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。     

激光切割工艺参数的智能选择系统

提出用试验设计与人工神经网络相结合的方法,建立了一个激光切割工艺参数的选择优化的智能系统.通过试验设计的方法,只需做少数几次切割试验,将试验结果输入人工神经网络中进行训练和学习,系统便可经过自学得到切割结果与切割参数之间的隐含的定量关系,获得切割知识.在实际切割时,系统根据学到的切割知识,可以对任何给定的切割条件进行推理,对切割参数进行结果预测和优化.这种方法既不需要做大量的工艺试验,也不是单纯的专家经验,而是结合了两者的优点,使结果预测建立在既有试验数据又有专家知识的基础上,因而更加可靠、准确.该系统在激光方位切割的具体应用表明,系统能够准确给出定量的加工参数.     

UV激光切割覆盖膜炭化问题影响因素研究

采用一种新颖的技术即在光路中首次使用光束整形器切割覆盖膜,明显的减轻了炭化现象。研究了激光切割工艺参数,抽风系统,激光器和切割材料对切割覆盖膜炭化的影响。研究表明:快的切割速度,高的激光频率,低的激光功率,可以减轻炭化。改进抽风系统,不同的激光器和切割材料,可以减轻炭化。本文研究的炭化影响因素为实际应用提供了理论和实验依据。     

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。     

基于CCD的激光切割焦点位置控制系统的设计与实现

激光焦点位置的检测与控制是激光切割系统中的关键技术之一．在介绍了国内外现有检测方法的基础上,提出一种基于CCD的激光切割焦点位置控制系统．该系统采用激光三角测量法原理,并以CCD成像系统配合数字图像处理技术．实现对激光切割焦点位置的精确测量和控制。     

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。     

激光切割机切割头位置检测与调高控制系统设计

在激光切割中为了有敢控制激光焦点与工件之间的相对位置,设计了激光切割头自动调高系统的位置检测系统。采用切割喷嘴和切割极板形成的电容构成差动式电桥,以差动式电桥作为测距传感器;用相敏检波电路鉴别切割喷嘴和切割板材间位置变化,伺服系统控制切割头运动,从而实现激光切割头高度调节。通过测试,有效地解决了激光切割焦点跟踪问题,提高了系统的控制品质。所设计的切割头位置检测为激光切割机提供了解决方案。     

心血管支架的光纤激光切割工艺

心血管支架植入手术是目前治疗心血管疾病的首选方案之一。采用光纤激光精密切割系统,研究了激光输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对心血管支架切割质量的影响。通过实验和分析,获得了最佳切割工艺参数:输出功率为7W,脉冲宽度为0.15ms,重复频率为1500Hz,扫描速度为8mm/s,辅助氧压为0.3MPa。采用该工艺参数,切割出了高质量的心血管支架。     

手机按键面板光纤激光切割工艺研究

采用光纤激光精密切割系统,进行了手机金属按键面板的切割实验,研究了输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对手机金属按键面板切割质量的影响.通过试验和分析,获得了最佳工艺参数.采用激光器的输出功率为25 W、重复频率为1 800 Hz和脉冲宽度为0.3 ms,辅助气体O2压为0.25 MPa,扫描速度为8 mm/s,切割出高质量的手机按键面板.     

基于轨迹变换法降低激光切割尖角“烧蚀率”的研究

针对常规的氧助激光切割带有尖角(≤30°)图形的中低碳钢板材过程中存在的尖角"烧蚀率"很高的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割机系统,在优化的激光切割工艺参数的条件下,通过轨迹变换的方法,在3mm厚的A3钢板上切割出多种带有尖角(≤30°)图形。系统研究了激光切割尖角图形的切割轨迹及参数对尖角"烧蚀率"的影响。结果表明,采用圆心在所切割尖角角平分线上,且通过该尖角顶点的圆形切割轨迹可大大降低激光切割尖角"烧蚀率"。且对于不同尖角大小(≤30°)该轨迹圆都存在一个最优补偿半径可把尖角"烧蚀率"控制在10%以内,获得理想的切割效果。     

基于高柔性机器人的光纤激光切割系统的研究

光纤激光机器人三维切割系统是集三维六轴联动、高柔性、低成本于一体的智能化光机电产品.该产品主要利用机器人的空间运动优势和光纤激光柔性传输的特点来实现白车身冲压件的三维修边、切孔、分离,从而取代传统的模具加工.重点分析了系统在研发过程中的几项关键技术:控制系统的设计与集成、离线自动编程软件系统的研发、车身覆盖件三维激光切割夹具的设计、机器人激光切割头系统的研制、白车身薄板类金属的光纤激光加工工艺的研究等.该系统的研发成功,将大大缩短样车研制周期,对我国自主品牌汽车业的发展有着重要的战略意义.     

基于织物面料的激光自动裁剪机控制系统

研究了激光发生系统、激光切割点移动规律及移动轨迹的自动纠偏技术,基于ARM嵌入式系统开发了激光裁剪机的自动控制系统,围绕其数据读入和显示、样片裁剪控制、光点模拟与监控、工作状态自动检测等功能进行了系统硬件设计和软件设计。裁剪时碳化区宽度为0.1mm至0.2mm,切割速度为0mm/s至1480mm/s,重复定位精度为±0.03mm,满足了织物布料小批量、多品种裁剪的需要,特别适用于织物裁片形状经常翻改、具有小批量、多品种特点的布料产品加工。     

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。     

液压碳石墨密封环激光辅助车削的加工性能研究

为了实现液压碳石墨密封环的高效车削加工,采用激光辅助加工方法,进行了碳石墨密封环材料的激光辅助车削加工研究.考虑到碳石墨密封环材料具有高强度、高硬度等特点,利用激光束对工件进行局部加热,以提高加工效率、减小切削力和刀具磨损.针对碳石墨M104密封环的车削加工过程,进行了常规切削和激光辅助切削的对比实验研究.设计了激光辅助加工的实验流程,并进行了工艺参量的合理选择,得到了较高的切削效率.结果表明,激光辅助切削的主切削力和径向力分别比常规切削下降了23.5%和19.9%;激光辅助切削的切削区温度分布与常规切削相近;刀具磨损和破损的程度较小,能获得较好的表面加工质量.     

高功率CO_2激光切割机的精密聚焦系统

研制了高功率CO_2激光二维切割精密聚焦系统，应用结果表明：该系统稳定性高，提高了生产效率和产品质量。     

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。