性控制系统,包含Z轴位置检测、信号处理、电机驱动、智能程序控制,还支持计算机远程配置以及远程控制、远程自定义数字信号滤波等。 比较市面上其它电容式随动系统具体区别如下： 先进:采用国外最新高集成数字化电路芯片组成。其先进性、新颖度堪称一流。 1.构架理念设计 构架理念设计先进 2.全能兼容设计:可以与任意厂家控制软件嵌入运行,也可以加载本机随机专用软件兼容运行,甚至不需要任何主机软件Z轴随动全自动运行。 3.切割头独特的锥设计:在切割金属表面有膜介质时不会被刮到,同时喷嘴与切割金属表面是最小的相对面积,极大的提高了整个系统的稳定性和可靠性,是目前其他随动系统所不可比拟的。 4.延时时间设置:当切割分布比较疏的孔,系统默认将在切割完一个孔位移到下一个孔之前会自动上伸,当密孔模式下孔与孔之间的位移距离小于所设定的延时值时,Z轴将不会上伸, 孔与孔之间的位移距离大于所设定的延时值时,切割头将自动上伸,这样避免激光头在切割密孔的
激光切割机作为工业制造中的常用设备，因其精度高、速度快的切割特点而广受用户的欢迎。但目前的激光设备市场价格参差不齐，当然质量也是千差万别。需要注意一下，激光设备的切割精度是判断激光切割机质量好坏的重要因素。今天，专注激光切割机的小编就来给大家分析一下，影响激光切割机精度的三大因素。 一、激光发生器的光束质量（BPP）与光纤芯径 激光发生器的激光光束质量即BPP值是衡量激光器品质的重要参数之一。BPP值越小则表示其光束质量越好，则表明激光在进行金属板材加工时断面越光滑精度越高。 光纤激光芯径是指操作光纤纤维的直径，在同等功率下芯径越小激光能力越集中，割缝越细，则加工精度越高。 二、传动部件的精度 影响激光切割机的切割精度其中一个最重要的因素与机床传动精度有关。主要包括；齿条加工精度，齿轮加工精度，减速机背隙精度、直线导轨精度、机械部件制造精度以及整个传动系统装配精度。传动部件系统精度是整台设备的核心，是最关键因素，但仅仅看传动部件品牌是不能判断设备厂家的整机精度。
三、切割工艺因素 切割工艺也是影响切割精度的主要因素之一，切割工艺是指工艺人员根据不同的工况对各类板材与不同零件的加工切割参数进行调整并不断总结的经验，给客户提供最优质的切割质量。同样功率激光器不同设备厂商所切割产品质量为何会不同就是工艺优劣的体现。 以上就是宏山激光小编为大家分享的影响激光切割机精度的3大因素了。宏山激光作为国内激光设备行业的标杆厂家，拥有四个标准化智能装备制造基地，总面积超40000平方米，在激光机器人、多轴联动专业切管、精密焊接智能自动生产线等领域实现柔性制造与数字化分级管理。有专业独立的核心研发团队和系统完善的售后技术支持部门，可以真正为客户提供高精度激光切割机！
课程设计说明书 题目：激光切割机数控系统指导老师：吴斌 撰写人：陆诩
目录 第一章绪论 1.1激光技术概述 1.2激光切割技术的应用 1.3设计任务 1.4总体设计方案分析 第二章机械部分XY工作台的基本结构设计2.1 XY工作台的设计 2.1.1主要设计参数及依据 2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析 2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量 第三章直线滚动导轨的选型 第四章步进电机及其传动机构的确定 4.1 步进电机的选用 4.1.1 脉冲当量和步距角 4.1.2步进电机上起动力矩的近似计算 4.1.3确定步进电机最高工作频率 4.2齿轮传动机构的确定 4.2.1传动比的确定 4.2.2齿轮的结构主要参数确定 4.3步进电机惯性负载的计算 第五章控统制系设计 5.1 确定机床控制系统方案 5.2 主要硬件配置 5.2.1主要芯片选择 5.2.2 主要管脚功能 5.2.3 EPROM的选用 5.2.4 RAM的选用 5.2.5 89C51存储器及I/O的扩展 5.2.6 8155工作方式查询 5.2.7状态查询 5.2.8 8155定时功能 5.2.9 芯片地址分配 5.3 总体程序控制 5.3.1流程图 5.3.2主程序
5.4 键盘设计 5.4.1键盘定义及功能 5.4.2 键盘程序设计 5.5 显示器设计 5.5.1显示器显示方式的选用 5.5.2显示器接口 5.5.3 8155扩展I/O端口的初始化5.6 插补原理 5.7光电隔离电路 5.8越界报警电路 第六章总结 参考文献
第一章绪论 1.1激光技术概述 激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。1971年11月，美国通用汽车公司率先使用一台250W CO2激光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究，并于1974年成功地完成了汽车转向器壳内表面（可锻铸铁材质）激光淬火工艺研究，淬硬部位的耐磨性能比未处理之前提高了10倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效益。如今在中国，激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为“九五”攻关重点项目之一。“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产值20％的平均增长率，实现年产值200亿元以上；在工业生产应用中普及和推广加工技术，重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激光技术进行改造的示范工程；为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高科技领域提供崭新的激光设备和仪器。 数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。 1.2激光切割技术的应用 激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。 激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备，科技含量高，与传统机加工相比，激光切割机的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低产品成本，减轻工人负担，对制造业来说，可以说是一场技术革命。 激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。激光切割技术、激光切割机床正在各行各业中得到广
水刀切割机适用性最强的切割工艺方法 利用超高压技术可以把普通的自来水加压到250-400Mpa压力，然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度约为800-1000m/s的高速射流，俗称其为水箭，该水箭具有很高的能量，可用来切割软基性材料。如果再在水箭中加入适量的磨料则几乎可以用来切割所有的软硬材料。调整水射流的压力和流量，可以用其清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等，我们还可以利用超高压技术进行高压灭菌、食品保鲜等许多对人类有益的工作。 可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工(除水切割外其它切割方法都会受到材料品种的限制)；切割时不产生热量和有害物质，材料无热效应(冷态切割)，切割后不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便。 与其它切割方式的比较 1.水切割与激光切割比较 激光切割设备的投资较大，目前大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。目前人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。 2.水切割与等离子切割比较 等离子切割有明显的热效应，精度低，切割表面不容易再进行二次加工。水切割属于冷态切割,无热变形,切割面质量好,无须二次加工，如需要也很容易进行二次加工。 3.水切割与线切割比较 对金属的加工，线切割有更高的精度，但速度很慢，有时需要用其它方法另外穿孔、穿丝才能进行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸灵活。 4.水切割与其它切割方法比较 对一些金属零件可采取冲剪工艺方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割与该切割方法相比柔性好，可随时进行任意形状工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情况下，冲剪工艺将很难或无法实现，而用水切割方法则较为理想；火焰切割也是金属领域常用的切割工艺，切割的厚度范围非常大，但与水切割相比其热效应明显、切割表面质量和精度较差，另外水切割能很好地解决一些熔点高、合金、复合材料等特殊材料的切割加工。 在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行业，传统的方法是用金刚石刀具进行切、锯、铣等，切割的厚度范围非常大、速度较快，但对常规厚度的板材，水切割可进行高精度的任意曲线的切割加工，成品率高，降低生产成本，且大大提高加工产品的附加值。 水切割典型应用范例
水切割机工作原理是什么？ 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 相信如果不从事切割加工行业的朋友，对于水切割机这个机器还是觉得比较新鲜的，日常生活的普通不能再普通的水还能削铁如泥，威力之大，令人惊叹，那么为什么，水切割机的力量如此之大，本领如此之强，小便为大家一一解释，让大家了解这厉害的家伙。 水切割原理：超高压水切割首先需要的是超高压水，超高压水形成的关键在于高压泵。从油泵出来的低压油，推动增压器的大活塞，使其往复运动。大活塞的运动方向由换向阀自动控制。另一方面，供水系统先经过净化处理，然后由水泵打出低压水，进入增压器的低压水被小活塞增压后，压力升高。由于高压水是经过增压器不断往复压缩后产生的，而增压器
的活塞又需要换向，因而从喷嘴所发出的水射流压力是脉动的。 为获得稳定的高压水射流，需使产生的高压水进入一个蓄能器，然后再流向喷嘴，从而达到稳定压力的目的。水切割就是由普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000bar(60,000psi)，然后通过一个极细小的喷嘴（其直径为0.1mm至0.4mm左右），产生一道速度每秒近千米（约音速的三倍）的水箭。这道水箭就像一把切削加工的利剑，对所需要加工的工件进行切削加工。 水切割加工设备的组成包括：超高压泵、水切割切割头装置、水切割X-Y可移动平面切割台、CNC控制器及CAD/CAM软件包等。 其中的关键设备是：超高压泵使水压提高到能切割各种材料，越是高压越能穿透多种不同的材料；水切割切割头装置包含一个直径微小的宝石喷嘴，通常采用的是红或蓝宝石，这种宝石喷嘴镶嵌在金属材料中，喷嘴安装在可以进行上下微量调整的架子上，以使高压水箭能
碳钢：用O2切割 缺陷可能原因解决办法无毛刺，牵引线一致 功率合适 进给速率合适 底部的牵引线有很大的偏移，底部的切口更宽进给速率太高 激光功率太低 气压太低 焦点太高减小进给速率增加激光功率加大气压降低焦点 底面上的毛刺类似熔渣，成点滴状并容易除去 进给速率太高 气压太低 焦点太高减小进给速率加大气压降低焦点 连在一起的金属毛刺可以作为一整块被除去 焦点太高降低焦点 底面上的金属毛刺很难除去进给速率太高 气压太低 气体不纯 焦点太高 减小进给速率 加大气压 使用更纯的气体降低焦点 只在一边上有毛刺 喷嘴对中不正确喷嘴口有缺陷对中喷嘴换喷嘴 材料从上面排出 功率太低进给速率太高出现此情况立即按暂停按钮，以防止溶渣飞溅到聚焦镜上。 然后增加功率 减小进给速率 倾斜面切割两面好，两面差 全反镜不合适，安装不正确或有缺陷全反镜安装在了偏 转镜的位置检查全反镜检查偏转镜 精品
蓝色等离子体，工件未切透 加工气体错误（N 2 ）进给速率太高 功率太低 出现此情况立即按暂停按钮，以防止溶渣飞溅到聚焦镜上。使用氧气作为加工气体减小进给速率 增加功率 切割表面不精密气压太高 喷嘴损坏了 喷嘴直径太大 材料不好 减小气压 更换喷嘴 安装合适的喷嘴 使用表面平滑均匀的材料 无毛刺，牵引线倾斜 切口在底部变得更狭窄 进给速率太高减小进给速率 产生弹坑 气压太高 进给速率太低 焦点太高 板材表面有锈 加工的工件过热 材料不纯 减小气压 增加进给速率 降低焦点 使用质量更好的材料 非常粗糙的切割表面焦点太高 气压太高 进给速率太低 材料太热 降低焦点减小气压增加进给速率冷却材料 不锈钢：用N 2 高压切割 缺陷可能原因解决办法产生点滴状的细小规则毛刺 焦点太低进给速率太高 抬高焦点减小进给速率 两边都产生长的不规则的细丝状毛刺，大板材 的表面变色进给速率太低 焦点太高 气压太低 材料太热增加进给速率降低焦点加大气压冷却材料 只在切割边缘的一边产生长的不规则的毛刺喷嘴未对中 焦点太高 气压太低 速度太低对中喷嘴降低焦点加大气压提高速度 切割边缘发黄氮气里含有氧气杂质使用质量好的氮气 精品
激光切割缺陷分析及解决办 法 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
碳钢：用O2切割 缺陷可能原因解决办法无毛刺，牵引线一致 功率合适 进给速率合适 底部的牵引线有很大的偏移，底部的切口更宽进给速率太高 激光功率太低 气压太低 焦点太高减小进给速率增加激光功率加大气压降低焦点 底面上的毛刺类似熔渣，成点滴状并容易除去 进给速率太高 气压太低 焦点太高减小进给速率加大气压降低焦点 连在一起的金属毛刺可以作为一整块被除去 焦点太高降低焦点 底面上的金属毛刺很难除去进给速率太高 气压太低 气体不纯 焦点太高 减小进给速率 加大气压 使用更纯的气体降低焦点 只在一边上有毛刺 喷嘴对中不正确喷嘴口有缺陷对中喷嘴换喷嘴 材料从上面排出 功率太低进给速率太高出现此情况立即按暂停按钮，以防止溶渣飞溅到聚焦镜上。 然后增加功率 减小进给速率 倾斜面切割两面好，两面差 全反镜不合适，安装不正确或有缺陷全反镜安装在了偏转镜的位置检查全反镜检查偏转镜
蓝色等离子体，工件未切透 加工气体错误（N2） 进给速率太高 功率太低 出现此情况立即按暂停按钮，以防止溶渣飞溅到聚焦镜上。使用氧气作为加工气体减小进给速率 增加功率 切割表面不精密气压太高 喷嘴损坏了 喷嘴直径太大 材料不好 减小气压 更换喷嘴 安装合适的喷嘴 使用表面平滑均匀的材料 无毛刺，牵引线倾斜 切口在底部变得更狭窄 进给速率太高减小进给速率 产生弹坑 气压太高 进给速率太低 焦点太高 板材表面有锈 加工的工件过热 材料不纯 减小气压 增加进给速率 降低焦点 使用质量更好的材料 非常粗糙的切割表面焦点太高 气压太高 进给速率太低 材料太热 降低焦点减小气压增加进给速率冷却材料 不锈钢：用N2高压切割 缺陷可能原因解决办法产生点滴状的细小规则毛刺 焦点太低进给速率太高 抬高焦点减小进给速率 两边都产生长的不规则的细丝状毛刺，大板材 的表面变色进给速率太低 焦点太高 气压太低 材料太热增加进给速率降低焦点加大气压冷却材料 只在切割边缘的一边产生长的不规则的毛刺喷嘴未对中 焦点太高 气压太低 速度太低对中喷嘴降低焦点加大气压提高速度 切割边缘发黄氮气里含有氧气杂质使用质量好的氮气在直线截面上产生等离子体
激光切割、水切割、等离子切割、线切 割 听一位从事切割领域的工程师这样说： （1）现在市场主流光纤激光器，二氧化碳激光器慢慢淘汰了，耗能太高，在非金属领域还是有市场。 （2）现在光纤设备自从激光器国产后，在中低功率段价格下降很厉害。 （3）除激光外其它的切割方式，就等离子和线切割市场需求比较大，但线切割针对的模具行业比较多，等离子在厚板或者精度要求不高的情况下需求比较多，水刀切割现在在金属行业已经不常见了，在非金属领域有很多。 （4）在以后的发展中，在金属中薄板中绝对是激光切割的天下，包括非金属切割也会被激光切割占领相当大一部分市场。 接下来我们分析一下这几种切割技术。 激光切割加工 光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。现在一般使用CO2脉冲激光器，激光切割属于热切割方法之一。
水切割加工 水切割，又称水刀，即高压水射流切割技术，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。水切割分为无砂切割和加砂切割两种方式。 等离子切割加工 等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发)，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
线切割加工 电火花线切割机（Wire Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，电火花线切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM），有时又称线切割。线切割可以分为快走丝线切割，中走丝线切割，慢走丝线切割。快走丝电火花线切割的走丝速度为6～12 m/s，电极丝作高速往返运动，切割精度较差。中走丝电火花线切割是在快走丝线切割的基础上实现变频多次切割功能，是近几年发展的新工艺。慢走丝电火花线切割的走丝速度为0.2m/s，电极丝做低速单向运动，切割精度很高。
激光切割焦点对切割的影响 焦点的英文名字叫focus 就是将激光器发射出来的光束通过聚焦镜集成一个小的光点。 说通俗一点：用放大镜在太阳光低下,地面会出现光斑,随着放大镜到地面的距离的改变,光斑的大小会改变,如果找到最小的光斑,那么放大镜到地面的距离就是焦距,最小的点也就是焦点。 基本特征:有很高的功率密度，直径小。 由于焦点处的功率密度最高，大多数情况下．激光切割的聚焦光斑位置应靠近工件表面，并略在工件表面以下。喷嘴与工件表面间距一般为0.5～1.5mm之间。当焦点处于最佳位置时，切缝最小，效率最高，最佳切割速度可获得最佳切割结果。在切割较薄的钢板时，一般将焦点位置设在切割工件表面上，离焦量为零，切口宽度基本等于光斑直径。不论离焦量为正还是为负 都会增加上部或下部切口宽度．这样会增大切割倾斜角，同时也会增加表面粗糙度。对于厚度较大的工件，如果蕉点设在工件表面，切割后就会形成“楔形”切口，而且上部切口宽度往往
大于光斑直径。要获得较好切口，就将焦点位置设在工件表面下大约(1／3—1/Z)H(H为板厚度) 处，这样易获得均匀切口宽度。另外，焦点深度的影响也不能忽视，激光束的焦点深度与焦距，之间呈近似线性正比关系，焦距厂增大，焦点深度增加；焦距长减小，焦点深度变小。此外焦 点深度与光斑直径d也成正比．对切割来说，一般希望聚焦光斑直径越小越好，这样功率密度可以提高，有利于实现高速切割，得到较小的切口宽度K。但是聚焦光斑直径过小时，焦点深度也过小，此时就难以获得垂直度好的切割表面，所以要保持一定焦点深度。 ▼ 上面说了一大堆理论知识，那么在实际切割怎样的一个焦点方法最为合适呢？我们先来看看一些官方解释 零焦距 一般常见于SPC,SPH,SS41等工件切割时使用，使用的时候切割机的焦点选在贴近工件表面，这种模式下的工件上下表面光滑度不一样，一般而言贴近焦点的切割面相对很光滑，而远离切割焦点的下表面显得粗糙。这种模式应根据实际应用中上表面和下表面的工艺要求而定。 正焦距 当你需要切割的工件为不锈钢或者铝材钢板时常用切割点在工件里面的模式。但这种方式的一个缺点是，由于焦点原理切割表面，切幅相对比切割点在工件表面大，同时这种模式下需要的切割气流要大，温度要足，切割穿孔时间稍长点。所以当你选工件的材质主要为不锈钢或者铝材灯硬度大的材质时候选用。 负焦距 因为切割点不是位于切割材料的表面也不是位于切割材料的里面，而是定位在切割材料的上方。这种方式主要使用于切割厚度高的材质。这种方式之所以将焦点定位在切割材质的上方，主要是因为厚板需要的切幅大，否则喷嘴输送的氧气极容易出现导致不足而致使切割温度下降。但这种方式的一个缺点是，切割面比较粗糙，不太实用于精密度高的切割。 材料为碳钢的时候，辅助气体类型为氧气时，焦点位置在板材上表面或者上表面向上少许。材料为不锈钢的时候，辅助气体类型为氮气时，焦点位置为板材下表面或者下表面向下少许。材料为非金属的时候，辅助气体类型为压缩空气时，焦点位置为板材中间位置。 ▼ 通过上面的结论，我们可以得出切不锈钢时，他的焦点就是在板材里面或者下表面，也就是我们常说的切不锈钢用负焦点；在切割碳钢时，他的焦点在板材上面，也就是我们常说的正焦点；非金属就不做介绍，因为现在的主流机型是光纤机，光纤机是不能切割非金属的 下面我来按照我的理论来疏导一下，以4000瓦ipg例，板材为304与q235 一，气压在0.5公斤～3公斤的氧气可以切割厚薄碳钢，焦点在板材上面 气压在5公斤～10公斤以上的可以切割薄不锈钢，薄铝板，薄镀锌板，黄铜，紫铜这些常切的材料，焦点在板材里面 二，气压在1公斤～10公斤以上的氮气可以切割，碳钢，不锈钢，镀锌板，铝，薄黄铜，薄紫铜这些常切的材料，焦点在板材里面 三，气压在1公斤～10公斤以上的空气可以切割，薄碳钢，不锈钢，薄镀锌板，铝，薄黄铜，薄紫铜，焦点在板材里面