對于高功率激光切割金屬材料而言，影響切割質(zhì)量的因素多種多樣，概括起來主要有設(shè)備本身的幾何精度，如運動軸的動態(tài)剛性、加速度；激光器光束模式和質(zhì)量、光學(xué)元器件的性能、導(dǎo)光系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及常見的功率、速度、嘴板距、噴嘴孔徑、切割輔助氣體的純度和氣壓、光程距離、焦距和聚焦光斑的大小等，當(dāng)然“起刀”時的子程序和編程路徑也至關(guān)重要，另外由于材質(zhì)、板厚以及材料表面狀態(tài)的不同，使得激光切割過程中也存在很多難以預(yù)計的變量，將影響切割過程中的穩(wěn)定性和最終的質(zhì)量。針對上述某些不可預(yù)測的影響因素，研究切割過程中的實時智能控制系統(tǒng)，不再需要切割過程中的人工干預(yù)（某些意外碰觸報警除外），達(dá)到提高切割過程的穩(wěn)定性、切割效率和切割質(zhì)量的目的。

　智能切割數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成

　（1）智能切割數(shù)控系統(tǒng)

　用于對切割狀態(tài)監(jiān)視器反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行適時分析，并依此實時調(diào)整切割參數(shù)，并控制切割輔助氣體組份，以及改變焦點位置，保證加工質(zhì)量，提升加工效率。當(dāng)出現(xiàn)切割失敗時能及時終止加工減少，甚至杜絕不良品的產(chǎn)生。

　（2）切割狀態(tài)監(jiān)視器

　用于對加工過程中的熔池位置進(jìn)行實時監(jiān)控，取得加工狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)，反饋給控制系統(tǒng)。

　（3）氣體控制系統(tǒng)

　用于控制切割輔助氣體的路徑和組分。

　（4）光學(xué)控制系統(tǒng)

　用于控制激光加工過程中的光束發(fā)散角和焦點位置。

　智能切割數(shù)控系統(tǒng)主要功能及軟件開發(fā)

　（1）焦點搜索功能

　由于材質(zhì)及尺寸等因素的誤差使得光學(xué)鏡片（包括光源窗口鏡、準(zhǔn)直擴束鏡、反射鏡和聚焦鏡等）在加工過程中存在微小的差異，這些誤差會引起相同規(guī)格的不同鏡片焦點位置有一定細(xì)微差別，同時在激光切割機光導(dǎo)系統(tǒng)安裝時，各種調(diào)整環(huán)節(jié)和光路氣體的種類和潔凈度也會導(dǎo)致焦點的漂移，而使用智能切割控制系統(tǒng)可以自動化的快速搜索及確定焦點位置，比以往的手動調(diào)整方式在效率和精度兩方面都有極大的提高。準(zhǔn)確的焦點位置，是實現(xiàn)高質(zhì)量高效率切割的關(guān)鍵要素之一。

　（2）高速穿孔功能

　穿孔是激光切割進(jìn)行前必須的準(zhǔn)備工作。對于傳統(tǒng)的定時穿孔工藝，在效率和安全性上有一定矛盾，要保證穿孔快速可靠完成，通常會在穿孔時間上留有一定余量，為了防止穿孔過程中熔池發(fā)生爆孔進(jìn)而污染鏡片，又會限制穿孔功率，但又影響了穿孔效率。而智能切割控制系統(tǒng)，由于可以在線監(jiān)測并控制穿孔狀態(tài)，在發(fā)生熔池爆孔前可以提前預(yù)測并控制各種工藝參數(shù)，最終使得可以在滿功率的狀態(tài)下高速度高質(zhì)量的完成穿孔，并且能夠自動判斷穿孔過程的結(jié)束，穿孔結(jié)束后立即執(zhí)行后續(xù)切割，大大縮短了加工時間，保證了加工質(zhì)量，同時也極大的減少了由于多余的穿孔能量對于床身的燒蝕和熱變形的影響。

　（3）切割狀態(tài)監(jiān)測功能

　在切割較厚金屬材料時，容易發(fā)生燒損或等離子云等不良切割現(xiàn)象，該功能可以通過檢測實際切口金屬輻射光、焦點亮度、等離子體的聚集情況等信息進(jìn)行實時采樣分析，在即將產(chǎn)生不良切割或等離子云之前，自動調(diào)整切割參數(shù)，實現(xiàn)自動減速然后再加速，或自動后退再執(zhí)行程序，從而避免材料損失；在發(fā)生切割不良甚至失敗前，能夠提前終止加工，并可以生成大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)為工藝參數(shù)改進(jìn)提供依據(jù)。

　結(jié)語

　智能切割數(shù)控系統(tǒng)是集光、機、電技術(shù)為一體，處于當(dāng)今激光切割技術(shù)的制高點，整體研究和應(yīng)用還處于起步階段，將傳統(tǒng)定時定量的開環(huán)加工控制方式改為在線監(jiān)測實時分析的閉環(huán)控制加工方式。充分挖掘了現(xiàn)有激光加工平臺的硬件潛力，在不增加激光器功率，機床速度的情況下穩(wěn)定了加工質(zhì)量，提高了加工效率，并減少了能量的損耗和浪費。