0、引言
`!BP.-Zv %:/@1r7o> 激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術(shù)。激光加工技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)，同時它也是先進(jìn)制造技術(shù)的一種。楊叔子院士在其論文中總結(jié)的先進(jìn)制造技術(shù)的八個方面的發(fā)展趨勢和特色：“數(shù)”；“精”；“極”；“自”；“集”；“網(wǎng)”；“智”；“綠”。仔細(xì)分析就激光加工技術(shù)而言在這八個方面具備了多數(shù)，而本文所要闡述的就是激光加工技術(shù)的“集”，“智”，也就是激光加工的柔性化，集成化和智能化。而這些方向也正是我們激光加工技術(shù)期待發(fā)展和需要發(fā)展的地方。以大族激光為代表的很多激光產(chǎn)業(yè)也在朝這些方面進(jìn)行研究和開發(fā)。這里主要是將激光加工技術(shù)應(yīng)用到柔性制造系統(tǒng)(或單元)中來進(jìn)行研究。
xh6Y v%\@ hQWo ]WF(J 1、激光加工的柔性
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(Q 激光加工本身就具有很好的柔性：
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+ 8xC%eE (1) 激光器本身是一個比較簡單而且易于控制的裝置，如果把它產(chǎn)生的光束聚集成極細(xì)的光束，就可以切割；散焦一點(diǎn)就可以焊接；再散焦一點(diǎn)，就能進(jìn)行熱處理。
L0lqm0h ey/{Z<D (2) 采用激光加工，不僅加工速度快，效率高，成本低，而且避免了模具或刀具更換，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間周期。易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，激光光束換位時間短，提高了生產(chǎn)效率�？蛇M(jìn)行多種工件交替安裝。一個工件加工時，可卸下已完成的部件，并安裝待加工工件，實(shí)現(xiàn)并行加工，減少安裝時間，增加激光加工時間。
]Rk4"i }}?,({T|n (3) 激光束采用直接驅(qū)動和導(dǎo)向方法。激光可作旋轉(zhuǎn)、傾斜、上下左右移動等運(yùn)動，能加工工件的垂直面和復(fù)雜表面；而且直接驅(qū)動沒有空程，精度高。將激光的控制和機(jī)器人相結(jié)合，用機(jī)器人來移動或多軸線方式方式翻轉(zhuǎn)光束下的零件，可加工一些用傳統(tǒng)方法加工比較困難的零件。
1hTE^ \W 7 \0}te (4) 采取多級快速反應(yīng)的防撞措施，光束導(dǎo)向裝置接觸工件時，運(yùn)動系統(tǒng)立即停機(jī)，使系統(tǒng)不被破壞，避免了昂貴的維護(hù)；碰撞后能快速而簡單地恢復(fù)工作，減少了碰撞引起的停機(jī)時間，提高了激光系統(tǒng)的加工效率和可靠性。
p<Oz"6_/~ &':Ecmo~` (5) 激光頭可自由運(yùn)動，目前激光頭已達(dá)5個運(yùn)動軸，即使工件在加工時保持固定，仍可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的加工，而且只要利用移動旋轉(zhuǎn)工作臺，就可加工比軸行程大的零部件。激光束采用自動聚焦控制。激光系統(tǒng)直線軸可沿光軸或任意軸定位，以保持光束聚焦；焦點(diǎn)位置任何時刻都精確可知，而且行程無限制。圖1示出了自動聚焦控制與鏡頭伺服控制的比較，由圖看見，鏡頭伺服系統(tǒng)中聚焦透鏡與激光系統(tǒng)移動無關(guān)，因此焦點(diǎn)位置無法確定。
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圖1 自動聚焦控制與鏡頭伺服控制比較
2、柔性制造系統(tǒng)（FMS）
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