万瓦级激光切割装备及技术

高动态设计与伺服驱动

高动态机床的设计和最新控制软件的开发与应用。研制高刚性、高强度、轻质移动功能部件，经有限元FEM算法，采用三角形桁架稳定结构，超高压拉制航空用铝合金材料，高速移动横梁的静态和动态的应力、应变有大幅提升，辅以高响应、高精度一体化双边同步伺服驱动配置（图3），整体传动链的动态加速度高达3g。

智能切割控制系统（ICS）

智能切割控制系统（ICS）可对切割状态监视器反馈的数据进行实时分析，并依此适时调整切割工艺参数，控制切割辅助气体组分，以及改变焦点位置，保证加工质量，提升加工效率。当出现切割失败时能及时终止加工，减少甚至杜绝不良品的产生。

图2 无级变焦原理

图3 一体化双边同步

智能化焦点搜索功能

由于材质及尺寸等因素的误差使得光学镜片（包括光源窗口镜、准直扩束镜、反射镜和聚焦镜等）在加工过程中存在微小的差异，这些误差会引起相同规格的不同镜片焦点位置有一定细微差别，同时在激光切割机光导系统安装时，各种调整环节和光路气体的种类和洁净度也会导致焦点的漂移，而使用智能切割控制系统可以自动化的快速搜索及确定焦点位置，比以往手动调整方式在效率和精度两方面都有极大的提高。准确的焦点位置，是实现高质量、高效率切割的关键要素之一。

高速穿孔功能

智能切割控制系统具备高速穿孔功能，可节省能量，提高穿孔效率。穿孔是激光切割进行前必须准备的工作。对于传统的定时穿孔工艺，在效率和安全性上有一定矛盾，要保证穿孔快速且可靠地完成，通常会在穿孔时间上留有一定余量，但为了防止穿孔过程中熔池发生爆孔进而污染镜片，又会限制穿孔功率，从而影响穿孔效率。而智能切割控制系统，由于可以在线监测并控制穿孔状态，在发生熔池爆孔前可以提前预测并控制各种工艺参数，最终可使激光器在满功率状态下高速度、高质量地完成穿孔，并且能够自动判断穿孔过程的结束，穿孔结束后立即执行后续切割，可大大缩短加工时间，保证加工质量，同时也可极大地减少由于多余的穿孔能量而对床身产生烧蚀和热变形等影响。