一．引言
從1960年發(fā)明激光至今，作為20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志和現(xiàn)代信息社會(huì)光電子技術(shù)的支柱之一，激光技術(shù)和激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到世界先進(jìn)國(guó)家的高度重視。中國(guó)作為世界制造大國(guó)，在以激光為本的材料加工領(lǐng)域有巨大的潛力可挖。
本文主要結(jié)合Kinco高性能伺服，淺談其在激光切割機(jī)上的成功應(yīng)用。
二．工作原理
激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。
與國(guó)際上激光加工系統(tǒng)相比，我國(guó)的激光加工系統(tǒng)差距甚大，僅占全球銷(xiāo)售額的2%左右。主要表現(xiàn)為：高檔激光加工系統(tǒng)很少，甚至沒(méi)有；主力激光器不過(guò)關(guān)；微細(xì)激光加工裝備缺口較大；而這些領(lǐng)域我國(guó)的生產(chǎn)企業(yè)正在積蓄力量穩(wěn)步進(jìn)入，國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng)有很大發(fā)展空間。
使用激光雕刻和切割，過(guò)程非常簡(jiǎn)單，如同使用電腦和打印機(jī)在紙張上打印。您可以在Windows環(huán)境下利用多種圖形處理軟件，如Photoshop、CoreDraw、文泰、田島、AutoCad等進(jìn)行設(shè)計(jì)的圖形，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到加工工件上。唯一的不同之處是， 打印是將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光作用到木制品、橡膠、紡織物、皮革、亞克力、塑料板、金屬板、石材等工件上，幾乎涵蓋所有的非金屬材料。
雕刻工藝：
* 點(diǎn)陣雕刻 點(diǎn)陣雕刻酷似高清晰度的點(diǎn)陣打印。激光頭左右擺動(dòng)，每次雕刻出一條由一系列點(diǎn)組成的一條線，然后激光頭同時(shí)上下移動(dòng)雕刻出多條線，最后構(gòu)成整版的圖象或文字。掃描的圖形，文字及矢量化圖文都可使用點(diǎn)陣雕刻。
* 矢量切割 與點(diǎn)陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進(jìn)行。我們通常使用此模式在木材、亞克力、紙張、紡織品、皮革等材料上進(jìn)行穿透切割，也可在多種材料表面進(jìn)行操作。
*雕刻速度 雕刻速度指的是激光頭移動(dòng)的速度，通常用IPS（英寸/秒）表示，但日常加工過(guò)程中，我們普遍用“米/分鐘”來(lái)表示激光速度。而該速度對(duì)于特定的激光管來(lái)說(shuō)，也并非越快越好，目前國(guó)產(chǎn)激光管最高速度范圍為0-150米/分，甚至更高。但有效雕刻切割速度（即可滿足用戶最終加工工藝之速度）也只保持在0-36米/分內(nèi)升浮，有效雕刻速度最終決定于生產(chǎn)廠家的技術(shù)能力。高速度帶來(lái)高的生產(chǎn)效率，控制速度也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)切割深度的控制，對(duì)于特定的激光強(qiáng)度，速度越慢，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機(jī)面板調(diào)節(jié)速度，也可利用計(jì)算機(jī)的控制軟件來(lái)調(diào)節(jié)。步進(jìn)科技的伺服系統(tǒng)確保在高速雕刻切割時(shí)，仍然得到超精細(xì)的加工質(zhì)量。
三．工藝要求及設(shè)備特點(diǎn)
工藝要求：定位速度：100mm/s.
重復(fù)定位精度：±0.02mm.
最大切割速度：1mm不銹鋼18mm/s.
切割精度：0.001mm.
設(shè)備特點(diǎn)：
光路固定，通過(guò)XY工作臺(tái)移動(dòng)切割物、激光束固定實(shí)現(xiàn)切割功能，可減少因激光線性偏振而引起的橫向和縱向切割縫寬不一致的問(wèn)題，光路穩(wěn)定，精度高。手動(dòng)對(duì)焦，有紅光預(yù)覽功能；選用Kinco高精度伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和精密滾珠絲桿傳動(dòng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，定位精度高。最大切割速度：100mm/s，重復(fù)定位精度≤±0.02mm；由光學(xué)、運(yùn)動(dòng)、控制、排煙、吹氣各個(gè)系統(tǒng)以及焦點(diǎn)定位裝置等組成，配切割碎料匯集箱；立足于小幅面，高精度切割，最大切割范圍：300mm×300mm；該系統(tǒng)切割軟件支持DXP、PLT、CNC等圖形格式，可分層設(shè)置不同的切割參數(shù)，通過(guò)降低輸出激光功率或提高切割速度等參數(shù)也可實(shí)現(xiàn)激光雕刻的功能。
與原有系統(tǒng)性能對(duì)比：
與客戶過(guò)去采用三相步進(jìn)電機(jī)的激光切割機(jī)對(duì)比，切割精度、定位速度、重復(fù)定位精度明顯提高，不存在用三相步進(jìn)電機(jī)容易丟脈沖的現(xiàn)象，Kinco伺服電機(jī)剛性強(qiáng)，不存在過(guò)沖的現(xiàn)象。
系統(tǒng)配置：
四．總結(jié)
經(jīng)過(guò)調(diào)試、運(yùn)行，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到客戶的要求，重復(fù)定位精度提高5倍，最大定位速度提高2倍，最大切割速度提高1.5倍（這與激光功率密切相關(guān)，切割薄產(chǎn)品時(shí)，更能發(fā)揮Kinco伺服電機(jī)的優(yōu)勢(shì)）。 Kinco伺服在該客戶獲得了成功應(yīng)用。
采用步進(jìn)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的雕刻機(jī)性能參數(shù)對(duì)比：
