本课题依托项目是重庆市重大专项之一,课题主要对如何实现柔性激光精密切割装备的关键部件国产化生产进行了相应的技术研究和攻关,适应了我国激光精密切割技术实现国产化的发展迫切需求。 主要以国内外柔性精密激光切割系统为研究对象,系统的剖析了装备的各个关键组成部件;利用激光加工基本机理、高斯光学设计原理、控制系统设计特点,***就激光发生装置、光学传输系统、控制系统、电气系统提出了国产化设计的方案。



介绍了光纤传输脉冲固体激光切割机系统的设计原理及工作特点,主要是优化设计光纤传输系统,使光纤输出后的激光束聚焦光斑直径尽量小;满足激光切割所需功率密度要求.系统使用双灯单棒的聚光腔,光纤输出后的功率达到400W,小光斑直径小于0.25mm,可满足1~4mm内的碳钢,不锈钢等金属材料的切割要求.该系统可配合数控工作台,机器人或手持使用,为钣金行业提供了一种较好的激光切割方案.



激光切割机的路径优化问题是激光切割行业的一个关键问题,针对其特点将其归纳为广义旅行商问题,利用改进的遗传蚁群算法来求解该问题.算法以时间距离为目标函数,对轮廓切割顺序及轮廓切割起始点同时进行优化.为了让算法所得解能够快速聚集在优解附近而又不至于陷入局部优解,利用遗传算法快速随机的全局搜索能力来产生蚁群算法初期的信息素分布,蚁群算法采用大小蚂蚁算法同时在其加入变异因子.结果表明取得了非常好的效果.