對于高功率激光切割金屬材料而言，影響切割質量的因素多種多樣，概括起來主要有設備本身的幾何精度，如運動軸的動態剛性、加速度；激光器光束模式和質量、光學元器件的性能、導光系統的穩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，當然“起刀”時的子程序和編程路徑也至關重要，另外由于材質、板厚以及材料表面狀態的不同，使得激光切割過程中也存在很多難以預計的變量，將影響切割過程中的穩定性和最終的質量。針對上述某些不可預測的影響因素，研究切割過程中的實時智能控制系統，不再需要切割過程中的人工干預（某些意外碰觸報警除外），達到提高切割過程的穩定性、切割效率和切割質量的目的。

　智能切割數控系統的硬件組成

　（1）智能切割數控系統

　用于對切割狀態監視器反饋的數據進行適時分析，并依此實時調整切割參數，并控制切割輔助氣體組份，以及改變焦點位置，保證加工質量，提升加工效率。當出現切割失敗時能及時終止加工減少，甚至杜絕不良品的產生。

?。?）切割狀態監視器

　用于對加工過程中的熔池位置進行實時監控，取得加工狀態的原始數據，反饋給控制系統。

?。?）氣體控制系統

　用于控制切割輔助氣體的路徑和組分。

?。?）光學控制系統

　用于控制激光加工過程中的光束發散角和焦點位置。

　智能切割數控系統主要功能及軟件開發

?。?）焦點搜索功能

　由于材質及尺寸等因素的誤差使得光學鏡片（包括光源窗口鏡、準直擴束鏡、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格的不同鏡片焦點位置有一定細微差別，同時在激光切割機光導系統安裝時，各種調整環節和光路氣體的種類和潔凈度也會導致焦點的漂移，而使用智能切割控制系統可以自動化的快速搜索及確定焦點位置，比以往的手動調整方式在效率和精度兩方面都有極大的提高。準確的焦點位置，是實現高質量高效率切割的關鍵要素之一。

　（2）高速穿孔功能

　穿孔是激光切割進行前必須的準備工作。對于傳統的定時穿孔工藝，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生爆孔進而污染鏡片，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，由于可以在線監測并控制穿孔狀態，在發生熔池爆孔前可以提前預測并控制各種工藝參數，最終使得可以在滿功率的狀態下高速度高質量的完成穿孔，并且能夠自動判斷穿孔過程的結束，穿孔結束后立即執行后續切割，大大縮短了加工時間，保證了加工質量，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）切割狀態監測功能

　在切割較厚金屬材料時，容易發生燒損或等離子云等不良切割現象，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行實時采樣分析，在即將產生不良切割或等離子云之前，自動調整切割參數，實現自動減速然后再加速，或自動后退再執行程序，從而避免材料損失；在發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測數據為工藝參數改進提供依據。

　結語

　智能切割數控系統是集光、機、電技術為一體，處于當今激光切割技術的制高點，整體研究和應用還處于起步階段，將傳統定時定量的開環加工控制方式改為在線監測實時分析的閉環控制加工方式。充分挖掘了現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定了加工質量，提高了加工效率，并減少了能量的損耗和浪費。