三维激光切割在机械加工机床中的集成研究＊

孙 晓 蒋 明 陈 聪 高 明 曾晓雁

(华中科技大学武汉光电国家实验室，湖北 武汉430074)

随着激光加工技术与装备制造业的不断发展，激光切割已经广泛应用于航空航天、汽车制造、钣金加工等重点行业。三维激光切割技术代表着激光加工技术的一个发展前沿方向，也逐渐受到广泛关注，三维激光切割最大的特点就是柔性高，适合三维钣金材料的切割［1］，在实际生产中，三维激光切割能够明显提高产品质量和生产效率，缩短产品开发周期，降低劳动强度，节约原材料。因此，如何能够在传统机械加工机床中便捷地加入激光加工功能，形成高集成化的机械与激光复合加工设备，这在当前加工技术研究中是非常有意义的。

目前三维激光切割技术研究在硬件方面，三维激光加工装备朝高精度、高速度、高柔性、高集成化等方向发展;在软件方面，如何缩短编程和示教时间、建立激光切割工艺数据库等也是必不可少的［2］，同时由于三维五轴激光切割数控系统可选范围小，如何基于数控系统进行面向激光切割工艺API(应用程序函数接口)的二次开发也是控制软件设计中的一个难点［3-4］。

本文将主要介绍在沈阳中捷机床厂的五轴龙门机床GMC3580u 上如何实现三维激光切割功能，主要包括三维激光切割系统硬件集成、激光切割控制软件设计。

1 三维激光切割系统硬件集成

在硬件集成中，我们设计了可拆卸的两坐标激光切割头机械结构，可以在机床中实现激光切割头和机械加工装置的快速更换。……