1. 多自由度
激光切割机广泛地应用到复杂曲面，工件的加工，如激光切割机器人、专门用于管材切割的2.5D激光切割机、3D光纤传输激光切割机等。
以前的三维激光切割机只能进行汽车内饰件的切割，无法加工金属冲压件。普瑞玛工业公司创造性地将电容式传感器集成到三维激光切割设备中，使机床可以自动适应冲压件弹性变形造成的误差，从而使三维激光切割技术真正成为汽车车身加工的一种精密、灵活的加工手段，广泛应用于汽车、航天航空工业、工程机械、模具、健身器材、钣金加工等制造领域。

2. 大幅面大厚板
目前，国际上出现了“精密造船”的概念，美国、欧盟、日本、韩国等围家和地区的船舶制造普遍采用高功率激光切割技术。目前国外主流大幅面激光切割机一般采取机载激光器结构，加工幅面为3m×25m，切割板厚可达到40mm，在船舶、舰艇等行业得到越来越多的应用。

3. 智能化
进一步把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的T件定位相结合，将自动排料、切割工艺数据库、远程诊断、远程控制集成一体，把激光切割的功能部件与其他加工方法组合，制成如激光冲床等多功能加工机，更符合工厂复杂加工高效的需要，它兼有激光切割的多功能性和其他加工形式的高速高效的特点，可同时完成切割、打孔、打标、划线、成形等。

一、 国内数控激光切割技术发展方向
近几年来，我国在数控激光切割技术装备领域发展迅速，二氧化碳激光器功率达到4kW，加工幅面从3015到6030都能实现，各种光路设计都已成熟应用，在驱动方面普遍采用直线电机伺服系统，国产数控激光切割设备已经具备较强的市场竞争能力。
随着激光切割技术应用的迅速普及，市场空间不断拓宽。我国数控激光切割技术装备的发展重点应关注以下领域：

1. 开发高速高精数控激光切割设备
掌握3g以上加速度运动系统的设计与制造技术和高精高速下机床运动系统的设计与制造技术。定位速度120～180 m／min，切割速度50～80m／min，切割表面粗糙度小于6.3μm，切割头定位精度±0.02 mm／m，重复定位精度0.01mm／m，用于激光高速切孔时，切割速度达到1000孔／min。

2. 开发高精度三维激光切割设备
掌握三维立体激光切割机机床的设计与制造、立体激光切割头的设计与制造技术、三维立体激光切割工艺，开发配套三维CAD／CAM软件系统，实现复杂曲面的激光切割。定位精度≤±0.05mm，重复精度≤±0.015mm。快进速度≥25m／min；A／B轴转角范围3600／±135°，转角精度≤0.015°，重复精度≤0.005°。

3. 开发大幅面厚板激光切割设备
掌握远光程激光传输技术、厚板切割T艺、高功率激光光路设计与制造技术，实现大幅面厚板材的激光切割。激光切割机床X／Y／Z行程>130000mm／6000mm／150mm，定位精度≤±0.05mm．重复精度≤±0.015mm，快进速度≥25m／min，切割板厚40mm。

4. 开发特种行业专用激光切割设备
掌握特种材料特种加工需求下对激光切割机的设计与制造技术，完成铝合金、钛合金、镁合金、铜合金1-10mm的切割工艺。

二、 数控激光切割需突破的关键共性技术

1. 激光切割机机械结构设计与驱动技术
激光切割机的横梁，有单悬臂式、龙门式、龙门倒挂式等，机床结构要求具有高刚性和高稳定性。横梁设计时必须轻巧灵活，符合高速度激光切割时的运动平稳性与横梁运动的高精度。这些是实现激光精密切割的基础。

2. 激光切割机数控技术
结合激光切割的专有特点，采用稳定可靠的通用数控系统作基础，经过二次开发，开发出具有自主版权的激光切割控制系统。具备激光专有控制功能，如激光功率坡调、Z浮功能控制、自动调焦功能；在高速运行下良好的机床运动控制性能；具备远程诊断与控制功能，机床控制一体化(激光器控制、气路控制、光路控制)，符合大幅面激光切割的运算判断等，人机界面友好、语音提示、方便操作和维护。

3. 高功率激光光束传输聚焦技术
光束质量是激光切割质量的关键，关键技术包括：专有光束质量控制、光束半径调整、束腰补偿、视频光束校准系统等。专有光束质量调整系统包括自适应光学系统，以优化光束形状。光束半径调整要实现自适应光学系统可以自动维持程序里的光束聚焦点。如在切割低碳钢时，自动输出非常细的光束聚焦点，切割不锈钢时，自动输出宽一些的聚焦点。激光光束不是平行的，当切割头在切割范同移动时，光斑直径改变。要维持好的切割质量，就需利用腰束补偿维持光斑直径不变，控制系统通过自动调整束腰的位置来保持激光束在焦点处最优的光斑。视频光路校准系统是利用视频技术和微调装置，使操作者可以在不用打开任何盖子的情况下检查光路，保证所有的光学镜片位置准确。该功能主要优势，一是安全：不需要打开光路，避免了在光路检查过程中接触激光的危险；二是可靠：检查的过程迅速可靠，让光路系统保持最优的切割状态；三是维修简单：可以实时察看目标位置，省去了很多操作，可以更快地维修和调整。

4. 激光切割专有技术
激光切割专有技术有：边缘监测、电容高度跟踪、切割监测、穿透检测等。边缘监测技术可以使切割头定位在板材合适的边缘位置，自动监测其位置和方向。穿透检测技术是指使用相同的传感器来确定光束是否已经穿透了板材，这样可以得到最高质量的穿透效果，同时又节省时间。切割监测技术是指机器在无人看管的情况下也可以正常进行切割加工，若因故使切割不能正常运行，切割监测系统可以识别，系统软件会确定其原因并做出反应，包括停止、折回及简单调整功率，以获得更好的效果。电容高度跟踪技术是通过电容系统来完成，高频率通过喷嘴处金属部件的电容系统传送到切割头上，当切割工件与切割头金属部件的距离改变时，频率也会按比例发生改变，CNC控制器通过这一信息来调整Z浮到其最合适的位置。

5. 激光切割专用CAD／CAM软件系统
为配合激光切割的图形转换，需要开发设计专门的CAD／CAM软件系统，该软件系统能将从CAD系统获得的几何信息转换成NC代码，通过USB口或通信系统将NC代码传入CNC系统，供设备正常切割使用。CAD／CAM软件系统所产生的NC代码具有激光切割的全部特有功能，使编写复杂零件程序的工作变得简单流畅，编辑和修改也非常方便。

6. 厚板高功率激光切割头设计制造
研制开发长焦深高功率激光多维立体切割头时，切割头应该配备双聚焦镜组件、带灵敏可靠的Z浮部件、良好的水冷装置和空气冷却装置，能承受约2533kPa的辅助气体压力，达到切割厚度30～40mm的需要。#p#分页标题#e#

7. 激光切割工艺研究
通过进行大量的切割工艺试验，形成材料、环境、工艺参数如激光器功率、辅气气压大小以及种类、切割速度、焦点位置以及切割的起始位置等切割工艺数据库，尤其是针对曲面切割、钛合金切割、厚板材切割等工艺，操作者只需在对话框中按照提示输入基本参数和信息，系统就会自动调用数据库资料，完成切割参数设置。

结束语
数控激光切割是理想的切割加工手段，代表现代金属加工技术的发展方向。数控激光切割设备在国内外市场有着极其广泛的市场需求。我国在数控激光切割技术和装备方面与国外有一定差距，但近几年来发展迅速。今后发展方向应该立足高起点，在高速高精激光切割、大幅面激光切割、三维激光切割、特种材料激光切割等领域进行关键共性技术研究开发，形成产业化，从而满足日益增长的市场需求。