三维激光切割系统
三维光纤激光切割机的安全正确操作方法
湖南大捷智能装备有限公司
三维光纤激光切割机的安全正确操作方法
在操作光纤激光切割机时，我们一定要安全，真确的操作，下面我们为大家介绍下如何真确操作：
1.操作者须经过培训，熟悉设备结构、性能，掌握操作系统有关知识。
2.遵守光纤激光切割机安全操作规程。
严格按照激光器启动程序启动激光器。
3.设备开动时操作人员不得擅自离开岗位或托人待管，如的确需要离开时应停机或切断电源开关。
4.按规定穿戴好劳动防护用品，在激光束附近必须佩带符合规定的防护眼镜。
5.在未弄清某一材料是否能用激光照射或加热前，不要对其加工，以免产生烟雾和蒸气的潜在危险。
6.在加工过程中发现异常时，应立即停机，及时排除故障或上报主管人员。
7.保持激光器、床身及周围场地整洁、有序、无油污，工件、板材、废料按规定堆放。
8.使用气瓶时，应避免压坏焊接电线，以免漏电事故发生。
9.开机后应手动低速X、Y方向开动机床，检查确认有无异常情况。
10.对新的工件程序输入后，应先试运行，并检查其运行情况。
11.工作时，注意观察机床运行情况，以免光纤激光切割机走出有效行程范围或两台发生碰撞造成事故。
12.维修时要遵守高压安全规程。
每运转40小时或每周维护、每运转1000小时或每六个月维护时，要按照规定和程序进行。
13.要将灭火器放在随手可及的地方;不加工时要关掉激光器或光闸;不要在未加防护的激光束附近放置纸张、布或其他易燃物。
三维金属激光切割机安全操作及保养规程
三维金属激光切割机安全操作及保养规程1. 前言三维金属激光切割机是一种高精度、高效率的切割设备，广泛应用于金属加工领域。
为了确保切割机的正常运行和操作人员的安全，本文档旨在详细介绍三维金属激光切割机的安全操作规程和保养方法。
2. 安全操作规程2.1 操作人员要求在操作三维金属激光切割机之前，操作人员应满足以下要求：•掌握基本的机器使用知识和操作技能；•熟悉三维金属激光切割机的组成结构和工作原理；•具备相关的安全知识和紧急情况处理能力。
2.2 安全装备在操作三维金属激光切割机时，操作人员应佩戴以下安全装备：•护目镜或面罩，以防止激光辐射对眼睛造成损伤；•防护手套和长袖衣物，以避免操作过程中受到热辐射和切割溅射的伤害；•防护鞋，以确保脚部安全。
2.3 操作环境在操作三维金属激光切割机时，应确保以下环境条件：•通风良好的作业场所，以保证激光切割产生的烟尘和废气能及时排除；•干燥、无尘的工作区域，以避免灰尘进入机器内部影响切割质量；•足够的空间供机器正常运行和维修。
2.4 操作步骤在正式操作三维金属激光切割机之前，应按照以下步骤进行：1.开启主电源，并确保所有的急停按钮处于解除状态；2.检查切割机的润滑系统和冷却系统是否正常工作；3.检查切割机的气源和电源是否正常供应；4.启动切割机的控制系统，并进行必要的预热操作；5.将待加工的金属材料按照要求放置在切割机工作台上；6.根据切割需求，设置好切割参数；7.确保切割区域没有人员和障碍物，按下启动按钮开始切割；8.在切割过程中，要随时监控切割质量和工作状态；9.切割完成后，关闭切割机的控制系统和电源；10.清理切割区域的余渣和废料。
3. 保养方法为了确保三维金属激光切割机的正常运行和延长使用寿命，需要进行定期保养。
3.1 日常保养日常保养主要包括以下内容：•定期清洁切割机的工作台和光学系统，避免灰尘和油污影响切割质量；•定期检查激光切割机的连接螺丝和气管是否松动；•定期检查切割机的润滑系统和冷却系统是否正常运行；•定期校准切割机的光路和焦点位置。
激光切割机的原理
激光切割机的原理三维激光切割行业应用三维激光切割广泛应用于钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业。
特别是在钣金加工行业中已取代传统加工方式，深受行业用户的青睐行业应用应用于钣金加工、航空、航天、电子、电器、地铁配件、汽车、粮食机械、纺织机械、工程机械、精密配件、轮船、冶金设备、电梯、家用电器、工艺礼品、工具加工、装饰、广告、金属对外加工、厨具加工等各种制造加工行业。
加工材料不锈钢、碳钢、合金钢、硅钢、弹簧钢、铝、铝合金、镀锌板、镀铝锌板、酸洗板、铜、银、金、钛等金属板材及管材切割。
加工优势(1) 精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺。
(2) 激光切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件。
(3) 切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形。
(4) 加工柔性好，可以加工任意图形，亦可以切割管材及其他异型材。
(5) 可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。
传统的切割工艺手段有火焰切割，等离子切割，水刀切割和线切割和冲床加工等等，激光切割作为近年新兴的工艺手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，使局部受热熔化，然后利用高压气体吹去熔渣形成切缝三维激光切割原理激光是一种光，与自然界其它发光体一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的，而且是自发辐射引起的。
激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性,极高的发光强度。
激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。
三维激光切割机的工作机理
三维激光切割机的工作机理三维激光切割机是一种先进的切割设备，通常用于加工金属材料。
它利用高能激光束，对工件进行快速、精确的切割和加工。
与传统的机械切割方法相比，三维激光切割机具有更高的效率和更精确的切割能力。
在工业生产中得到了广泛应用。
三维激光切割机的工作机理主要包括激光发射、激光传输、焦点调节和切割加工等过程。
下面将详细介绍每个过程的工作原理：1. 激光发射：激光切割机通常采用CO2激光器作为光源。
当激活激光器时，激光器中的电流通过放电导致激光气体分子的激发，产生一束高能激光光束。
这束激光光束随即从激光器的输出端口射出。
2. 激光传输：激光切割机通过光纤传输系统将激光光束从激光器传输到切割头。
光纤传输系统由一组精确定位的反射、衍射镜和透镜组成，以确保激光在传输过程中保持稳定和集中。
激光光束通过这些光学元件被反射和聚焦，以确保其准确传输到切割头。
3. 焦点调节：切割头是激光切割机的核心部件，用于将激光束聚焦到工件上。
它通常由一对透镜组成，其中一个透镜用于聚焦激光束，另一个透镜用于调整焦点大小和位置。
通过适当调整透镜的位置和角度，可以实现激光束的聚焦和扩散。
焦点的大小和位置对切割过程的质量和效果至关重要。
4. 切割加工：当激光光束经过聚焦透镜并到达工件上时，它会与工件表面交互。
激光光束的高能量密度会引起工件表面材料的熔化、蒸发和气化，从而形成一个切割沟槽。
激光切割机通常通过移动切割头和工件相对运动来实现切割过程。
通过适当的控制和协调，可以在工件上创造出精确的切割轮廓。
除了以上基本工作原理外，三维激光切割机还可以具有一些附加功能，如自动调焦、喷气冷却和气体保护等。
自动调焦功能可以根据切割材料的类型和厚度自动调整焦点位置，以获得最佳切割效果。
喷气冷却系统可以通过在切割过程中喷洒冷却液体来降低工件温度，以避免过热和变形。
气体保护系统可以通过在切割区域周围喷射惰性气体，如氮气或氩气，来保护切割表面免受氧化和污染。
三维五轴激光切割机的组成
三维五轴激光切割机的组成
三维五轴激光切割机是一种先进的切割设备，它由多个重要组成部分构成。
首先，它拥有三维切割能力，这意味着它可以在不同的角度和方向上进行切割，实现更复杂的切割任务。
其次，它具备五轴控制系统，这意味着它可以在五个自由度上进行运动控制，从而实现更精确和灵活的切割操作。
该切割机的核心是激光切割头。
激光切割头是由激光发生器、聚焦镜头和喷气装置组成的。
激光发生器产生高能量激光束，然后通过聚焦镜头将激光束聚焦到极小的点上，从而实现高精度的切割。
喷气装置用于将切割过程中产生的热量和灰尘排出，以保持切割头的稳定性和切割效果的质量。
除了激光切割头，三维五轴激光切割机还包括工作台和控制系统。
工作台是用于放置待切割材料的平台，它通常具有可调节的高度和固定装置，以确保材料在切割过程中的稳定性。
控制系统是切割机的大脑，它接收操作人员的指令，并将其转化为切割头和工作台的运动控制信号。
控制系统还可以通过传感器监测切割过程中的温度、压力和速度等参数，并及时调整切割参数以保证切割效果的质量。
三维五轴激光切割机的组成部分密切配合，共同完成高精度切割任务。
激光切割头提供了高能量和高精度的切割能力，工作台提供了稳定的切割环境，控制系统保证了切割过程的精确控制。
这些组成部分的协同作用使得三维五轴激光切割机成为现代制造业中不可或
缺的重要工具。
无论是金属加工、汽车制造还是航空航天领域，三维五轴激光切割机都发挥着重要作用，为人类的生产活动提供了强大支持。
激光切割技术综述
激光切割技术综述三维激光切割技术在汽车制造中的应用1 前言激光是自1960 年问世后就很快发展并在实际中得到应有的高新技术。
随着对相关基本理论研究的不断深化，各类激光器元件的不断发展，从而使其应用领域也不断拓宽，应用规模逐渐扩大，所获得的经济效益和社会效益更加显著。
激光切割技术以其切缝窄、工件变形小、无接触性，以及广泛的适应性和灵活性在工业领域应用广泛，而且整个工艺过程对环境没有污染。
激光切割技术是激光加工应用领域的重要部分，是当前世界上先进的切割工艺之一。
其最主要的四个工艺参数为:激光功率、切割速度、焦点位置及辅助气体压力。
本文综述了三维激光切割技术的原理，优点及其装备,重点阐述了三维激光切割技术在汽车覆盖件及内饰件生产中的作用, 并对其今后的发展趋势做出了展望。
2 激光切割原理激光切割时，能量以光的形式集中成一条高密度的光束,光束传递到工作表面，产生足够的热量，使材料熔化，加之与光束同轴的高压气体直接除去熔隔金属，从而达到切割的目的，这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。
它是利用从激光发生器发射出的激光束，经外电路系统，聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始———————————————————————————————————————————————汽化并形成孔洞，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。
切缝时的工艺参数(切割速度，激光器功率，气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制，割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。
3 激光切割优点及其存在的问题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。
三维激光切割机的发展现状及未来动向
三维激光切割机的发展现状及未来动向摘要：在加工领域当中，对于激光切割技术的应用是最早且最为广泛的，达到了激光加工领域的70%，广泛应用于机械、汽车、航空航天、轻工、纺织、食品、医疗等行业。
在现如今，激光切割技术发展的越来越成熟，从而让实现自由激光切割机曲面工件的加工不再是梦想。
自1979年以来，世界上第一个五轴CO2在马公司出现以来，三维激光切割机，以其灵活性强，精度高，减少对工具和设备的需求，生产准备时间短的优点，已广泛应用于汽车、机械制造、航空航天等领域，并满足三维工件加工的生产要求。
关键词：激光切割机；三维；研究现状1三维激光切割机的发展现状1.1三维光纤激光切割机光纤激光切割技术相较于YAG激光切割技术还有二氧化碳激光切割技术而言，其在很多方面都是存在着一定的优势，例如光电能量转换效率、维护成本、切割效率、光学结构以及切割精度等，尤其是在近几年当中，光纤激光切割机也是得到了很大的发展，现已经替代了以往使用最广泛的二氧化碳切割机，占据了市场的主流。
当前在世界范围内，有很多三维光纤激光切割机的生产厂家，例如美国的PREISER公司、德国的Trumpf公司、日本的小松公司、意大利的Prima Power公司等等，这些公司所生产的三维激光切割机也是占据了全球的大部分市场。
Trumpf公司所生产的TruLaser Cell 8030型切割机、AMADA公司的LCG3015AJII切割机等都是有着非常高的知名度。
Trulcell 3000 5轴激光加工机采用模块化火箭，可选择多种激光器，并可代替激光加工头进行焊接、切割和激光熔覆，X、Y、Z三轴其定位的精度是0.015mm，A轴还有C轴其定位精度是0.02°。
在对大型热成型汽车侧板进行切割的过程中，所使用的的切割设备为TruLaserCell 8030三维激光切割机，从而实行快速切割的目的，X、Y、Z三轴其运动的范围分别为3000mm/1300mm/600mm，轴的加速度为4g，提高了效率和生产力。
美国_Lasermech_光纤激光三维切割头
美国 Lasermech 光纤激光三维切割头
FiberCut光纤激光三维切割头将光纤传
输的光束进行最佳的准直扩束和聚焦，辅以切
割气体从喷嘴射出，达到完美的金属切割效
果。
切割头能感应所需的切割高度，并由内置
电机和驱动系统来自动实时控制跟踪切割高
度。
切割头内置的保护镜片能保护聚焦透镜免
受加工过程中产生的碎屑影响。
•机器人配备光纤耦合激光进行三维切割。
•轻量化设计，使重量惯性对机器人的影响最
小。
•所有连接口均为直角弯头设计，包括光纤使
部件连接紧密，简化布线，减轻输入光纤的
弯曲应力变形。
•保护镜片的设计采用抽屉式设计，简单快
捷，清理与替换不需要任何工具，仅需数秒便可完成。
主要特点:
•内置的低噪音高度传感跟踪系统对于切割产生的等离
•Z方向由透镜与喷嘴聚焦焦点位置调节功能
•X‐Y方向上光
•与业界所有光纤激光器配合方便使用，功率上限4kW，适1064/1080nm •整个系统由切割头，光纤准直扩束器和带位置传感的线性
•凸轮驱动系统配备有轴向防撞保护
•所有的线路和气管都从内部走线，避免不必要的碰撞和损坏
•保护镜片的设计采用卡盒式抽屉，简单快捷
•一旦发生碰撞，温度过高和超出工作范围就会有报警
•光路全密闭结构设计
•针对工厂车间的恶劣环境而设计
规格：。
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三维激光切割系统
系统选型：
1. 根据工件大小选配不同臂长的机械手。
在置顶安装的情况下，机械手为半球面的工作区域，考虑到用户的实际加工情况和后期产品升级空间，建议采用臂长
2.01米的机械手，可达直径3米的半球形加工区域。
2. 根据工件材质和厚薄选配不同功率级别的光纤激光器。
金属的切割以碳钢、铝和不锈钢三种为代表，铝等为高反射材料，同样料厚情况下需选配更大功率的激光器，碳钢比较容易切割，典型参数为2MM内厚碳钢选用200W激光器。
具体选型可接洽我公司工艺工程师。
3. 根据工件厚薄选配不同焦距的切割头，有3、5、7英寸可供选配。
6mm以下薄板切割可选5英寸的中焦距切割头，6mm 以上中厚板切割一般选用7英寸的长焦距切割头。
4. 根据实际需要选配离线编程软件。
三维光纤激光切割机器人的技术优势
(1)三维切割系统的优势
第一，切割速度快，为同类产品的两倍。
第二，切割精度高。
系统重复定位精度高达±100um。
第三，可切割<φ2mm的小圆，切割效果圆滑美观，目测无形变和毛刺。
单个小圆切割时间可控制在2s 内。
第四，选配臂长2.01m的机械手，除了实现直径达3m的半球形三维加工区域外，还可实现3m×1.5m 的二维平面切割。
第五，根据实际需要选配离线编程软件，可读取UG、SolidWork等三维软件导出格式的数模，修改后直接生成切割轨迹，代替人工示教，简单易用。
(2)采用IPG光纤激光器和激光电源激光器性能稳定，可使产品整体质量得到安全保障。
光纤激光器具有散热面积大、光束质量好、体积小巧等优点，同体积庞大的气体激光器和固体激光器相比具有明显的优势。
(3)采用美国进口激光切割头配置美国进口的激光切割头，通过机械手编程控制，保持最佳的焦距，确保最佳的切割效果，避免了材料不平整时，焦距变化问题引起的材料报废。
(4)机械手控制系统采用机械人操控系统，可提供适合每一种零部件的全方位机器人生产解决方案。
具有可靠性强、速度快、精度高、功率大、坚固耐用、通用性等特点。
其操作速度更快，废品率更低，在扩大产能、提升效率方面，将起到举足轻重的作用。
其高精度由专利的TrueMoveTM运动控制软件实现。
IRB2600采用优化设计，机身紧凑轻巧，节拍时间与行业标准相比可缩减多达25%。
专利的QuickMoveTM运动控制软件使其加速度达到同类最高，并实现速度最大化，从而提高产能与效率。
IRB2600工作范围大，安装方式灵活，可轻松直达目标设备，不会干扰辅助设备。
优化机器人安装是提升生产效率的有效
手段。
模拟最佳工艺布局时，灵活的安装方式更能带来极大的便利。
IRB2600的底座可与目标设备靠得更近，从而缩小整个工作站的占地面积。
小底座还为下臂进行正下方操作创造了有利条件。
三维光纤激光切割机器人的应用
(1)两台RX160轿车B柱热成形件双机器人切割(见图1)①外框、孔位等的高精度光纤激光切割。
②高速度提高效率，减少热变形。
③机器人柔性编程适应不同产品需求。
④低成本系统解决方案适合用户大批量应用。
(2)RX160L工程机械钣金件切割(见图2)①工程机械钣金件3D激光切割。
②大幅面活动范围适合大工件或多工位切割。
③切割效率高，相当于传动五轴激光切割机床切割速度的两倍。
④机器人结构紧凑且刚性好，有利于降低龙门架成本。
产品介绍：
首先，用工业机器人代替五轴机床。
两者都能进行空间轨迹的描述实现三维立体切割，工业机器人的重复定位精度比五轴机床稍低，约为±100uM，但这完全可以满足汽车钣金覆盖件和底盘件行业的精度要求了。
而采用工业机器人大大降低了系统的成本造价，减少了耗电系统费用和系统运行维护费用，减少了系统的占地面积。
其次，用光纤激光器代替CO2激光器。
光纤激光技术是近几年高速发展的激光技术，相比传统激光，具有更好的切割质量，更低的系统造价，更长的使用寿命和更低的维护费用，更低的耗电。
关键是光纤激光器的激光可以通过光纤传输，方便与工业机器连接，实现柔性加工。
其三，本系统唯一的缺陷，是只能加工金属工件，不能加工非金属工件。
这是因为本系统采用的是光纤激光，其波长为1064NM，相对于波长为10640NM的CO2激光，不易为非金属工件所吸收的缘故。
总之，采用工业机器人+光纤激光器的组合进行加工，修边冲孔等工艺一次完成，切口整齐无需后道工艺再处理，大大缩短了工艺流程，降低了人工成本和模具费用的投入，也提高了产品档次和产品附加值。
选配我公司的离线编程软件，通过数模直接生成切割轨迹，抛弃了繁杂的人工示教，更加适合小批量多批次的维修市场、新品试制和非标定制等一些个性化的切割需求。
而且，投资高柔性高效率的激光切割设备，来代替昂贵的冲压设备和剪裁设备，可以更加灵活的更换产品，把握市场。
耗电耗材：
系统耗电：<8KW(根据选配激光器功率大小而异)
零星耗材：<0.5元/小时(包括高功率激光器水冷系统的滤芯、切割头气嘴和切割头保护镜片)
吹气费用：<6元/小时(以用纯氧辅助切割2MM内碳钢为例)
性能指标:
激光功率:200W/300W/400W/500W/1000(根据工件材质和料厚可选) 激光波长:1070NM
工作区域:半径2米的半球形工作区域(选配半径2米的机械手) 切割速度:0-15米/分钟(根据功率大小和工件材质与厚度可调)
供电电源:三相交流380V
用电功率: <8KW(根据选配激光器功率大小而定)
冷却方式:风冷/水冷(根据选配激光器功率大小而定)
切割头焦距：5-7英寸(根据工件厚度可选)
机械手重复定位精度：±0.1MM
机械手保护等级：IP65
系统使用寿命：十万小时
系统保修:2年。