大功率激光切割機ipg培訓教程修正版新

1、工藝培訓部2013年06月,大功率激光切割機,光纖系列培訓教程,第一講,安全說明及預防措施,目錄,第二講,環(huán)境知識,第三講,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,第四講,激光切割的基本知識,第五講,切割軟件,第六講,設備操作說明,第七講,程序及說明,第八講,常用操作,第九講,工藝參數(shù)和機床設置,第十講,切割工藝,第十一講,操作指南,第一講,安全說明及預防措施,安全說明及預防措施,1.1綜述 在操作機床和進行日常維護保養(yǎng)之前，操作人員必須接

2、受正規(guī)的培訓，同時仔細閱讀機床說明書，以對機床 安全措施和要求有所了解，并遵守相關的安全預防措施。1.2機器涉及的安全標準 激光加工設備和操作均應遵照GB7247-87激光產(chǎn)品輻射安全、設備分類、要求和用戶指南及GB10320-88激光 設備和設施的電氣安全兩個國家標準執(zhí)行。1.3安全管理的警告 1. 指定安全管理員，確定其職責范圍，并對激光加工機床操作者進行安全操作培訓及安全防護教育。 2.

3、 指定激光安全管理區(qū)域，在管理區(qū)域的出入口設立警告牌，內(nèi)容包括：激光加工機床的功率、激光種類、禁止非操作人員進入，注意保護眼睛，標明安全管理者姓名等。 3. 激光加工機床的操作者或在激光加工機床使用期間接近激光的人員，應戴上相應的激光防護鏡并穿上防護衣，在戴防護鏡區(qū)域內(nèi)，一定要有良好的室內(nèi)光照，以保證操作者順利操作。 4. 激光加工機床不用時，應關閉總電源開關，以免閑雜人員誤操作引起危害。 5. 三維激光加工為了對操作者進

4、行保護，必須具備加工室或保護屏圍等設置。加工室中應有防護激光擴散、保護操作者安全的裝置；當加工室開門時，激光光閘應關閉。 6. 應把加工過程中產(chǎn)生的煙塵氣體及激光工作氣體排放到室外，所有氣瓶均擺放整齊、穩(wěn)固，通風，遠離火源。,安全說明及預防措施,1.4激光安全通告 激光對人體的主要危害是眼睛和皮膚，激光照射到人體的任何部位都會引起灼傷。尤其光纖激光直接觀看會嚴重危害到眼睛視網(wǎng)膜！所有操作人員必須嚴格佩

5、戴1064nm激光防護眼鏡！禁止不佩戴眼鏡進行操作以及觀看激光！應避免將身體任何部位置于激光通路中，以免誤操作造成傷害。 1.4.1眼和皮膚的保護 1. 激光對人體的主要危害是眼睛和皮膚，激光照射到人體的任何部位都會引起灼傷。應避免將身體任何部位置于 激光設備的光路中，以免誤操作造成傷害。 2. 在本篇教材中主要涉及到光纖系列，但在安全知識講解將會涉及到CO2的知識內(nèi)容供大家鑒賞，在激光加工中，通常使用CO2、IP

6、G激光器，不同類型的激光，對人體造成的傷害是不同的。IPG激光器產(chǎn)生的激光有可能損傷眼睛的視網(wǎng)膜，由于IPG激光的波長對眼睛的透射率極高，危害性也更大。CO2激光器產(chǎn)生的激光的危害主要是對眼睛 角膜的灼傷。兩種激光照射均有可能引起眼睛的白內(nèi)障和對皮膚產(chǎn)生灼傷的危險。因此，在調(diào)整激光時，要根據(jù)激光的種類不同，采用相應的防護措施。 3. 加工用的激光器， CO2激光器一般高壓油箱供電電壓為幾千伏至幾萬伏，應防止激光器高壓電及高壓電下電子

7、管產(chǎn)生的X射線傷害的危險。1.4.2防火保護 采用激光加工時，經(jīng)常會用到氧氣，加上加工時火花的飛濺，氧氣容易導致火災的危險。因此工作區(qū)域內(nèi)不應有易燃易爆物品的存在，同時必須具備相應的防范設施。1.5電氣安全 1. 不要用濕手接觸任何開關以免觸電。機床的伺服電機位置的防護罩、立柱背后接線盒、機床變壓器柜、電氣柜 門等處貼有閃電標牌，表示這些部位有高電壓的電器或電氣元件，操作者在接近這些部位或

8、打開維護保養(yǎng)時應格外小心，以免觸電。,,安全說明及預防措施,2. 全面閱讀機床說明書及電氣原理圖，以便熟悉各項功能和對應鍵的操作方法。3. 不要輕易打開電氣柜門，不準改變已設定的機床固定參數(shù)、電位器和計時器。如果必須改變，應由經(jīng)過培訓且經(jīng)制造廠家認可的專業(yè)人員來操作，并記錄下變動前的參數(shù)值，以便在必要時，能恢復原始狀態(tài)。4. 在通電狀態(tài)下不要觸摸電氣柜內(nèi)數(shù)控裝置、伺服裝置、變壓器、風扇及其它帶電的元器件?！揪妗浚簲嚯姾?，要停一

9、段時間（5分鐘以上）再觸及端子。因斷電后在一段時間內(nèi)動力線端子間留有高電壓。 為避免觸電請不要立即觸碰1.6材料安全通告 對激光加工機床，所用聚焦透鏡等光學儀器，都是用化學氣相沉積法制造，多用ZnSe材料制作，當它在燃燒點以上時，就有有毒的Se蒸氣發(fā)生，它為劇毒物質(zhì)。為了提高透射率，在透鏡上涂有放射性物質(zhì)釷的化合物膜，因此透鏡破損時要十分注意妥善處理，而不能按照工業(yè)上常規(guī)廢物處理

10、，以免對環(huán)境造成危害。1.7機器的防護措施要特別注意IPG激光器跟機床切割頭連接的黃色傳導光纖，不能撞擊及彎折（保證大于120度角）這根傳導光纖?！九銲PG激光器】激光器與機床支撐架之間的連接必須使用鋼管連接，激光光路不得暴露在外，必須有保護裝置，人的任何部分不得放在激光光路中?！九銫O2激光器的機床】機床床身的X、Y軸方向上均有限位開關，請勿移動限位開關，而使橫梁移出工作范圍造成機床的毀壞。3.機床加工期間操作人員不能

11、83;進入機床加工區(qū)域并要關閉機床安全門，以免造成人身傷害。機床的絲杠及導軌均加裝防護罩，請勿在上面放置任何物品，以免造人員傷亡或設備損壞。,安全說明及預防措施,1.8使用人員常識 1. 激光加工切割機的操作人員，必須經(jīng)過專門培訓，并且達到要求，并在安全管理員同意的前提下，才能上崗操作。 2. 激光加工機的操作者或在激光使用期間接近激光的人員，應戴上適當?shù)募す夥雷o鏡（防1064nm波長激光的防護鏡）并穿上防護衣，在戴防

12、護鏡區(qū)域內(nèi)，一定要有良好的室內(nèi)光照，以保證操作者順利操作。 3. 為了對操作者進行保護，必須具備加工室或者保護屏圍等設置。加工室中應有防護激光擴散、保護操作者安全的裝置；當加工室開門時，應關閉激光光閘。 4. 嚴禁沒戴防護眼鏡通過非保護窗觀看激光。機床外罩上的保護窗采用防1064nm波長激光的防護玻璃制作，防護等級為4級，防護玻璃符合歐洲標準EN207：1998+A1：2002防護玻璃安全光防護壽命為三年左右。1.9個人

13、保護設備 技術(shù)或組織措施無法完全避免健康危害時，擁有者必須向操作和維護人員提供所需的個人保護設備。 加蓋鋼靴 保護手套 激光防護眼鏡 （部分個人保護設備不隨激光切割機床提供）,第二講,環(huán)境知識,環(huán)境知識,A.使用環(huán)境條件1. 電源 a. 規(guī)格：三相五線制，380V 50Hz，容量根據(jù)激光器類型和容量而定。 b. 品質(zhì)：電源品質(zhì)：三相不平衡度<2.5%

14、，線電壓波動<10%。 建議配置穩(wěn)壓電源： 穩(wěn)壓電源能保證機器輸入電壓的穩(wěn)定，使整個機床、激光器在比較良好的狀態(tài)下工作?？諌簷C及冷水機最好不 要通過穩(wěn)壓電源，以防止大功率的冷水機功率變化干擾激光器的功率輸出。2. 接地保護：機床接地，在機床側(cè)打地樁接地線，也可將機床接到電源的地線，要求接地電阻＜4Ω。 3. 要求通風條件好、無粉塵、無腐蝕、無污染的場地環(huán)境。4. 安裝地基要求周邊不能有大的振動，并且開

15、鑿防震溝。5. 激光器要求安裝在22ºC的環(huán)境溫度下（參照激光器的說明書）。6.冷水機組是向激光器及QBH、切割頭準直裝置提供冷卻循環(huán)水的專用設備，冷卻水的壓力保持在1.5~3.5Bar之間，冷卻循環(huán)水要求使用高質(zhì)量的去離子水或蒸餾水。 7. 為預防火災的發(fā)生，加工場地應配置好適當?shù)臏缁鹌鞑㈩A留一定的滅火通道。8. 機床左側(cè)和后側(cè)距車間墻壁的距離應在1.2M以上；激光器后側(cè)距車間墻壁應在1.5M以上；冷水機與空壓機可放

16、 在室外，但距激光器應在10M內(nèi)。9. 控制單元、伺服單元和顯示器及控制面板為機床的核心部件，對環(huán)境有一定的要求，并應避免機床遭受電磁波 的干擾，例如電弧焊和放電加工機等，影響機床正常工作。B.對環(huán)境及能源的影響 1. 光纖激光切割機的激光器為半導體光纖激光發(fā)生器，切割時會產(chǎn)生廢氣，廢氣是有害的，所以在切割這些特殊材料時，有必要對吸塵裝置排出的廢氣進行凈化處理后排放到大氣中。 2. 該光纖激光切割機的激光

17、器屬４類激光產(chǎn)品，其射出光束，或經(jīng)鏡片反射和漫反射光都可能對人體（尤其是眼部）造成損傷，在場人員應注意防護，還應防止火災發(fā)生。 3.光纖激光切割機為高能耗設備，其電源總需求量約為：三相380V， 50Hz，75KVA（激光器類型及激光器的冷水機組。用戶選擇激光器的不同，功率也不完全相同。）,第三講,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,3.1操作工位 機

18、床平面布置圖A 控制柜；B 光纖激光器；C 操作控制臺；D 交換臺控制；E 交換臺系統(tǒng)；F 切割區(qū)``,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,3.2總體結(jié)構(gòu)及其工作原理、工作特性； 數(shù)控光纖激光切割機，主要組成部分有：機床主機部分、電氣控制部分、冷水機組、冷風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)等五部分組成。以上幾部分中除抽風機外都有自己的使用手冊或操作說明書，在這里主要就主機部分和電器控制系統(tǒng)的主要構(gòu)造及組成作詳細說明。其余請參閱各該部分的說明

19、書。 機床主機部分：機床主機部分是整個光纖激光切割機的最主要的組成部分，光纖激光切割機的切割功能和切割精度都是由主機部分來實現(xiàn)的，主機部分由床身、光纖激光器、橫梁部分，Z軸裝置、工作臺、輔助部分（防護罩、氣路及水路）、操作臺等六部分組成。詳細介紹見2.6.2節(jié)。 電氣控制部分：光纖激光切割機電氣控制系統(tǒng)是保證各種圖形運行軌跡的重要組成部分，一般電氣控制系統(tǒng)主要由數(shù)控系統(tǒng)和低壓電氣系統(tǒng)組成。

20、 本機床數(shù)控系統(tǒng)配置德國PA公司高檔數(shù)控系統(tǒng)PA8000E2，該系統(tǒng)是基于WINDOWS XP 操作平臺，運行穩(wěn)定可靠，含有32位微處理器，以太網(wǎng)通訊接口，系統(tǒng)具有插補運算速度快、操作方便，動態(tài)性能好，負載能力強等特點。 低壓電氣系統(tǒng)的控制部分位于電控柜內(nèi)，是整機電氣控制的接口部分，電氣系統(tǒng)的各種原器件均采用國內(nèi)外知名廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品，保證整機在運行中穩(wěn)定可靠，反應靈敏。驅(qū)動電機為交流伺服電機，交流伺服電機用于驅(qū)動機床的X

21、V(同步軸)軸龍門、Y軸滑板，特點為加速性能好，響應速度快，最大定位速度可達169m/min；機床的Z軸為進給軸，采用交流伺服電機用于驅(qū)動，特點為動態(tài)響應特性好，即能隨動控制又可NC控制。 其他輔助外圍設備包括大小冷水機組，冷風系統(tǒng)，排風系統(tǒng).,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,3.3各單元結(jié)構(gòu)之間的機電聯(lián)系,,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,單元結(jié)構(gòu)聯(lián)系圖 如圖所示機床各部分緊密聯(lián)系，相輔相成：穩(wěn)壓電源為冷水機、激

22、光器及主機提供優(yōu)質(zhì)電源；冷水機為激光器及主機提供冷卻，機床其他各部分都為切割機主機服務，為主機正常加工運行提供保障。 電氣各部分回路由空氣開關提供過流保護等等；在各個軸方向都具有機械限位及電氣軟件限位及硬限位保護，電氣硬件限位能切斷軸及停止機床運行及報警，機械限位保證機床在意外情況下的設備安全及操作人員的人身安全；系統(tǒng)本身還具有電機過載及超溫保護，報警提示列表請參看5、6節(jié)用戶報警及PA8000說明書。3.

23、3開關機順序3.3.1 整機開機程序 a 上電前檢查機床整體：主要查看機床各運動部件的軌跡路線上及整機外罩上有無異常等。 b 外部設備啟動： 1）啟動總供電設備：總電源開關，穩(wěn)壓設備。 2）機床冷水機啟動：檢查狀態(tài)是否正常，供水是否正常，水路有無漏水現(xiàn)象。3）激光器啟動：包括冷水機及激光器主機，檢查狀態(tài)有無異常。4）輔助氣體供應設備：啟動空壓機，打開所需供氣閥，檢查氣路中的各過濾設備及 各壓力表的狀態(tài)是

24、否正常。 C 機床主機上電： 1)外部電源接通：打開機床總供電旋鈕開關，檢查電器柜冷氣機是否啟動。 2）數(shù)控系統(tǒng)上電：打開系統(tǒng)上電使能鑰匙，啟動上電按鈕，等待3分鐘系統(tǒng)完全啟動后，檢查有無異常,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,報警；如在氣候寒冷（零度以下），需要在機床上電后等待五分鐘，待機 床預熱后再進行其他操作；系統(tǒng)正常則打開急?！鶦trl+R復位鍵→機床軸使能啟動。 各軸回參考點：上電完成后選

25、擇操作面板上的回原點模式“home”鍵，按機床啟動按鈕啟動機床回原點， 完成回參考點的操作后轉(zhuǎn)為手動“JOG”狀態(tài)，系統(tǒng)上電完成，處于待切割狀態(tài)。3.3.2 自動加工運行過程 a)加工板材準備：放到工作臺，調(diào)整好需要的角度，準備好相應的輔助工裝措施。 b)切割程序準備：請在外部計算機用CAM軟件編輯生成NC程序，然后通過局部網(wǎng)把NC程序傳輸?shù)紺NC系統(tǒng)上， 切忌不要

26、直接用移動存取設備拷貝程序到CNC系統(tǒng)上，以免CNC感染病毒。 c)運行程序準備：準備運行切割程序前進行如下幾個方面的準備及檢查。 1.光路檢查，激光是否同軸，切割頭焦點位置是否準確。 2.切割程序檢查，可使用程序模擬軟件功能查看程序切割圖形（雙驅(qū)機臺不建議這么做）或者語法 是否有錯。 3.檢查調(diào)用的切割工藝參數(shù)是否正確及是否需要進行一些特殊的工藝參數(shù)設置。 4.外部控制檢

27、查：檢查激光器控制，如高壓HV，紅光LASER ON，機械光閘MECH SHUTTER；檢查輔助 氣體選擇ASSIS GAS，比例閥GAS控制，光路吹氣是否正常。 d)工件坐標系位置準備：可在手動“JOG”方式下，依照FASTCAM編程時指定的編程起始零點位置，手動 運行X/Y軸將切割頭移動到板材的相應位置，在后續(xù)的執(zhí)行程序過程中，會自動設置相應軸位置值到 工件坐標系（G54）。 e)在自動

28、“AUTO”方式下，在程序界面選擇準備好的加工程序，確定第3項的檢查內(nèi)容無誤， f)操作面板切換為“DryCut”狀態(tài)，使用循環(huán)啟動“CYCLE START”啟動加工程序進行切割。 g)程序結(jié)束后，提升Z軸，移動工作臺，裝卸工件，加工結(jié)束，準備進行下一次切割,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,3.3.3整機關機程序 1）機床回原點。 2）關閉激光器電源。 3）關閉冷水機電源。 4）關閉空氣壓縮機閥門與電源。

29、 a對空氣壓縮機進行手動排水、排油，將空氣壓縮機底部儲氣罐的泄水閥打開進行排水，待廢水排完后， 關閉該泄水閥。 b對空氣清凈器進行手動排水（未裝自動排水器時）、排油，將空氣清凈器底部的排水閥打開進行排水， 待廢水排完后，旋緊該排水閥。 5）關閉集成柜中的冷干機、機床電源、穩(wěn)壓電源、及外部總開關。 6）關閉切割用輔助氣體。 7）封閉切割頭

30、噴嘴，防止空氣中粉塵進入到保護鏡、聚焦鏡片等。 8）巡視機床周邊環(huán)境狀況，檢查是否有火種或高溫物體存在，預防火災，消除安全隱患。3.3.4程序在執(zhí)行過程中停止 程序在執(zhí)行過程中，遇到非機床緊急停止類報警或按停止按鈕停止時，可在消除報警后按主操作面板上 的機床復位按鍵復位報警，若機床在隨動方式下最好先按“RETRACT”提升Z軸，然后直按啟動按鈕便可 繼續(xù)運行加工程序。如其它要求可按以下兩種方法操作：

31、 a)如果在切割過程中反渣出現(xiàn)切割頭傳感器碰撞類報警導致機床停止時，可先“RETRACT”按鍵，將Z軸 抬起一固定高度，然后人為將反渣清掉，復位報警后再啟動程序便可繼續(xù)運行加工程序。 b)如果在加工過程中，你需要暫停機床，并且要手動移動X或Y軸到機床近點以便更換切割噴嘴，更換完 畢后重新回到加工狀態(tài)，可按如下步驟操作：,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工作原理,1)在自動模式下切割過程中，在非隨動狀態(tài)下按NC STOP對程序進行暫停

32、。 2)在彩色顯示器的控制板上選擇手動，彈出程序自動執(zhí)行是否要復位對話框，選擇否， 這時操作方式會切換到手動模式下；3)選擇連續(xù)進給模式；4)手動移動X或Y軸到機床近點，并且進行切割噴嘴更換操作；5)選擇斷點返回功能，按NC START，機床返回到程序中斷的地方；6)切換到自動模式下，按NC START，繼續(xù)完成加工程序。,第四講,激光切割的基本知識,激光切割的基本知識,激光切割工藝原理: 激光切割是材料加工中一種先進的和

33、應用較為廣泛的切割工藝。它是利用高能量密度的激光束作為“切割刀具”對材料進行熱切割的加工方法。采用激光切割技術(shù)可以實現(xiàn)各種金屬、非金屬板材、復合材料等的切割，在各領域都有廣泛的應用 4.1激光切割原理 激光切割是利用經(jīng)聚后的高功率、高能量密度的激光束照射到要加工的板材上，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將板材割開。激光切割屬于熱切割方法之一。其原理

34、見右圖：,激光切割的基本知識,4.2 激光切割的主要方式 激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧助熔化切割和控制斷裂切割四種： A.激光氣化切割 利用激光高能力密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內(nèi)達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。

35、 激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（紙、布、木材、塑料和橡皮等）的切割 B. 激光熔化切割 激光熔化切割是用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化氣體（N2、Ar、He等）依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排除，形成割縫。激光熔化切割不需要使金屬完全氣化，所需激光能量只有汽化切割的十分之一左右，約107W/cm2。激光束照射到工件表面，除反射損失外

36、，剩下的能量被吸收，加熱材料蒸發(fā)成小孔；一旦小孔形成，它作為黑體將吸收所有光束能量，小孔被熔化金屬壁所包圍，依靠氣流的高速流動，使熔壁保持相對穩(wěn)定；熔化等溫線貫穿工件，依靠輔助氣流噴射壓力將融化材料吹走；隨著工件或者切割頭的移動，小孔橫移并成一條切縫，激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動地從縫內(nèi)被吹掉。 對薄板材料，切割速度過慢會使大部分激光束直接通過切口白白損失能量，速度提高使更多光束照射材料

37、，增加與材料的耦合功率，獲得保證切割質(zhì)量的較寬參數(shù)調(diào)節(jié)區(qū)，對厚板材料，由于激光蒸發(fā)作用或熔化產(chǎn)物移去速度不夠快，光束在割縫內(nèi)材料切面上多次反射，只要熔化產(chǎn)物能在它被冷氣流凝團前除去，切割過程將繼續(xù)進行。 所有激光切割口邊緣都呈條紋狀，其原因是： 1.切割過程開始于導致氧燃燒的某功率值，而在較低的功率水平停止； 2.切割斷面是如此的陡，以致在它上面的功率密度不能持續(xù)地維持熔化過程

38、，而在切割面形成臺階，使切 割面在切割過程中間歇地前進； 3.切割產(chǎn)生的吸收或反射等離子或煙霧可引起間歇效應。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。切割質(zhì)量好，但成本比氧氣切割高。,激光切割的基本知識,C.激光氧助熔化切割 激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割 ，它是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴出的

39、氣體一方面與金屬作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物與熔化物從反應區(qū)吹出，在金屬中形成切口。簡要分析如下： 1.在激光照射下，材料表面加熱到達燃點溫度，隨之與氧氣接觸，發(fā)生激烈氧化反應，放出大量熱量。在此 熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸氣的小孔，小孔周圍被熔融金屬壁所包圍。 2.蒸氣流動運動使周圍熔融金屬壁向前移動，并發(fā)生熱量和物質(zhì)轉(zhuǎn)移。 3.氧和金屬的氧化速度受控于

40、氧化物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣，和氧氣擴散通過熔渣到達點火前沿的速度。氧氣流速越高，燃燒化學反應和材料去除速度越快。同時，也導致切縫出口處反映產(chǎn)物—氧化物的快速冷卻。 4.最后達到燃點溫度的區(qū)域，氧氣流作為冷卻劑，縮小熱影響區(qū)。 5.顯然，氧助切割存在著兩個熱源：激光照射能和氧-金屬放熱反應能，粗略估計，切割碳鋼時，氧化反應提供的能量要占全部切割能量的60%左右，很明顯，與惰性氣體比較，使用氧氣做輔助氣體可獲得較高的速度

41、。 6.氧燃燒速度高于光束行進速度，這時割縫寬且粗糙；激光束行進速度比氧燃燒速度快，所得切縫狹窄而光滑，再快，會突變切不穿。 7.因氧化反應熱占很大作用，所以氧氣的純度與板材的質(zhì)量對切割的質(zhì)量有嚴重影響。 激光氧氣切割主要用與碳鋼等易氧化的金屬材料。也可用于不銹鋼等材料的加工，但斷面發(fā)黑且粗糙，而成本低于惰性氣體切割。D.控制斷裂切割 通過激光束加熱，容易受破壞的脆

42、性材料高速、可控地切斷，稱為控制斷裂切割。其切割原理為：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起熱梯度和隨之而來的嚴重機械變形，使材料形成裂縫?？刂茢嗔亚懈钏俣瓤欤恍韬苄〉募す夤β?；功率太高會造成工件表面熔化，并破壞切割邊緣?？刂茢嗔亚懈钪饕煽貐?shù)是激光功率和光斑尺寸。,激光切割的基本知識,4.3激光切割的特點 激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個方面。 1.切割質(zhì)量好

43、 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。 2.激光氣割切口細窄、切縫兩面平行并且與表面垂直度好. 3.切割表面光潔美觀，甚至可作為最后一道加工工序，無需機械加工，零件可直接使用。 4.材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高。 5.切割速度快，例如：2500W

44、的激光切割1mm厚的不銹鋼，切割速度可達25-42m/min。 6.非接觸式切割，激光切割時噴嘴與工件無接觸，不存在工具磨損。4.4激光切割的工藝分析 激光切割是熔化和汽化相結(jié)合的過程，影響其切割質(zhì)量的因素很多，除機床工藝參數(shù)、加工材料等因素外，還有其他對加工質(zhì)量有影響的因素，概略如下： 1.穿孔帶內(nèi)的選擇，根據(jù)實際情況確定穿孔點的位置； 2.引線方式、角度、長短等的選擇；

45、 3.材料利用率和熱影響對零件間距、板材間距的合理設置； 4.考慮熱變形對加工路徑的選擇； 5.微圓弧倒角的合理應用； 應根據(jù)生產(chǎn)實際總結(jié)經(jīng)驗，合理地根據(jù)加工零件選擇最佳的加工工藝。,激光切割的基本知識,4.5氣體知識4.5.1激光器用氣體 IPG激光器產(chǎn)生激光本身不需要工作氣體4.5.2切割輔助氣體氧氣：主要用來切割碳鋼板時使用。 可以使用液氧，壓力0.7MPa，純度：

46、＞99.94%氮氣：主要是用來切割不銹鋼板、鋁合金板、鍍鋅板、黃銅板等材料時使用。 1. 使用瓶裝氣體,壓力能得到良好的保證，但是成本高、使用時間短、需要頻繁換氣； 2. 使用杜瓦罐換氣方便、使用時間較長、適合持續(xù)長時間加工、而且成本較低（必須使用高壓杜瓦罐，氣化器一般不小于100立方）； 3. 快易冷:非常適合激光切割.建議采用(長三角,珠三角、京津唐等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)才有供應) 4. 使用儲罐：使用成本非常

47、低、持續(xù)使用時間長、壓力穩(wěn)定度好，但是一次性投資大，兩臺機器 以上且同時大量使用氮氣作為輔助加工氣體的時候建議使用。壓力（2.5-3.5）MPa，純度：99.999%空氣：根據(jù)切割效果可以用來切割不銹鋼板、鋁合金板、鍍鋅板、黃銅板、薄碳鋼板等材料時使用。 去水去油，壓力一般在0.5MPa左右。 (如切割金屬材料壓力需大于1MPa,隨著材料厚度的增加壓力也需增加),激光切割的基本知識,,激光切割類型（按

48、切割氣體分類）,,火焰助燃切割切割氣：氧氣/O2,熔融切割切割氣：氮氣/N2,其它（用空氣/Air切割）,,切割厚度大切割速度快切割斷面有氧化層切割斷面有后拖線,,切割斷面無氧化層切割毛刺較少切割氣體耗費大切割速度快部分規(guī)格材料穿刺時需要氧氣參與,碳鋼板,不銹鋼板鋁合板鍍鋅板黃銅板等,激光切割的基本知識,4.5.3氣體使用時間 200L杜瓦罐液氮：6個小時左右（按一天工作8個小時） 200L杜瓦罐

49、液氧：6天左右（按一天工作8個小時）。 4.6切割范圍4.6.1板材加工種類說明,激光切割的基本知識,4.6.2板材加工厚度說明 激光切割機所能切割并穩(wěn)定加工的最大材質(zhì)厚度，與激光器的功率有直接關系。 * 上表僅做切割工藝參考，不作為機床驗收標準 * 根據(jù)不同的切割機床，切割厚度可能會有調(diào)整4.6.3最小切割孔徑1. 碳鋼：8mm以下孔徑不小

50、于板厚；10mm以上孔徑不小于板厚的1.2倍。2. 不銹鋼：4mm以下孔徑不小于板厚；5mm以上孔徑不小于板厚的1.5倍。超出以上規(guī)定的孔可采用打標定位后采用其它加工方法進行加工。FOFIN激光器可以嘗試脈沖慢速切割。* 如果加工孔徑小于最小切割孔徑可能造成零件質(zhì)量不良而報廢，并且不能保證零件端面質(zhì)量,第五講,切割軟件軟件由培訓工程師現(xiàn)場講解，可參照附件的培訓PDF文檔及視頻,第六講,設備操作說明,設備操作說明,6.1機床操作

51、說明 操作面板主要由帶彩色顯示器的控制板、機床控制主操作面板及交換工作臺操作面板組成。6.1.1帶彩色顯示器的控制板 帶彩色顯示器的控制板主要由人機界面HMI和HMI功能操作軟鍵組成。 控制板組成框架如右圖所示。具體操作見人機界面HMI概括與操作指南。6.1.2機床控制主操作面板 機床控制主操作面板組成如下圖所示。主要完成機床上電斷電、啟動停止、軸移動及與激光切割相關的一些控制

52、操作等。 機床操作面板按鈕說明可以參照機床說明書上的詳細介紹！,設備操作說明,6.1.3調(diào)用模擬程序 在實際應用過程當中，機器操作人員時常需要對所切割的程序進行模擬和測試，其過程如下：,在自動狀態(tài)下點擊“選擇工件程序”按鈕（圖1），彈出圖2程序選擇對話框，選中需要測試的程序，如P1，按”選擇”按鈕或雙擊鼠標左鍵后程序被讀入，將機床開至適當位置，打開紅光指示，關閉激光輸出，啟動程序后可看到切割頭在移動模擬。,圖

53、1,圖2,設備操作說明,若是想對程序進行測試，可進行如下操作：在自動狀態(tài)下點擊“測試程序”按鈕，彈出圖3對話框。,若是想對程序進行測試，可進行如下操作：在自動狀態(tài)下點擊“測試程序”按鈕，彈出圖3對話框。點擊“測試程序”按鈕，按鈕變亮。啟動程序，此時可看見顯示區(qū)域出現(xiàn)切割軌跡，但切割頭并未運動，如圖4。 注意：測試程序時必須使切割頭在程序運動范圍之內(nèi)，否則出現(xiàn)限位報警。 機床操作可以參照機床說明書上的詳細說明及我們

54、培訓人員的細心講解！,圖3,圖4,設備操作說明,6.1.4交換工作臺操作面板 Table JOG鍵：此鍵燈亮，工作臺點動方式 激活； Table CONT鍵：此鍵燈亮，工作臺連動方 式激活； Table In鍵：工作臺點動方式下使工作臺向

55、 工作區(qū)域移動，機床手動模式下有效； Table out鍵：工作臺點動方式下使工作臺 移出工作區(qū)域，機床手動模式下有效； Table up鍵：工作臺點動方式下使交換區(qū) 工作臺上升，機床手動模式下有效； Table down鍵：工作臺點動方式下使

56、交換 區(qū)工作臺下降，機床手動模式下有效； Table stop鍵：在工作臺移動過程中按此鍵， 可使工作臺停止移動； Table Reset鍵：工作臺報警復位。 指示燈：此燈亮時表示工作臺有報警，不能移動工作臺,設備操作說明,

57、6.2.4 IPG激光器操作說明（2500W）6.2.4.1操作面板說明,設備操作說明,6.2.4.2 LaserNet主窗口說明 主窗口分為三部分：1. 左邊窗口顯示當前連接的激光器并顯示其狀態(tài)，連接激活的激光器，符號顯示為無紅十字顯示；顯示紅十字，則表示連接未激活，激光器與計算機之間的連接中斷，或是激光器與計算機沒有相互匹配。在窗口內(nèi)可以選擇當前激活的激光器，已激活激光器的參數(shù)可以通過激光網(wǎng)進監(jiān)測和控制。用鼠標右

58、擊激光標志，可以設置激活想要的激光器，當前激活的激光器由藍色粗體加下劃線字體標記。2. 右上角窗口顯示激活激光器的連接狀態(tài)，如激光輸出(以KW為單位）、激光模塊平均溫度（℃表示），以及五個用于指示激光器狀態(tài)的LED燈。(注：如果激活的激光器未連接，則狀態(tài)顯示為 ，處于監(jiān)控狀態(tài)時則顯示 ） LED燈狀態(tài)顯示：

59、 Laser ON ：主電源打開時燈亮； Laser ready ：激光輸出允許時燈亮； Guide laser ：紅光指示開時燈亮； Laser error ：檢測到錯誤時燈亮； Emission ON ：有激光輸出時燈亮。

60、 ：急停，右擊時可立即切斷電源 和激光輸出。3. 右下角顯示了一系列的屬性頁，如“狀態(tài)”、 “報警”、“控制”、“事件”、“日志文件”和“電 源”等，用鼠標點擊不同的標簽可在不同頁 面之間進行切換。,設備操作說明,6.2.4.3開關機過程1. 將總電源開關置于ON位置（可半小時后）；2. 將外部冷卻設備（如果可用）主開關

61、置于ON位置，并保證所有的閥都已打開，且供水正常；3. 將外部光控制柜主電源開關置于ON位置（如果可用）；4. 將外部冷卻系統(tǒng)操作開關從0置1；5. 將激光器鑰匙開關置于Test或Robot位置； 工作完成后，按如下過程關機：1. 關閉激光；2. 關閉主電源； 注意：發(fā)果激光器置于寒冷環(huán)境下，則不可執(zhí)行本操作，要保證所有的閥門都已打開，可調(diào)節(jié)的冷卻水可防止 激光器被凍壞。3. 將鑰匙開關置于off位置

62、；4. 將外部冷卻系統(tǒng)操作開關從1置于0；5. 將激光器總電源開關置于off位置；6. 將激光器外部光控制柜（如果可用）開關置于off位置；7. 將外部冷卻系統(tǒng)主電源(如果可用)開關置于off位置； 注意：a. 保證激光器（包括外部冷卻系統(tǒng)）處于非寒冷環(huán)境中； b. 如果不能保證環(huán)境溫度，在外部冷卻系統(tǒng)不開的情況下，則必須將水排出； c. 機器長期不用，須將水排

63、出。,設備操作說明,6.3冷水機操作說明 IPG激光器配置的冷水機不是固定的，主要看客戶要求配置不同，現(xiàn)在主要有兩廠家配置分別是迪威特雙溫水冷水機和IPG公司的進口冷水機。我們現(xiàn)在對公司常用的迪威特雙溫水冷水機進行介紹，冷水機也自帶有說明書，詳細操作及常見故障可以參照說明書及我們培訓工程師的詳細講解。 冷水機組通電前，請先打開加水蓋板，擰開水箱注水蓋往水箱內(nèi)注水至液位計一半處。機組電源接通后

64、，請將面板電源開關QS閉合，接通遠程開關，此時控制面板上的“溫度顯示”及“設定顯示”窗將顯示。1. 當輸入三相電源逆相或斷相時，機組將無法動作，此時輸出遠程報警信號（遠程報警無源觸點斷開），而控制面板（報警指示——電源）將有故障顯示（燈熄滅），“溫度顯示”將閃爍顯示故障代碼“E1”。這時請檢查三相電源中是否斷相，若無斷相則請將三相A、B、C中任兩相對調(diào)即可排除，對調(diào)時請務必先關閉電源。2. 當

65、電源及相序正常時，“溫度顯示”窗將顯示當前的水箱水溫，“設定顯示”窗將顯示設定的目標溫度（溫度固定型顯示設定的控制溫度，環(huán)溫同調(diào)型顯示設定的控制溫差）。延時3分鐘后制冷系統(tǒng)開始工作。·,,,設備操作說明,3. 控制面板上“溫度顯示”窗可以顯示實際水溫和環(huán)溫。平常“溫度顯示”窗右邊的“液/室溫”燈為紅色，表示當前顯示的為水溫。若欲顯示環(huán)溫，請按住“▲”鍵，此時“液/室溫”燈為黃色，表示當前顯示的是環(huán)溫，松開按鍵則恢復水溫顯

66、示。4. 控制面板上“設定顯示”窗表示所要設定的水溫溫度值或水溫與環(huán)溫的溫差值，可設定所要的溫度或溫差，設定方法見6。機組運行條件： ⑴ 溫度固定型： A．制冷工作啟動條件：當前水溫≥設定溫度＋控溫精度。此時壓縮機和風機開始運轉(zhuǎn)，“溫度顯示”窗右邊 的“制冷”燈亮。 B．制冷停止工作條件：當前水溫≤設定溫度－控溫精度。此時壓縮機和風機停

67、止運轉(zhuǎn)，“溫度顯示”窗右邊 的“制冷”燈滅。 例：設定溫度15℃，控溫精度1℃，則當水溫≥16℃啟動制冷，當水溫≤14℃停止制冷。 ⑵ 環(huán)溫同調(diào)型： A．制冷工作啟動條件：當前水溫≥當前環(huán)溫＋設定溫差＋控溫精度。此時壓縮機和風機開始運轉(zhuǎn)，“溫度 顯示”窗右邊的“制冷”燈亮。 B．

68、制冷停止工作條件：當前水溫≤當前環(huán)溫＋設定溫差－控溫精度。此時壓縮機和風機停止運轉(zhuǎn)，“溫度 顯示”窗右邊的“制冷”燈滅。 例：當前環(huán)溫 30℃，設定溫差－2℃，控溫精度2℃，則當水溫≥30℃時啟動制冷，當水溫≤26℃時停 止制冷。6. 溫度設定：本機控制器為全能型模式，出廠時設定為“溫度固定型”或“環(huán)溫同調(diào)型”兩種