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技術(shù)文章

中科院開發(fā)多功能光纖激光加工系統(tǒng)
近日，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所的相關(guān)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一套多功能光纖激光加工系統(tǒng)。結(jié)合了工業(yè)機(jī)器人、光纖激光器等控制系統(tǒng)集成起來(lái)，使現(xiàn)有的激光加工技術(shù)獲得了新突破。


把光纖激光器與工業(yè)機(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行激光加工，是現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。工業(yè)機(jī)器人具有優(yōu)良的空間作業(yè)能力、加工范圍大、可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)路徑的在線/離線編程控制等。光纖激光器具有光束質(zhì)量高、柔性傳輸、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)行多種材料的切割、打孔、焊接、表面硬化合金化處理等。把二者結(jié)合起來(lái)不僅能完成大尺度空間三維加工，更能顯著提高激光加工的適用范圍和加工效率。

近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)制造技術(shù)研究所激光與智能能量場(chǎng)制造團(tuán)隊(duì)，集成開發(fā)了一套多功能光纖激光加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)把六軸工業(yè)機(jī)器人、國(guó)產(chǎn)大功率光纖激光器、多功能激光加工頭、CCD定位系統(tǒng)、氣流系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)集成起來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)三維和平面的激光焊接、切割、表面熔覆等激光加工。團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)進(jìn)行了不銹鋼、高反材料、異種材料的切割與焊接的工藝研究，取得了一系列的成果。

該研究利用CCD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光路校準(zhǔn)的簡(jiǎn)單高效，成功解決了傳統(tǒng)方法激光加工光路校準(zhǔn)效率低下的問(wèn)題。另外，通過(guò)工藝探索，成功解決了高反材料焊接時(shí)對(duì)激光吸收率低下的問(wèn)題，通過(guò)短脈沖激光表面處理的方法，可使銅片對(duì)1064nm波長(zhǎng)激光的吸收率從5%提升到85%，大大提高了激光的利用效率，使低功率激光器焊接紫銅成為可能。