摘要：为了研究光纤激光加工工艺对Q235低碳钢薄板切割质量的影响,采用500 W光纤激光切割机对0.7 mm厚低碳钢板切割质量影响规律进行了研究。采用中心复合设计(Central Composite Design,CCD)进行实验设计,使用超景深显微镜对切割试样的切缝宽度和挂渣高度进行测量。实验结果表明:切缝宽度的大小主要由激光功率、切割速度、辅助气压力和离焦量决定;挂渣高度的大小主要决定于激光功率、切割速度、离焦量和辅助气压力。建立评价切缝宽度和挂渣高度与工艺参数之间的回归模型,并对模型进行目标优化。结果表明,工艺参数组合为激光功率450 W,切割速度9 m/min,离焦量0 mm,辅助气压力0.564 MPa时可获得最优的切割质量。

摘要：传统机械加工存在加工效率低、环境友好性差等缺点,激光加工刚好解决了这些难题。激光切割打孔技术利用激光发生器输出高能量密度的激光束,激光束扫描加工表面,通过局部区域熔化气化,从而快速成型。鉴于此,设计了一款激光打孔切割设备。首先从打孔切割设备的功能与性能需求入手,分析激光打孔切割工艺内容,提出打孔机机械系统方案。根据现代化设计理论原理,借助三维建模软件,完成了X、Y、Z轴的机械结构设计。包括电机的选取、导轨和丝杠的设计算,并完成了寿命以及强度刚度的校核。通过运用PLC控制技术来实现Z轴的移动,确保激光发生器移动至需要加工的位置。根据工艺需求确定了激光发生器的选型,并分析了激光切割速度和功率对加工结果的影响。

摘要：为了得到具有优良的射流流场激光喷嘴,设计了一种组合型超音速喷嘴,建立了该喷嘴计算流体动力学(CFD)分析所需的控制方程。其中湍流模型采用标准κ-ε方程,计算网格采用三角形非结构网格。基于有限体积法对控制方程进行离散并采用耦合式求解器求解。利用SIMPLEC算法解决速度与压力耦合问题,进而实现对喷嘴流场分析。分析结果表明超音速喷嘴最佳入口压力就是其设计压力(7×105Pa),此时其射流流场特性最好,适合于高速、大厚度激光切割。将CFD分析结果与已有纹影图实验方法的结果进行对比,发现二者具有较好的一致性,证明了CFD方法的可行性。

摘要：全球工业升级趋势下,以激光技术为代表的高端制造装备行业迎来快速发展期,市场规模不断扩大。在有数百家激光装备企业集聚的山东济南,诞生了全国激光切割设备龙头企业——济南邦德激光股份有限公司(简称“邦德激光”)。从2019年起,邦德激光更以骄人的成绩斩获全球销量四连冠,向世界展示了中国智造的创新力量。

摘要：为了缩短激光切割路径,提高加工效率,避免在切割过程中出现打刀现象而损坏设备,文章分析了切割图元及其数学描述,提出了一种基于图像处理和切割路径双链基因表示的模拟退火优化算法,并在此基础上设计程序消除打刀现象,MATLAB仿真表明,本算法可以很好地优化切割路径,同时还可以完全避免打刀现象。

摘要：建立了自由射流模型,采用了可压缩流体轴对称N-S方程和RNGkε-模型,重点分析了出流为欠膨胀波时的马赫盘(MSD)结构。对出口静压为6.145×105Pa的自由喷射外流场进行数值仿真,描述了不同出口马赫数时的射流场结构,分析了马赫盘与喷嘴出口马赫数之间的关系,揭示了随着出口马赫数的增加,马赫盘的宽度呈现出收敛趋势,表明超音速喷嘴设计在保证常用工作压力时不出现过膨胀的情况下应适当提高出口马赫数。揭示了实际切割过程中,随着出口马赫数不断增大,马赫盘将收敛于一固定位置。对求解模型进行流场可视化对比验证,证明了仿真结果的准确性和结论分析的有效性。

摘要：为了拓宽有效的输出带宽,通过激光切割法进行加工,设计并制备了一种具有叉指结构的锆钛酸铅(PZT)悬臂梁式压电振动能量采集器(PVEH)。仿真结果显示,相比常规的悬臂梁式PVEH,具有叉指结构的悬臂梁式PVEH拥有更低的一阶固有频率以及更多的输出电压峰值。利用双通道示波器、函数信号发生器、振动台、加速度计和功率放大器等搭建测试平台,对制备的悬臂梁式PVEH进行测试。结果表明,在0.5g加速度的条件下,常规的悬臂梁式PVEH的固有频率为30.80 Hz,输出电压峰值为4.88 V;具有叉指结构(叉指数目为8且叉指长度为40 mm)的悬臂梁式PVEH具有4个固有频率,分别为17.70、37.30、74和81 Hz,对应的输出电压峰值分别为7.28、3.07、0.366和0.084 V。通过对比研究发现,具有叉指结构的悬臂梁式PVEH的一阶固有频率降低了42.53%,一阶输出电压峰值提升了49.18%,实现了性能的有效提升。

摘要：针对激光切割过程中位置检测系统的电容传感器检测信号易受切割熔渣影响的问题,提出了一种通过有限元法计算熔渣溅射对电容传感器影响的方法。首先,通过COMSOL软件对传感器建模,并采用有限元法对电容传感器的电容变化及熔渣飞溅过程中各因素改变对电容的影响进行仿真计算;然后,采用金属球模拟熔渣,对仿真结果进行实验验证;最后,通过插补法处理仿真计算结果及实测电容,绘制电容的等值线图并得到熔渣溅射过程中电容的变化规律:在熔渣飞向切割头的过程中,电容变化存在逐渐增大并两次突变的特征,变化大小与熔渣体积呈正比关系,与极板间距呈反比关系,且熔渣处于平面影响区及其下方区域时对传感器影响更大。实测值与仿真结果误差在0.001pF以内,因此仿真结果可准确地反映熔渣溅射对电容传感器的干扰情况,为干扰滤除及切割头设计提供理论依据。

摘要：目前的码垛机械手和自动上下料系统,驱动其运动的机构以及支撑机构相互独立,使得机床结构十分复杂,两者的动作容易产生干涉。为解决上述问题,设计了新的激光切割自动上下料分选码垛系统,码垛和上下料系统可协同工作,使机床结构简化,以提高装置的可靠性。

摘要：对简易折线缩放喷嘴和基于霍耳(Hall)设计方法的复杂喷嘴外流场中压力分布,以及马赫盘位置变化等特性进行了分析。详细比较了这两种喷嘴气流场动力学性能之间的差别,揭示了两种喷嘴动力学性能的差别随工作压力增加越来越小的趋势。分析表明在高压状况下为减少激光切割的成本,用简易折线结构超音速喷嘴替代复杂流线结构喷嘴是可行的。