对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。普通的机械式雕刻不能以经济的方式雕刻粗细不一的点，因而不具有灰度的表现形式。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些的装置供用户选用：

    （1）平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。

    （2）在切割部件上增加一***的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互***的部分。研究机架的结构、参数对机架的静、动态刚度以及热稳定性的影响，并为机架设计提供理论的根据。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。         

    （3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。

    （4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。

   喷嘴设计及气流控制技术： 激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处,从而形成一个气流束。尽管在产品的生产工艺中采取了去毛刺工序，但并未从严要求来解决毛刺问题，以至毛刺悄悄地影响着产品质量，还可以给产品后续的检验、装配、使用性能和美观留下后患来。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此，除光束的质量及其控制直接影响切割质量外,喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。

    激光切割加工过程中，对于激光切割的粗糙度是有要求的，特别是中厚板的工件，在切割过程中如果不注意的话很有可能造成切割的失误，所在一般都要求必须控制激光切割机切割面的粗糙度。（3）蓝色火花法：去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割部件从上往下运动,直至蓝色火花大处为焦点。对于厚度2mm以上板材的激光切割，切割面粗糙度的分布是不均匀的，沿厚度方向差别很大，其变化状况有两个显著的特点： 

　1)切割面的形貌分为截然不同的两部分，上部表面平整光滑，切割条纹整齐、细密，粗糙度值小；下部切割条纹紊乱，表面不平整，粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特点，下部则有熔化金属冲刷的特征。

   2)切割面上部区域内的表面粗糙度大体上是均匀一致的，不随高度而变化;而下部区域的表面粗糙度则随高度而变化，越靠近下缘，表面粗糙度值越大，下缘处的表面粗糙度达到大值。所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。无论是连续激光切割机激光切割，还是脉冲激光切割，切割面都显示有明显的上、下两部分，所不同的是脉冲激光切割面上部的切割条纹与脉冲频率有对应关系：频率越高，条纹越细密，表面粗糙度越值而连续激光切割时切割面上部的切割条纹密度和表面粗造度则主要与切割速度有关。

   因此在评价切割面质量时应以下缘表面粗糙度为基准。但真正的下缘只是一根线，其粗糙度难于测量，这可以通过测量临近下缘处的粗糙度代替。

激光切割机机架的合理设计  

    1).确定激光切割机在各种工作状况及环境下快速、、稳定运行的条件。

    2).根据功能性要求来确定机架的结构、参数，结合激光切割机自身结构的特点，建立相应的动力学模型。

    3).研究机架的结构、参数对机架的静、动态刚度以及热稳定性的影响，并为机架设计提供理论的根据。

    4).确定机架与其他部件间的相互耦合关系。