激光切割機 在智能裝備制造業(yè)中不可或缺，也是制造業(yè)走向高端化、智能化的關鍵角色之一。與傳統(tǒng)加工設備相比，激光切割機加工能力更強，精度更高，加工效率也得到提升。
激光切割控制系統(tǒng)
1、激光行業(yè)復合增長率將達到 20% 在接下來的3年。
激光行業(yè)下游應用種類繁多，行業(yè)整體市場規(guī)模144億，預計XNUMX年復合增長率達 20% 在接下來的3年。
A. 激光產(chǎn)業(yè)鏈包括上游元器件及材料、中游激光器及設備、下游激光應用服務。產(chǎn)業(yè)鏈下游應用服務包括激光切割、焊接、打標、鉆孔、醫(yī)療、化妝品、顯示、增材制造等，其中激光切割是激光應用領域之一，可廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工。
B、2018年激光行業(yè)市場規(guī)模達144億，同比增長22.14%。其中，激光元件市場規(guī)模28.8億，同比增長22.03%；激光應用市場規(guī)模54.7億，同比增長22.1%；激光設備市場規(guī)模60.5億，同比增長22.22%。預計248.9年整體市場規(guī)模將達XNUMX億。2024，復合增長率為 20% 在接下來的3年。
2、小功率切割的成功經(jīng)驗在大功率領域的復制是未來最大的動力。
激光是上世紀最重要的發(fā)明之一。在過去的20年里，它在工業(yè)領域的應用不斷發(fā)展，并取得了巨大的成功。激光切割技術(shù)是激光加工技術(shù)的重要組成部分。激光切割機應朝著以下方向發(fā)展： 數(shù)控激光切割機 為了滿足新型激光切割機的要求，研制出一種高效、高精度的激光切割數(shù)控系統(tǒng)，本課題采用雙振鏡掃描系統(tǒng)和二維直線電機工作臺，實現(xiàn)振鏡掃描運動與工作臺運動的復合運動，提高了切割速度和精度，解決了振鏡切割范圍小的問題，實現(xiàn)了大規(guī)模加工。
3.激光切割控制系統(tǒng)的銷售增長率預計將超過 30% 在接下來的3年。
未來3年中低功率激光切割設備需求復合增長率將達到17.99%，高功率需求復合增長率將達到38.49%。制造業(yè)的快速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的更新升級帶動了激光切割設備的銷售。2017年中低功率激光切割設備銷售量達22,500萬臺，同比增長近 60% 相比2016年，2018年受宏觀經(jīng)濟下行影響，銷售量達26,000萬臺，同比增長15.6%；而大功率激光切割設備銷售量則在2018年增長至6,250臺，同比增長30.2%?？紤]到整體行業(yè)年復合增長率高達 20% 以及中低功率、高功率的歷史增速，預計在市場自然增長和庫存替代作用下，2019年中低功率激光切割設備銷量-2024分別為31200/36816/42707臺，年復合增長率為17.99%；高功率激光切割機銷量分別為9100/12700/16600臺，年復合增長率為38.49%。
數(shù)控激光切割趨勢
未來激光切割技術(shù)在發(fā)電機的選擇上會更加多樣化，發(fā)電機的電源類型會更加多樣，能量輸出會更加穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也會有一定的特點，激光切割機的使用成本會明顯降低，對人體的危害也會明顯減少。
數(shù)控激光切割技術(shù)的應用領域日益廣泛，三維切割、自動調(diào)焦、恒定光路等技術(shù)日趨成熟，利用機載激光器移動光束切割大幅面厚板的技術(shù)操作也將逐步完善。
1.數(shù)控激光切割技術(shù)內(nèi)涵分析。
總的來說，激光切割的工作原理是利用鏡子將激光束加工成需要切割的材料，激光器在鏡子的特定位置發(fā)出激光束，經(jīng)過鏡子折射后，激光束通過特制的透鏡聚焦、聚焦。
激光切割過程中，輔助氣體從噴嘴噴出，加入到激光聚焦光束中，最終形成蘊含強大能量的切割工具。激光切割的功率受噴嘴移動速度的影響，在被切割材料上的切割過程需要參考機床平臺的運動軌跡來實現(xiàn)。數(shù)控激光切割主要用于切割金屬，除了切割這種高硬度材料外，不同的激光技術(shù)還可以完成3維切割、皮革木材紙張切割和玻璃陶瓷切割等，激光直寫技術(shù)還可以完成醫(yī)療操作活動。
在激光切割質(zhì)量系統(tǒng)控制中，技術(shù)人員應合理調(diào)整不同聚焦鏡片的位置，使用多軸運動控制卡控制濾光片的運動軌跡， CCD 光束。在數(shù)控激光控制活動中，技術(shù)人員應根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)所能承受的加工板材尺寸，調(diào)整激光束運動（X/Y軸）的定位速度。根據(jù)有效切割長度確定最大加工速度。在激光束方向加工時，切割的定位精度不正確
2.數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢。
激光切割技術(shù)應用廣泛，是數(shù)控機床生產(chǎn)中的一項精密技術(shù)，具有多種不同的模式和屬性，不同類型的激光器具有不同的工作模式，而激光功率和光束偏振的差異決定了激光器在切割過程中具有不同的模式穩(wěn)定性。
新型激光加工技術(shù)主要包括激光三維刻蝕、激光微結(jié)構(gòu)制造、激光-SPM復合加工和準分子掩?？涛g等。工業(yè)加工生產(chǎn)領域?qū)?shù)控激光技術(shù)的關注度不斷提高，技術(shù)研發(fā)人員應認真分析數(shù)控激光切割技術(shù)的特點和應用現(xiàn)狀，優(yōu)化數(shù)控切割技術(shù)的應用模式。數(shù)控激光切割技術(shù)將朝著高速化、多自由度方向發(fā)展。由于近年來大功率數(shù)控激光切割機市場增長趨勢明顯，工業(yè)制造領域?qū)す馇懈顧C的總體需求持續(xù)上升。
為了滿足市場需求的發(fā)展，在數(shù)控激光切割機生產(chǎn)制造領域，將出現(xiàn)高速高精度激光切割機、三維激光切割機、大幅面厚板激光切割機等專用激光切割機設備。激光切割機的切割能力逐步增強，切割工藝的適應性和自由度也將不斷提高。臥式激光切割機采用龍門移動光路加工技術(shù)，可在切割的同時完成等離子云檢測等操作。新型2.5D和3D采用雙激光切割系統(tǒng)的激光切割機可以滿足工業(yè)制造領域的高速切割要求，滿足加工高難度零件的需求。使用光纖激光切割機設備還可以切割高硬度的材料，并且切割后的傷口表面整齊，有利于后期的涂層加工作業(yè)。
3.數(shù)控激光切割技術(shù)的應用分析。
A.數(shù)控激光切割技術(shù)通用標準分析。
目前，激光切割機行業(yè)參數(shù)的通用標準主要是德國激光切割機。數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢是朝著消耗最少能量的方向發(fā)展，并且對激光器工作時可用的工作氣體類型適應性更強。目前數(shù)控激光技術(shù)領域常見的2款激光切割機分別是SLAB-D025激光器（2500W)和軸向快流激光(3000W）這2項激光切割技術(shù)代表了當前工業(yè)生產(chǎn)領域的主流發(fā)展內(nèi)容。
SLAB-D025激光器的結(jié)構(gòu)原理為平板放電、擴散冷卻，它沒有固定的氣流裝置，氣體不需要流動，所以沒有氣體電源裝置。該激光器的光束特性為TEM00模式，光束發(fā)散角為0。15mrad，激光輸出窗口鏡片壽命約40,000萬小時，脈沖頻率5000HZ，只有門脈沖功能。SLAB-D025激光切割機的工作氣體種類較多，主要有：一氧化碳、氦氣、氮氣、二氧化碳等，本切割機還可以使用德國專用混合氣體，混合氣體總一氧化碳為6%，其它為94%。
這款激光切割機耗氣量最少，僅為0.2L/H。目前另一種主流的激光切割機是軸流快速流機，其結(jié)構(gòu)原理是快速軸流放電的運動特性，渦輪為氣流裝置。這款激光切割機耗氣量較大，高達35L/H，但切割效率最高。軸流快速流數(shù)控激光切割機的脈沖頻率可調(diào)，具有超級脈沖和超超級脈沖多種功能，可輸出2.5倍額定功率。（即 3000W 激光可以輸出7500W 功率較大，穿孔、切割能力較強。
B、激光切割技術(shù)的發(fā)展前景分析。
激光切割技術(shù)的新市場向著超高精度作業(yè)領域發(fā)展，對激光切割的控制精度如切口的寬窄、切口的表面粗糙度等要求更高。激光切割市場加工的材料種類更加廣泛，材料切割市場的新發(fā)展領域?qū)⑦M入紡織機械、食品機械、醫(yī)療機械、燈飾裝飾、包裝行業(yè)、船舶、汽車、航空和鋼鐵行業(yè)。激光加工發(fā)展的新市場有激光數(shù)控車床加工設備市場，應用領域包括磨料磨具、器件、機械、船舶、汽車、航空航天和鋼鐵行業(yè)。
采用運動控制器進行I軸伺服控制和N軸伺服控制，調(diào)整I/O輸入輸出方向，確保被切材料切面更加光滑，減少激光切割帶來的邊角毛刺磨損。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，對控制系統(tǒng)進行了簡化審計，采用主板（PC總線）控制整個激光加工系統(tǒng)。在激光切割技術(shù)的開發(fā)中，重點對軟件控制板功能進行優(yōu)化升級。
結(jié)語
數(shù)控激光切割技術(shù)將在新的領域發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對激光加工產(chǎn)品的需求要求技術(shù)人員不斷開拓新的市場。為了提高數(shù)控激光切割技術(shù)的效率，技術(shù)人員應優(yōu)化數(shù)控激光系統(tǒng)的控制板。其中，在數(shù)控激光切割的系統(tǒng)管理模塊中，技術(shù)人員應做好系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理。根據(jù)標準工藝庫管理標準，實時監(jiān)控激光切割模式，按照常見加工方式的要求對當前加工工藝參數(shù)進行檢測，并分析行業(yè)工藝標準參數(shù)，修改不合理的工藝編制信息。
