基本介紹
雷射切割機是從1964年發明二氧化碳氣體雷射(即C02雷射)之後，以金屬加工領域為中心開始得以使用，但是由於雷射的輸出功率較小的緣故，在薄板加工為主的鈑金行業作為替代沖床的技術而發展起來的。發明C02雷射約25年後的1989年，推出了搭載千瓦級高輸出功率C02雷射發生器的大型雷射切割機(搭載型雷射切割機)。同時在中厚板的碳鋼切割領域也開始使用起來。之後，隨著雷射發生器及切割機、外圍裝置的不斷改進，目前已達到25mm左右的切割板厚，從而使雷射切割機與氣體切割機、等離子弧切割機一樣，在造船、橋樑、建築和剪下加工等行業廣泛使用。
搭載型雷射切割機的構造
搭載型雷射切割機主要為2m×6m左右的大型板材的切割用而開發，隨著在造船及橋樑行業的廣泛使用，從而實現更大的5m×20m材料的切割。公司至今為止製造的大型切割機中，已有超過切割有效寬度9m、長度100m的機型。實現如此大範圍切割的雷射切割機，非搭載型雷射切割機莫屬。
切割機主機放置在切割平台兩側的2根導軌上，在主機上面搭載著有產生雷射光束的雷射發生器、雷射光束傳輸到加工點的光路系統、在加工點聚焦雷射光束並照射到切割材料上的加工頭等。
其他的構成部件有，提供雷射發生器運行所需的雷射氣體供給裝置，回收由雷射發生器產生的餘熱的冷卻水循環裝置，其放置在主機周圍。由於切割時除電氣以外，還需要使用氧氣及氮氣、空氣等氣體，因此必須配備以上氣體的供應裝置。
放置切割材料的切割平台，既可使用與氣體切割及等離子弧切割相同構造的，也可使用省空間、長時間無人監視運行為目的的多層儲料裝置聯動的切割平台。根據切割材料及周圍環境的狀況，還要配備回收切割時產生粉塵的除塵裝置。
作為搭載型雷射切割機的控制軸，由機器主體在導軌上行走的X軸、機器主體上搭載的移動體與導軌垂直相交方向移動的l，軸、安裝在移動體的加工頭上下方向移動的z軸的3軸垂直相交為基本構造而組成。除各軸的移動之外，雷射光束及輔助氣體控制等全部由NC裝置完成，既實現高精度加工、也能實現無人監視下的連續自動運行。
雷射發生器用了較容易獲得高輸出功率且高品質的雷射光束C02雷射發生器，標準的有2kW、4kW、6kW的輸出功率(2kW搭載在LMR型，其他搭載在LMXⅦ型)。為了避免由於機械運行產生的振動及搭載時的機械性的彎曲應力等，該雷射發生器放置在機體基座的機體橫樑上。
從雷射發生器輸出的雷射光束通過反射鏡誘導到加工頭內的聚焦鏡，由於雷射光束具有一定擴散角度的特性，從雷射發生器到聚焦鏡的光路長度發生變化時，聚焦特性也隨之變化而影響切割性能。因為搭載型雷射切割機把雷射發生器搭載在機體上，所以光路長度只能在有效切割寬度範圍內發生變化，為了獲得穩定的切割性能，配備了光路長度恆定裝置。
該光路長度恆定裝置在加工頭移動時，反射鏡組件朝同方向移動只有其移動量的1／2的距離，從而使雷射發生器到聚焦鏡為止的光路長度始終保持恆定。
除上述特徵以外，搭載型雷射切割機主要使用於碳鋼大型中厚板的切割，還具有如下功能：
1.穩定切割厚板的輔助氣體最佳功能；
2.穿孑L及切割時雷射光束焦點位置的自動設定裝置；
3.跟蹤在大型板材容易產生的切割材料的上下方向撓曲變形的高度仿效功能(靜電電容量式高度感測器)；
4.檢測厚板穿孔完成的穿孔感測器；
5.檢測厚板切割時容易發生的過燒材料和割嘴碰撞等故障的各類感測器；
6.檢測故障時停止切割功能及自動重新開始切割功能。
搭載型雷射切割機的切割性能
雷射切割機不僅能切割碳鋼、合金鋼、不鏽鋼、鋁、鈦等金屬材料，還能切割其他各種材料，而搭載型雷射切割機主要使用於較厚且大型的碳鋼、合金鋼及不鏽鋼的切割。
雷射輸出功率不同時所能切割的最大板厚也不同。碳鋼切割時，除了雷射的光能量之外，採用氧氣作為輔助氣體，不鏽鋼切割時，為了防止材料的氧化，一般採用氮氣。
各種雷射輸出功率均有急速提高切割速度之點，這是由於在薄板中運用連續切割方法(CW切割)，而在厚板中運用脈衝切割方法的緣故。在脈衝切割的厚板領域，為切割所需的能量中，氧化反應能量所占的比例較大，即使加大雷射的輸出功率，切割速度不會因雷射輸出功率的增加而同步增加。而用連續切割方法能切割的最大板厚分別為2kW是6mm、4kW是9mm、6kW是12mm；運用脈衝切割方法能切割的最大板厚分別為：2kW是16mm、4kW是22mm、6kW是25mm。
通過採用氮氣作輔助氣體對不鏽鋼進行無氧化切割時的各種板厚的切割速度測試。切割速度是與雷射輸出功率幾乎同比增加，最大切割板厚也與雷射輸出功率之提高隨著增加。不同雷射輸出功率的最大切割板厚分別為2kW是10mm、4kW是20mm、6kW是25mm。
配帶儲料裝置的搭載型雷射切割機
雷射切割機是無需短時間消耗品又能夠穩定切割，所以搭載型雷射切割機通常配置較長的切割平台，用以放置較多的切割材料來實現長時間無監視運行。但是，因放置空間有限的原因無法配置較長的切割平台時，將以聯動儲料裝置同樣可實現長時間無監視切割運行。
該裝置大致結構為，在前方放置2台呈雙層式的雷射切割機，後方的左右兩側分別放置大型的9層儲料裝置，共可預先放入18塊切割材料。另外，在左右儲料裝置和雷射切割機圍住的中部空間放置升降裝置，形成由左右2台的儲料裝置對上下2台的雷射切割機可自由搬入搬出的結構。也可稱為配帶2台儲料裝置的搭載型雷射切割機組合體裝置。
由於如此的結構，不僅實現了小型化，而且具有左右2台的儲料裝置與上下2台的雷射切割機配用關係可自由選擇的優點，當切割日程順序變更或調整時，均不必調換已放入儲料裝置內的材料位置。另外，即使是投入新材料及取出切割完畢的產品，或者變更切割日程順序時，也不必停止雷射切割機運行，從而大大提高生產效率。
配帶坡口功能的搭載型雷射切割機
在造船及橋樑或建築工程機械的製造工序中，切割後的下一個工序多數為焊接，在接合部位一般進行坡口加工。從生產效率出發，坡口加工一直是採用氣體切割及等離子弧切割，產品切割成形的同時也完成了坡口切割處理。雷射切割與氣體切割及等離子弧切割相比，可切割板厚較薄，採用各種光學零部件會使割炬結構變得複雜等原因導致實用化的拖延。但是，由於雷射發生器的輸出功率增大及控制技術的進步，目前才使可進行坡口切割的搭載型雷射切割機被實用化。
配帶坡口切割功能的搭載型雷射切割機與原來配帶坡口切割功能的等離子弧切割機相比，具有切割精度和切割面品質良好，在材料背面也幾乎沒有附著粉塵等優點，今後將會得到普及。
