UV355 PCB柔性加工机床的研制及其应用

利用UV355激光器作为激光源和自行设计的光路系统,研制出UV355 PCB柔性加工机床,通过对激光加工工艺和PCB制作工艺的研究,开发出具有钻孔、切割、成型、刻板等多种功能于一体的数控系统。UV355 PCB柔性加工机床为目前PCB发展中的几个关键性工艺难题提出了解决方案。     

基于ObjectARX的激光切割数控自动编程系统开发

数控自动编程是数控系统向集成化、智能化发展的重要环节，对提高数控程序编制效率、可靠性和降低数控编程人员工作难度具有重要作用。针对LCM-408激光加工机床，基于AutoCAD平台的二次开发工具ObjectARX及Visual C++建立了图形交互式激光切割自动编程系统。采用Polyline图形实体描述激光切割路径，实现了Polyline的顶点和凸度等图形信息的自动提取，通过图形实体的AcDbExtent对象获取并计算出激光切割区域最小包络矩形的宽度和高度。为避免某些材料在激光切割过程中发生“过烧”现象，实现了激光切割元件轨迹的元件起割切入和最后切出部分的自动生成。并采用交互式依次选取切割元件，以及对切割元件进行分组的方法确定多个切割元件的切割顺序，并将相应的图形信息、加工路径信息等转换为相应的数控代码。通过激光切割轨迹的静态模拟初步实现了数控代码程序的校验。     

光纤激光精密切割系统的研制及其应用

采用光纤激光器作为光源,配合自行设计的光学系统和控制系统,研制开发了光纤激光精密切割系统。该系统具有精度高、速度快、性能稳定等优点。并初步探讨了该系统在电子行业的一些应用,研究了手机面板和线路网板的切割工艺。通过优化输出功率、脉冲频率、脉冲宽度和辅助气压等参数,切割的手机面板和线路网板具有线条平滑、均匀、不挂渣等特点。     

CO2激光用于船体型线放样切割的研究及应用

用激光打标和激光切割方法,实现对船舶建造中船体型线样板箱制作材料的划线与下料的工艺步骤.介绍了由激光器、数控系统、机床构架和冷水机组、除尘与空气压缩机组等辅助设备组成的龙门式三维激光加工联合机床的设计配置与工作原理,并通过对机床的操作试验,选定对木制材料加工的主要工艺参数,并对影响加工质量的现象进行了分析.     

一种双棒串接大功率固体激光切割系统

介绍了一种以大功率脉冲固体激光器做为光源的激光切割系统,该系统主要由双棒串接1000W激光器、大幅面数控工作台、z轴随动系统、导光聚焦系统构成,该系统可满足1mm至8mm内的碳钢、不锈钢、铝、铜等金属材料的切割要求,可广泛应用于钣金切割行业。同时对比分析了单棒500W激光器、双棒串接500W激光器,双棒串接1000W激光器三种固体激光切割系统的特点,证明双棒串接1000W激光器具有更大的切割厚度和切割速度。     

层压式高强度纤维复合材料的激光切割工艺研究

激光以其非接触加工和高能量密度的特点在高强度纤维复合材料的切割领域体现了价值。针对大幅面层压式高强度纤维复合材料切割,采用超脉冲射频CO₂激光器,设计了一套平台切割系统与振镜扫描结合的大幅面混合激光切割系统,在快速、高自由度的振镜切割系统与精细、大幅面的平台切割系统之间可方便切换,还可进行两种方式协同工作的拼接式切割。采用该系统,对层压式高强度纤维复合材料、凯芙拉以及尼龙66进行了工艺实验,分析了材料特性、激光能量与切割速度等因素对切割效果的影响。     

激光在线膏药切片系统

膏药在上膜之后、包装之前必须经过切割加工成一定规格的小片。传统的膏药切片工艺是采用刀片对由步进电机控制的条状、长幅面的膏药进行机械式切割。这样不仅速度低、精度不高而且生产效率低。为保证膏药切片的合格率 ,提高生产效率 ,我们采用先进激光加工技术和控制、计算机技术相结合 ,研制了一种新型切割系统%D%D激光在线膏药切片系统。与传统机械式切割相比 ,该系统具有连续、稳定、精度高、非接触等一系列特点 ,并成功地将生产效率提高了 8倍。本系统是激光切割技术在医用橡胶膏剂领域的又一成功应用 ,具有极强的实用价值和良好应用前景。     

激光切割中离轴量影响气体动力学性能的研究

在激光切割中,辅助气体须与激光束轴线同轴,以确保在每个切割方向上都具有相同的切割质量。但研究发现,辅助气体与激光束轴线处于某种离轴(即不同轴)状态时,可有效提高切割效率,但离轴量对切割过程的影响机理尚不明确。建立了包含切缝的离轴激光切割三维对称模型,采用有限元方法对以氮气为辅助气体的激光切割过程进行数值模拟。通过改变离轴量,分析了辅助气体的气流场结构,研究了离轴量对激光切割过程中辅助气体动力学性能的影响;同时,对不同离轴量下的激光切割仿真模拟结果进行比较和分析,明确了离轴量对激光切割的影响机理,并进行了切割实验验证。结果表明:离轴量会影响辅助气体的动力学性能,合适的离轴量可有效提高激光的切割质量。     

机构介绍

中国科学院长春光学精密机械研究所是光、机、电综合技术研究所.1976年,光机所研制出第一台CO_2激光数控切割机床.已在汽车工业中应用.最近又研制成功一台新型快速轴流CO_2激光数控切割机床.现已有产品对外出售,并建立了激光加工中心,对外承揽加工.激光加工中心可完成多品种、小批量、形     

超连续谱激光-白炽灯的光谱宽度激光的亮度

光纤激光技术现已普遍应用于材料加工领域,在打标、切割、焊接和钻孔等应用方面都表现出了传统激光器系统无法媲美的优越性能.实际上除了材料加工方面的应用,光纤激光技术以其独特的性能在其它方面也有优异的表现,例如超连续谱激光,虽然在光纤激光出现之前获得超连续谱激光的技术就已经存在,但光纤激光技术,尤其是光子晶体光纤的出现对超连续谱激光的发展具有极大的促进作用.     

聚晶金刚石复合片激光切割工艺研究

聚晶金刚石(PCD)复合片因其硬度高、耐磨性好等性能在刀具行业应用广泛,为了探究PCD复合片的激光切割工艺特性,获取最优的切割质量和加工效率,减少磨削余量,采用Nd∶YAG激光器对1.6 mm厚PCD复合片进行切割工艺试验。利用数字显微镜和光学轮廓仪对材料切割表面及断面进行观测分析,系统研究了激光功率、切割速度、脉冲频率及离焦量等工艺参数对切割质量的影响。通过正交试验的直观分析与方差分析对工艺参数进行分析与优化设计,同时探究不同参数下激光能量对材料的作用机理。结果表明:材料表面能量密度的大小决定着激光切割质量,选用激光功率80 W,切割速度80 mm/min,脉冲频率60 Hz,零离焦量的切割参数,获得了切缝宽度为173.10 μm,切缝单边锥度为5.90°,表面粗糙度Ra=0.65 μm 的优良PCD复合片激光切割质量。     

CO_2激光切割、冲压技术及其应用

激光切割是激光产生的高热熔融和蒸发金属的加工过程,是一种以激光源无接触加工热传导,容易实现自动化,具有切割速度快、材料变形小、精度高、噪声微小等特点。 切割质量和切口形状,要受多种因素的影响。这里我们主要对激光切割时的切边热影响区所引起的材料性能变化进行探讨。 国内外激光切割技术资料表明,激光切割的热影响层几乎都很浅,一般为0.06～0.15毫米。但是有一重要现象,由于材质异样,会引起微小的弹性变形和材料热膨胀和冷却后的收缩。     

自聚集效应对激光内切割质量的影响

本文介绍了一种新型RP技术－激光内切割技术。这种技术由于它自身的特性会引起光束在材料内部传输时产生自聚焦效应,从而影响激光内切割的切割质量。这种影响可以通过对数控程序中机床步距进行修正来削弱或者消除。     

数控激光切割加工机床的型谱分析与系列化设计

分析研究了各类激光切割加工机床的规格尺寸、技术参数和结构特点以及激光切割加工的对像和用户要求；提供了用于新型激光切割机床设计的系列化型谱，为进一步开发研究提供了方便。     

激光切割技术在钣金加工中的应用

介绍了激光切割技术在板金加工中的应用历程,并通过对先后引进的激光切割设备加工过程及性能的对比,阐述了激光切割技术的进步。根据激光切割技术在实际生产中的应用情况,从激光切割技术的加工范围、加工精度等级及加工成本等方面,谈谈体会。     

晶圆激光切割技术的研究进展

综述了半导体领域晶圆切割技术的发展进程,介绍了刀片切割技术、传统激光切割技术、新型激光切割技术及整形激光切割技术的特点、工作原理和优缺点以及国内外使用晶圆切割技术获得的研究成果及其应用前景.与刀片切割技术相比,激光切割技术具有切割质量好、切割速度快等优点.详细介绍了以进一步改善晶圆切割质量和提高切割速度为目的的几类整形激光切割技术,包括微水导激光切割技术、隐形切割技术、多焦点光束切割、“线聚焦”切割、平顶光束切割和多光束切割等.随着技术的不断完善、切割设备的不断成熟,整形激光切割技术在未来的晶圆切割领域将具有广阔的应用前景.     

准分子激光精密加工功能陶瓷及有机玻璃等各种硬脆材料的加工工艺理论研究

采用准分子激光器,对陶瓷及有机玻璃等硬脆材料的切割工艺进行了系统的研究.较为全面地探讨了各种工艺参数对切割外形和切割质量的影响规律.结果表明:切割剥离量随着激光功率密度、频率以及脉宽的增加而增大;提高重复率,不仅有利于提高加工质量,而且可以加大切割速度.在此基础上,推导出了重叠度和极限速度的计算公式,利用此公式可以估算出脉冲激光切割的极限速度.同时系统研究了激光工艺参数对切割表面粗糙度,表面残留物和飞溅的影响规律.结果表明:提高重复率、功率密度、脉冲宽度以及降低扫描速度,均可以改善切割质量.导出了描述脉冲激光切割加工时的切割表面粗糙度的经验公式,提出了控制切割质量的方法.并且对激光加工CADⅢAM应用软件进行了开发研究,给出了加工复杂图形(球面,椭球面,抛物面等)元件的算法.(OE34)     

IT陶瓷片CO2激光切片的工艺研究

当今世界IT产业发展迅速,已经成为发达国家的支住产业,而陶瓷切片被广泛城应用在IT产业中,因此陶瓷切片有着十分广阔的应用前景.10.6 μm CO2激光对陶瓷、玻璃等非金属材料有较好的加工性能.因此发达国家CO2激光陶瓷切片设备使用十分普及.而在我国,国产CO2激光陶瓷切片设备几乎是空白. 我们自行研制SLM-250型CO2激光陶瓷切片机填补了国内空白.该设备采用恒定光路结构,轻型十字切割平台,确保机床有很高的动态特性.切割工作台采用特殊的磁性支撑,确保陶瓷片在切割时不受夹持的应力,加工工件在切割时不易破碎.激光工艺参数是确保切割出好的陶瓷片的技术关键.我们在试验中详细地研究了光束质量、激光脉宽、频率割嘴技术、吹气速度和流量、切入点及切割路径、切割速度、功率焦点及焦距支撑方式等对陶瓷切片质量的影响. 经过大量优化试验,我们获得了1 mm陶瓷片最佳工艺参数:激光平均功率50 W;切片速度300 mm/min;切缝速度0.1 mm;切缝质量,粗糙度6.3.(PE22)     

汽车板激光拼焊系统的研制

针对汽车板激光拼焊工艺特点,研制了激光自动焊接系统, 此系统由激光器、焊接机床和控制系统组成, 采用 IPG5000光纤激光器作为光源, 机械人上、下料, 切割原焊接组合技术, 柔性电磁铁定位、夹紧, 西门子 840D数控系统。解决了汽车板装夹、定位, 曲线、折线焊缝拼接、自动控制系统等关键技术。结果表明:此焊接系统光束质量好,性能稳定、可靠;可以焊接板厚0.5-3 mm, 长度小于 2 000 mm的直线、曲线、折线汽车板, 汽车拼焊板的焊接精度高, 焊缝质量好, 达到 ISO18001标准。     

提高三维激光切割平顺性的切割头空间位姿优化方法

三维激光切割头空间位姿变化的平顺性直接影响机床切割效率、安全和稳定性。建立了三维激光切割机五轴联动运动学模型,分析切割轨迹刀位点几何信息转换为机床五个运动轴空间坐标的可选值。结合B和C旋转轴运动部件间的摩擦力、质量和转动惯量,建立相邻刀位点间的旋转轴旋转运动耗能模型。将完整切割环上旋转轴运动最低总耗能作为优化目标,通过Dijkstra最小路径优化算法,获得完整切割环上的最佳切割方式。通过实例分析,该方法可避免B和C轴瞬间摆动过大情况,提高了切割头运动的平顺性。