激光切割設備是以激光為切割加工能量的設備，可以采用多種機械結(jié)構(gòu)形式。每種機械結(jié)構(gòu)形式，均有其優(yōu)缺點，并決定了相應的光路 形式。
一、 光路
激光束從激光器出光口射出，經(jīng)傳輸介質(zhì)，最終到達靶材，其間所經(jīng)過的路徑（軌跡）稱為光路。所謂靶材即目標材料。在激光切割設備中，靶材即工件。根據(jù)光路在加工過程中是靜止的還是運動的，分為固定光路、飛行光路、混合光路。
1.飛行光路
飛行光路是指光路在加工過程中，光路在X、Y兩個方向運動，工件固定不動的一種光路結(jié)構(gòu)。懸臂式結(jié)構(gòu)、移動龍門式結(jié)構(gòu)、懸掛龍門式結(jié)構(gòu)的機器的光路是飛行光路。
2.固定光路
飛行光路是指光路在加工過程中，光路固定不動，而工件在X、Y兩個方向運動的一種光路結(jié)構(gòu)。
3.混合光路
混合光路是指光路在加工過程中，光路一個方向運動，工件在另一個方向運動的一種光路結(jié)構(gòu)。固定龍門式結(jié)構(gòu)的機器的光路是混合光路。
二、 激光切割設備的機械結(jié)構(gòu)形式
機械結(jié)構(gòu)形式指機器設備的主體部分的機械結(jié)構(gòu)所具有的特點。如懸臂式、龍門式等。
1.懸臂式結(jié)構(gòu)
如圖1所示，有一橫梁，其一端懸空，一端通過直線導軌，聯(lián)結(jié)于機器的底座上，并被驅(qū)動。具有這種特點的機械結(jié)構(gòu)，為懸臂式結(jié)構(gòu)。機器的Y軸（也可能是其他軸）和Z軸安裝于懸臂梁上。整個懸臂梁沿底座上的X軸運動，Z軸可沿垂直于X軸的Y軸運動。這種機器的光路是飛行光路。
圖 1 懸臂式結(jié)構(gòu)
顯而易見，懸臂式結(jié)構(gòu)的激光切割機，三個方向都呈開放狀態(tài)，具有以下特點：
1) 接近性良好，上下料方便；
2) 如采取相應措施，可加工超出機器行程的大尺寸板材；
3) 可柔性配置的切割工作臺與主機分離，裝卸料的沖擊及震動不會傳遞到主機；
4) 工作臺受熱變形不會影響位于切割區(qū)域外的有嚴密防護的精密傳動部件（齒輪齒條、絲杠、導軌），可長期穩(wěn)定保持高精度；
5) 便于選配集成焊接、切管等功能；
6) 工作臺固定不動，可切割較大重量的工件。
因此，這種結(jié)構(gòu)的機器最受用戶青睞，在各廠家產(chǎn)品中所占比重最大。
圖 2 團結(jié)普瑞瑪?shù)腟LCF-X1530激光切割機
2.龍門式結(jié)構(gòu)
如圖3，機器設備的主體結(jié)構(gòu)如同門架，這種結(jié)構(gòu)稱為龍門式結(jié)構(gòu)。根據(jù)龍門架是否移動以及其他特點，又分為固定龍門式結(jié)構(gòu)、移動龍門式結(jié)構(gòu)、懸掛龍門式結(jié)構(gòu)。
圖 3 龍門式結(jié)構(gòu)
3.固定龍門式結(jié)構(gòu)
龍門式結(jié)構(gòu)中龍門架固定、工作臺移動的結(jié)構(gòu)，稱為固定龍門式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是我國第一臺商品激光切割機所采用的結(jié)構(gòu)。如圖4。這種機器的光路是混合光路。
圖 4 固定龍門式結(jié)構(gòu)
圖 5 團結(jié)普瑞瑪?shù)墓潭堥T式激光切割機
固定龍門式結(jié)構(gòu)光路簡單，維護調(diào)整方便。但是，這種結(jié)構(gòu)的機器，工作臺需要在一個方向移動，所以負載較重，不宜切割重量較大的工件。
4.移動龍門式結(jié)構(gòu)
龍門式結(jié)構(gòu)中龍門架移動、工作臺固定的結(jié)構(gòu)，稱為移動龍門式結(jié)構(gòu)，業(yè)界經(jīng)常稱之為落地龍門式結(jié)構(gòu)。如圖6。這種機器的光路是飛行光路。
圖 6 移動龍門式結(jié)構(gòu)
落地龍門梁兩端通常分別固定安裝一電機，兩電機驅(qū)動龍門梁同向同步運動。
團結(jié)普瑞瑪SLCF-L1530F3是典型的落地龍門式結(jié)構(gòu)。
圖 7團結(jié)普瑞瑪SLCF-L1530F3激光切割機
5.懸掛龍門式結(jié)構(gòu)
懸掛龍門式結(jié)構(gòu)是一種特殊的龍門式結(jié)構(gòu)。一梁懸掛于龍門架上，并沿龍門架跨梁運動。如圖8。這種機器的光路是飛行光路。
圖 8 懸掛龍門式結(jié)構(gòu)
上海團結(jié)普瑞激光設備有限公司的SLCF-L系列、蘇州領創(chuàng)激光科技有限公司的Lead β系列是典型的懸掛龍門式結(jié)構(gòu)。
圖 9 團結(jié)普瑞瑪?shù)腟LCF-L2040激光切割機
懸掛龍門式結(jié)構(gòu)具有以下特點：
1) 具有與懸臂式結(jié)構(gòu)一樣的接近性；
2) 工作臺受熱變形不會影響位于切割區(qū)域外的有嚴密防護的精密傳動部件（齒輪齒條、絲杠、導軌），可長期穩(wěn)定保持高精度；
3) 工作臺固定不動，可切割較大重量的工件。
4) 造價較懸臂式結(jié)構(gòu)高。
6.其他結(jié)構(gòu)
如下圖所示，此種結(jié)構(gòu)為倒L形結(jié)構(gòu)，切割頭僅作上下運動。工件放置在雙層工作臺上。具有以下特點：
1) 固定光路，切割質(zhì)量一致性好；
2) 維護簡單；
3) 僅可切割較輕的工件。
倒L形結(jié)構(gòu)
三、 激光切割設備的工作臺
工件必須放置在工作臺上，才能進行切割加工。工作臺的尺寸一般與機器的行程相適應，某種意義上，加工范圍、工作臺尺寸、機器行程可以認為是一致的。例如，機器的X、Y行程分別為3000、1500mm，則可加工的工件尺寸為3000×1500mm。
1.重定位
當小行程機器要加工雙倍甚至多倍行程的工件時，需要借助重定位技術(shù)。
如果工件長度超過X軸(也可能是其他軸)行程，可使切割臺在工作臺底座上按指定的距離移動，超出的部分依次進入加工區(qū)域，實現(xiàn)加工長度對機器X軸行程的倍增。工作臺可以移動（實質(zhì)上是工件移動）多次。這種技術(shù)稱為工作臺重定位。
2.單工作臺與雙工作臺
最簡單的激光切割機，僅配置一個工作臺。上料－切割加工－下料－上料操作，只能線性順序進行，效率不夠高。
配置雙工作臺后，一個工作臺用于切割加工（工作臺處于切割區(qū)域時稱為切割工位），另一個工作臺用于上、下料（工作臺處于上下料位置時，稱為上下料工位），加工和上下料可并行操作，提高機床的利用率。
兩個工作臺的交換（兩個工作臺位置互換：一個工作臺從切割工位退出到上下料工位，而另一個工作臺從上下料工位進入切割工位）需要一整套復雜的機構(gòu)實現(xiàn)。根據(jù)兩個工作臺在交換過程中，高度是否發(fā)生升降，可將雙工作臺分為升降式交換雙工作臺、平移式交換雙工作臺。
升降式交換雙工作臺，根據(jù)升降方式又可分為液壓直接升降、液壓剪叉式升降、機械曲柄式升降等。機械曲柄式升降雙工作臺一般采用偏心齒輪傳動方式。
剪叉式升降原理
平移式交換雙工作臺，位于不同的高度，由鋼絲繩或鏈條直接牽引兩個工作臺進入或退出切割工位。
平移牽引交換
七、 激光器與切割設備主機的布局關(guān)系
激光器與切割設備主機的布局關(guān)系，指的是它們之間的空間位置關(guān)系。存在以下幾種布局關(guān)系：
1.一體式
激光器與主機一體式，激光器架設于主機上，向高度方向發(fā)展，占地面積小，但光路較復雜。多見于進口機器。
2.直線式
激光器與主機呈直線關(guān)系，如下圖所示。
直線式
直線式關(guān)系，光路最簡單，但X方向占地較大。如果場地條件允許，應優(yōu)先選用這種布局。
直線式布局
3.垂直式
激光器與主機呈垂直關(guān)系，如下圖所示。
垂直式
垂直式關(guān)系，光路較直線式復雜（增加一塊反射鏡），Y方向占地較大。
4.平行式
激光器與主機呈平行關(guān)系，如下圖所示。
平行式
平行式關(guān)系，光路較復雜（比直線式增加兩塊反射鏡），占地面積較小。應盡量避免選擇這種布局。
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