數控雷射加工工具機

雷射束加工是基於雷射系統的紅外輻射與材料固有熱作用而將材料加熱、熔化、燒蝕甚至汽化來進行打孔、切割、焊接以及表面熱處理的一種加工方法。雷射器將電能轉換為光能，產生所需的雷射束，通過透鏡將雷射聚集成一個極小的光斑照射到被加工表面，能在千分之幾秒，甚至更短時間內使某種物質熔化和汽化，達到蝕除加工的目的。

基本介紹

• 中文名：數控雷射加工工具機
• 外文名：CNC laser processing machine
• 說明：高方向性特性的一種技術套用
• 輸出波長：1064nm
• 雷射輸出模式：多模
• 目的：使物質熔化和汽化，達到蝕除加工

原理

1)當能量密度極高的雷射照射在被加工表面時，光能被加工表面吸收並轉換成熱能，使照射斑點的局部區城溫度迅速升高，瞬時急劇熔化和蒸發，並形成小凹坑。

2)同時開始熱擴散，使斑點周圍的材料熔化，隨著雷射能量連續吸收，凹坑中金屬蒸汽迅速膨脹、壓力驟增、熔融物質高速外噴。

3)熔融物的高速噴射所產生的反衝壓力，又在工件內部形成一個方向性很強的衝擊被，使熔化物質爆炸式的噴射去除。

組成

雷射加工機主要由雷射器、光學系統、電源及數控系統、機械系統及輔助系統組成，是典型的光、機、電一體化設備。雷射器是影響雷射加工能力和質量的主要部件，它的任務是把電能轉變成光能，產生所需光束；光學系統將光束聚焦並調焦，將雷射器輸出的雷射束引導到工件上；數控系統根據加工工藝要求，進行電壓控制、時間控制等；機械系統包括床身、工作檯及輔助系統等。

分類

雷射加工中，多數採取固體雷射器和氣體雷射器。固體雷射材料有紅寶石，銨玻璃和摻釔釹鋁石榴石(YAG)；氣體雷射材料有CO₂、氦-氖和氬離子等。雷射加工常用YAG (只達600W )和CO₂(可達25kW)雷射器。

由於雷射加工的功率密度高，可用於加工金屬、有機和無機材料等幾乎所有的材料，但是對於透明材料需要採取一些色化和打毛措施，才利於加工；對於銅、鋁及其合金等製成的熱導率和反射率高的工件，雷射加工的效果變差，但YAG雷射波長較短，在金屬表面上引起反射要比CO₂雷射少。

特點

1 )雷射束位置不變，工作檯作X、Y方向移動，這樣光路調整方便，導光系統能量損失少。

2 )各傳遞光束部件均設定調整環節，能迅速、準確而方便地調整光束。

3)各坐標驅動採用直流伺服電動機和滾珠絲槓副，並且各導軌分別採用聚四氟乙烯塑膠及直線袞動導軌，運動靈話，低速無爬行，保證了較高的定位精度。

4)數控裝置採用FANUC-BESK3M型系統，使主機操作及輔助功能控制與系統做成一體化，操作方便。

5)系統配備有CRT顯示器及示教功能，編程簡便迅速。

套用

雷射加工，在汽車、航空、宇航、 電子、機械和輕工等方面的套用愈來愈廣，有向複合化加工發展的趨勢，即利用雷射加工的“光-熱”作用，將材料的加工、熱處理、雷射化學等結合起來，形成過去傳統加工方法難以實現的微光複合加工技術。雷射加工不需要工具，它是非接觸加工，加工速度快，生產率高，打一個小孔的時間約需0.1s，熱影響區域小，熱變形也小。雷射束傳遞方便，易於控制，便於與機器人、數字控制、自動檢測等技術結合，實現自動化加工和構成柔性製造系統，成為迅速發展的一種先進加工技術。