1. 多自由度 
         激光切割機(jī)廣泛地應(yīng)用到復(fù)雜曲面，工件的加工，如激光切割機(jī)器人、專門用于管材切割的2.5D激光切割機(jī)、3D光纖傳輸激光切割機(jī)等。
以前的三維激光切割機(jī)只能進(jìn)行汽車內(nèi)飾件的切割，無法加工金屬沖壓件。普瑞瑪工業(yè)公司創(chuàng)造性地將電容式傳感器集成到三維激光切割設(shè)備中，使機(jī)床可以自動適應(yīng)沖壓件彈性變形造成的誤差，從而使三維激光切割技術(shù)真正成為汽車車身加工的一種精密、靈活的加工手段，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空工業(yè)、工程機(jī)械、模具、健身器材、鈑金加工等制造領(lǐng)域。

2. 大幅面大厚板
         目前，國際上出現(xiàn)了“精密造船”的概念，美國、歐盟、日本、韓國等圍家和地區(qū)的船舶制造普遍采用高功率激光切割技術(shù)。目前國外主流大幅面激光切割機(jī)一般采取機(jī)載激光器結(jié)構(gòu)，加工幅面為3m×25m，切割板厚可達(dá)到40mm，在船舶、艦艇等行業(yè)得到越來越多的應(yīng)用。

3. 智能化
         進(jìn)一步把激光器與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)以及高精度和自動化的T件定位相結(jié)合，將自動排料、切割工藝數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程控制集成一體，把激光切割的功能部件與其他加工方法組合，制成如激光沖床等多功能加工機(jī)，更符合工廠復(fù)雜加工高效的需要，它兼有激光切割的多功能性和其他加工形式的高速高效的特點(diǎn)，可同時完成切割、打孔、打標(biāo)、劃線、成形等。

一、 國內(nèi)數(shù)控激光切割技術(shù)發(fā)展方向
         近幾年來，我國在數(shù)控激光切割技術(shù)裝備領(lǐng)域發(fā)展迅速，二氧化碳激光器功率達(dá)到4kW，加工幅面從3015到6030都能實現(xiàn)，各種光路設(shè)計都已成熟應(yīng)用，在驅(qū)動方面普遍采用直線電機(jī)伺服系統(tǒng)，國產(chǎn)數(shù)控激光切割設(shè)備已經(jīng)具備較強(qiáng)的市場競爭能力。
隨著激光切割技術(shù)應(yīng)用的迅速普及，市場空間不斷拓寬。我國數(shù)控激光切割技術(shù)裝備的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注以下領(lǐng)域：

1. 開發(fā)高速高精數(shù)控激光切割設(shè)備
掌握3g以上加速度運(yùn)動系統(tǒng)的設(shè)計與制造技術(shù)和高精高速下機(jī)床運(yùn)動系統(tǒng)的設(shè)計與制造技術(shù)。定位速度120～180 m／min，切割速度50～80m／min，切割表面粗糙度小于6.3μm，切割頭定位精度±0.02 mm／m，重復(fù)定位精度0.01mm／m，用于激光高速切孔時，切割速度達(dá)到1000孔／min。

2. 開發(fā)高精度三維激光切割設(shè)備
掌握三維立體激光切割機(jī)機(jī)床的設(shè)計與制造、立體激光切割頭的設(shè)計與制造技術(shù)、三維立體激光切割工藝，開發(fā)配套三維CAD／CAM軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)復(fù)雜曲面的激光切割。定位精度≤±0.05mm，重復(fù)精度≤±0.015mm。快進(jìn)速度≥25m／min；A／B軸轉(zhuǎn)角范圍3600／±135°，轉(zhuǎn)角精度≤0.015°，重復(fù)精度≤0.005°。

3. 開發(fā)大幅面厚板激光切割設(shè)備
掌握遠(yuǎn)光程激光傳輸技術(shù)、厚板切割T藝、高功率激光光路設(shè)計與制造技術(shù)，實現(xiàn)大幅面厚板材的激光切割。激光切割機(jī)床X／Y／Z行程>130000mm／6000mm／150mm，定位精度≤±0.05mm．重復(fù)精度≤±0.015mm，快進(jìn)速度≥25m／min，切割板厚40mm。

4. 開發(fā)特種行業(yè)專用激光切割設(shè)備
掌握特種材料特種加工需求下對激光切割機(jī)的設(shè)計與制造技術(shù)，完成鋁合金、鈦合金、鎂合金、銅合金1-10mm的切割工藝。

二、 數(shù)控激光切割需突破的關(guān)鍵共性技術(shù)

1. 激光切割機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與驅(qū)動技術(shù)
          激光切割機(jī)的橫梁，有單懸臂式、龍門式、龍門倒掛式等，機(jī)床結(jié)構(gòu)要求具有高剛性和高穩(wěn)定性。橫梁設(shè)計時必須輕巧靈活，符合高速度激光切割時的運(yùn)動平穩(wěn)性與橫梁運(yùn)動的高精度。這些是實現(xiàn)激光精密切割的基礎(chǔ)。

2. 激光切割機(jī)數(shù)控技術(shù)
          結(jié)合激光切割的專有特點(diǎn)，采用穩(wěn)定可靠的通用數(shù)控系統(tǒng)作基礎(chǔ)，經(jīng)過二次開發(fā)，開發(fā)出具有自主版權(quán)的激光切割控制系統(tǒng)。具備激光專有控制功能，如激光功率坡調(diào)、Z浮功能控制、自動調(diào)焦功能；在高速運(yùn)行下良好的機(jī)床運(yùn)動控制性能；具備遠(yuǎn)程診斷與控制功能，機(jī)床控制一體化(激光器控制、氣路控制、光路控制)，符合大幅面激光切割的運(yùn)算判斷等，人機(jī)界面友好、語音提示、方便操作和維護(hù)。

3. 高功率激光光束傳輸聚焦技術(shù)
          光束質(zhì)量是激光切割質(zhì)量的關(guān)鍵，關(guān)鍵技術(shù)包括：專有光束質(zhì)量控制、光束半徑調(diào)整、束腰補(bǔ)償、視頻光束校準(zhǔn)系統(tǒng)等。專有光束質(zhì)量調(diào)整系統(tǒng)包括自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，以優(yōu)化光束形狀。光束半徑調(diào)整要實現(xiàn)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)可以自動維持程序里的光束聚焦點(diǎn)。如在切割低碳鋼時，自動輸出非常細(xì)的光束聚焦點(diǎn)，切割不銹鋼時，自動輸出寬一些的聚焦點(diǎn)。激光光束不是平行的，當(dāng)切割頭在切割范同移動時，光斑直徑改變。要維持好的切割質(zhì)量，就需利用腰束補(bǔ)償維持光斑直徑不變，控制系統(tǒng)通過自動調(diào)整束腰的位置來保持激光束在焦點(diǎn)處最優(yōu)的光斑。視頻光路校準(zhǔn)系統(tǒng)是利用視頻技術(shù)和微調(diào)裝置，使操作者可以在不用打開任何蓋子的情況下檢查光路，保證所有的光學(xué)鏡片位置準(zhǔn)確。該功能主要優(yōu)勢，一是安全：不需要打開光路，避免了在光路檢查過程中接觸激光的危險；二是可靠：檢查的過程迅速可靠，讓光路系統(tǒng)保持最優(yōu)的切割狀態(tài)；三是維修簡單：可以實時察看目標(biāo)位置，省去了很多操作，可以更快地維修和調(diào)整。

4. 激光切割專有技術(shù)
         激光切割專有技術(shù)有：邊緣監(jiān)測、電容高度跟蹤、切割監(jiān)測、穿透檢測等。邊緣監(jiān)測技術(shù)可以使切割頭定位在板材合適的邊緣位置，自動監(jiān)測其位置和方向。穿透檢測技術(shù)是指使用相同的傳感器來確定光束是否已經(jīng)穿透了板材，這樣可以得到最高質(zhì)量的穿透效果，同時又節(jié)省時間。切割監(jiān)測技術(shù)是指機(jī)器在無人看管的情況下也可以正常進(jìn)行切割加工，若因故使切割不能正常運(yùn)行，切割監(jiān)測系統(tǒng)可以識別，系統(tǒng)軟件會確定其原因并做出反應(yīng)，包括停止、折回及簡單調(diào)整功率，以獲得更好的效果。電容高度跟蹤技術(shù)是通過電容系統(tǒng)來完成，高頻率通過噴嘴處金屬部件的電容系統(tǒng)傳送到切割頭上，當(dāng)切割工件與切割頭金屬部件的距離改變時，頻率也會按比例發(fā)生改變，CNC控制器通過這一信息來調(diào)整Z浮到其最合適的位置。

5. 激光切割專用CAD／CAM軟件系統(tǒng)
          為配合激光切割的圖形轉(zhuǎn)換，需要開發(fā)設(shè)計專門的CAD／CAM軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)能將從CAD系統(tǒng)獲得的幾何信息轉(zhuǎn)換成NC代碼，通過USB口或通信系統(tǒng)將NC代碼傳入CNC系統(tǒng)，供設(shè)備正常切割使用。CAD／CAM軟件系統(tǒng)所產(chǎn)生的NC代碼具有激光切割的全部特有功能，使編寫復(fù)雜零件程序的工作變得簡單流暢，編輯和修改也非常方便。

6. 厚板高功率激光切割頭設(shè)計制造
         研制開發(fā)長焦深高功率激光多維立體切割頭時，切割頭應(yīng)該配備雙聚焦鏡組件、帶靈敏可靠的Z浮部件、良好的水冷裝置和空氣冷卻裝置，能承受約2533kPa的輔助氣體壓力，達(dá)到切割厚度30～40mm的需要。#p#分頁標(biāo)題#e#

7. 激光切割工藝研究
        通過進(jìn)行大量的切割工藝試驗，形成材料、環(huán)境、工藝參數(shù)如激光器功率、輔氣氣壓大小以及種類、切割速度、焦點(diǎn)位置以及切割的起始位置等切割工藝數(shù)據(jù)庫，尤其是針對曲面切割、鈦合金切割、厚板材切割等工藝，操作者只需在對話框中按照提示輸入基本參數(shù)和信息，系統(tǒng)就會自動調(diào)用數(shù)據(jù)庫資料，完成切割參數(shù)設(shè)置。

結(jié)束語
         數(shù)控激光切割是理想的切割加工手段，代表現(xiàn)代金屬加工技術(shù)的發(fā)展方向。數(shù)控激光切割設(shè)備在國內(nèi)外市場有著極其廣泛的市場需求。我國在數(shù)控激光切割技術(shù)和裝備方面與國外有一定差距，但近幾年來發(fā)展迅速。今后發(fā)展方向應(yīng)該立足高起點(diǎn)，在高速高精激光切割、大幅面激光切割、三維激光切割、特種材料激光切割等領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)鍵共性技術(shù)研究開發(fā)，形成產(chǎn)業(yè)化，從而滿足日益增長的市場需求。