光切割機的激光刀頭的機械部分與工件無接觸,在工作中不會對工件表面造成劃傷;激光切割速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形小,切縫窄(0.1~0.3);切口沒有機械應力,無剪切毛刺;加工精度高,重復性好,不損傷材料表面;數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟省時。
激光切割機在切割過程中,光束經(jīng)切割頭的透鏡聚焦成一個很小的焦點,使焦點處達到高的功率密度,其中切割頭固定在軸上。這時,光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分熱量,材料很快被加熱到熔化與汽化溫度,與此同時,一股高速氣流從同軸或非同軸側將熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。隨著焦點與材料的相對運動,使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,完成材料的切割
激光切割機系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、(外)光束傳輸組件、工作臺(機床)、微機數(shù)控柜、冷卻器和計算機(硬件和軟件)等部分組成:
1、機床主機部分:激光切割機機床部分,實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動的機械部分,包括切割工作平臺。用于安放被切割工件,并能按照控制程序正確而精準的進行移動,通常由伺服電機驅動;
2、激光發(fā)生器:產(chǎn)生激光光源的裝置。對于激光切割的用途而言,除了少數(shù)場合采用YAG固體激光器外,絕大部分采用電-光轉換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器。由于激光切割對光束質量要求很高,所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W、低階模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上;
3、外光路:折射反射鏡,用于將激光導向所需要的方向。為使光束通路不發(fā)生故障,所有反射鏡都要保護罩加以保護,并通入潔凈的正壓保護氣體以保護鏡片不受污染。一套性能良好的透鏡會將一無發(fā)散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用于>12厚材;
4、數(shù)控系統(tǒng):控制機床實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動,同時也控制激光器的輸出功率;
5、穩(wěn)壓電源:連接在激光器,數(shù)控機床與電力供應系統(tǒng)之間。主要起防止外電網(wǎng)干擾的作用;
6、切割頭:主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和氣體噴嘴等零件。切割頭驅動裝置用于按照程序驅動切割頭沿Z軸方向運動,由伺服電機和絲桿或齒輪等傳動件組成;
7、操作臺:用于控制整個切割裝置的工作過程;
8、冷水機組:用于冷卻激光發(fā)生器。激光器是利用電能轉換成光能的裝置,如CO2氣體激光器的轉換率一般為20%,剩余的能量變換成熱量。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機組還對機床外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻,以保證穩(wěn)定的光束傳輸質量,并有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂;
9、氣瓶:包括激光切割機工作介質氣瓶和氣瓶,用于補充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切割頭用氣體;
10、空壓機、儲氣罐:提供和存儲壓縮空氣;
11、空氣冷卻干燥機、過濾器:用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣,以保持通路和反射鏡的正常工作;
12、抽風除塵機:抽出加工時產(chǎn)生的煙塵和粉塵,并進行過濾處理,使廢氣排放符合環(huán)境保護標準;
13、排渣機:排除加工時產(chǎn)生的邊角余料和廢料等。