激光切割机的流程控制和关键技术应用
光、机、电一体化集成是激光切割机的几个关键技术。激光器中激光束参量、机床与数控系统的性能及精度直接影响到激光切割的效率和加工质量。尤其对于切削精度高、厚度大的零件，必须掌握和解决以下几个关键技术：
激光切割机有两种技术：一种是适用于金属材料的脉冲激光；二是连续激光对非金属材料的适用性，二是激光切割技术的重要应用领域。
激光器的优点之一就是高能量密度，一般为10W/cm2。因为能量密度与面积成反比，所以焦点光斑直径越小，切口越窄；同时焦点光斑直径也与镜头的焦深成正比。镜头的焦深越小，聚焦光斑的直径就越小。但是在切削过程中会有飞溅，镜片离镜片太近，很容易损坏镜片，所以在一般大功率CO2激光切割机的工业应用中，广泛采用了5〃~7.5″的焦距(127~190mm)。聚焦点的实际直径为0.1~0.4毫米。对优质切削而言，有效焦深还与镜头直径和切削物料有关。举例来说，用5〃镜头切割碳钢，焦深在焦距的+2%范围内，即5mm左右。所以相对于被切割材料的表面，控制焦点的位置非常重要。考虑到切削质量、切削速度等因素，原则上金属材料6mm，聚焦于表面；碳素钢6mm，聚焦于表面之上；不锈钢6mm，聚焦于表面之下。通过试验确定具体尺寸。
聚焦定位控制技术在工业化生产中，有三种简便的定位方法：
(1)打印方法：使切削头上下移动，在塑胶板上打印激光光束，焦点打印直径最小。
倾角法：塑料片与垂直轴成一个角度倾斜，使之水平拉出，寻找聚焦激光束的最小点。
(3)蓝色火花切割法：除去喷嘴，吹出空气，用激光脉冲击打钢板，使切割头由上向下移动，直到蓝色火花达到最大聚焦点为止。
对飞行型光路切割机而言，由于光束发散角度、近、远时间程长度的不同，聚焦前的光束大小也有所不同。入射光的直径越大，聚焦点的直径就越小。为减少因聚焦前光束尺寸的变化而引起的聚焦光斑尺寸的变化，国内外激光切割系统制造商提供了一些专用设备供用户选择：
A.平行光管。在CO2激光输出端加入平行光管进行扩展处理，扩展后的光束直径增大，发散角减小，近端和远端的光束在切割作业范围内接近一致。
(3)水压力控制聚焦镜(通常是金属反射聚焦系统)。如果在对焦前光束尺寸变小，导致对焦点直径增大，则通过水压自动调节对焦点的曲率来减小对焦点直径。
在切削头上添加一个独立的运动透镜下轴，其Z轴与控制喷嘴至材料表面距离(standoff)的距离为两个相互独立的部分。光束从近端向远端的F轴移动时，机床工作台和光轴移动时也同时移动，光束聚焦后的光斑直径在加工区域整体一致。从图二可以看出。
(4)在飞行器光路切割机上增加一个补偿光路系统，方向为x,y。也就是，当切割远端的光程增加时，为了保持光程长度的一致性，需要缩短补偿光程；反之，当切割远端的光程减少时，则需要缩短补偿光程。
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