激光加工技术实习报告

PAGEPAGE381．实习目的及要求1）掌握激光加工的基本理论；2）了解激光加工工艺方的法种类及特点；3）了解激光加工设备的组成；4）掌握激光加工设备操作方法。2．实训内容1）激光加工的基本理论（1）激光产生及其特性；（2）激光加工的工作原理及分类。2）激光加工设备的操作Lasersculpt3.0（雕刻）软件使用3）产品的加工做过程3、实训场地及设备1）场地创新实验室（四楼）设备一台CLS3500激光切割机4．实训安全及注意事项1）应严格遵守长春工业大学及工程训练中心关于校规校纪、厂规厂纪的有关规定，严格遵守各项安全操作规程，爱护所使用的各个设备，维护保养所使用的机床，并保持教学场地的环境卫生；严格服从教师的指导，不得擅自使用未经允许使用的设备及附件；正确开关计算机，计算机编程结束后应关闭计算机；不得损坏所使用的各个设备、附件及工夹量具，并切实保证人身安全和设备安全；进行加工所使用的程序必须经过教师的检查方可使用。5．激光加工的基本理论5.1激光的产生及其特性激光的产生光的产生与光源内部原子运动状态有关，原子内的原子核和核外电子间存着吸引和排斥的矛盾，电子按一定半径的轨道围绕原子核运动。当原子接受一定的外来能量或向外释放一定的能量时，核外电子的运动轨道半径将发生变化，这就是发光的原理。激光是通过入射光子影响处于亚稳态高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级而完成受激辐射时发出的光，简言之，激光就是受激辐射得到的加强光。某些具有亚稳态高能级结构的物质，如氦、氪原子、氩、铬、钕离子以及二氧化碳分子等，在较高能级（亚稳定）的原子数目大于处在低能级（基态）的原子数目，这种现象称为“粒子数反转”。在粒子数反转的状态下，如果有一束光子照射该物体，而光子的能量恰好等于这两个能级的能量差，就能产生受激辐射而输出大量的光能。这种在频率、相位、传播方向、偏振方向都与外来光子完全一致的光就是激光。如果设法使受激辐射连锁反应持续下，就能产生和光束方向性很一致的激光。粒子数能级间反转的情况和激光的形成如图5-1所示。图5-1粒子数反转的建立和激光的形成激光的特性普通光源的发光是以自发辐射为主，基本上是无序地、相互独立地产生光发射，发出的光波无论方向、相位或者偏振状态都不相同。激光不同于普通光，它是以受激辐射为主，同时各发光中心所发射出的光波具有相同的频率、方向偏振和严格的相位关系。因此，激光除了具有反射、折射、绕射和干射等一般光共性外，还具有亮度和单色性、方向性、相干性好等特点，见表5-1。表5-1激光特性普通光源激光光原亮度电灯：约470sb太阳：约1.65X105sb红宝石巨脉冲激光器，约3.7X1015sb(输出功率1000MW/cm2)方向性无确定方向、发散角大、难会聚0.1mrad(近似于平行光)，光束会聚其焦点处光斑为10μm单色性氪灯光源的谱线宽一般为0.0047Å激光的谱线宽一般小于10-7Å相干性氪灯光源的相干长度为78cm激光相干长度可达几十公里光源的亮度通常是指在垂直于光源表面的单位面积上单位时间在单位立体角内发射出的光能。单位常以熙提（Sb）表示，１熙提=0.0016W/(cm2.sr)。如果将分散在180°sr范围内的光能全部压缩到0.18°sr范围内发射，在不增加总发射功率的情况下，发光体在单位立体角内的发射功率就可以提高100万倍，即亮度提高100万倍。如果把一秒时间内发出的光能压缩在亚毫秒（10-4s）时间发射，形成短脉冲，则在平均功率不变的情况下，瞬时脉冲功率也可以提高几万倍，从而大提高了激光的亮度。由上可知，激光在方向、截面和时间上可以做到高度集中，因而可以使激光在聚焦处的功率密度高达107～1011W/cm2。5.2激光加工的基本原理及特点5.2.1激光加工的基本原理是一种重要的高能束加工方法，它是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化，并产生很强的冲击波，使被熔化的物质爆炸式地喷溅来实现材料去除的加工技术。由于激光具有四个极为重要的特性，经聚焦后，光斑直径仅为几微米，能量密度高达107～1011W/cm2，能产生104C°以上的高温。因此，激光能在千分之几秒甚至更短的时间内熔化、气化任何材料。激光加工的物理过程大致可分为光能的吸收及能量转化、材料的无损加热、材料熔化、气化及溅出、作用终止及加工区冷凝等几个连续阶段。5.2.2激光加工的特点1）适应性强。激光加工的功率密度高，几乎能加工任何材料，如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。2）加工精度高。激光束可聚焦成微米级的光斑（理论上直径可小于1um）适合精密微细加工。3）加工质量好。激光加工能量密度高,热作用时间很短,整个加工区几乎不受热的影响,工件热变形极小，故可加工对热冲击敏感的材料。4）加工速度快效率高。激光打孔只需0.01s，切割比常规方法提高效率8～20倍，激光焊接可提高效率30倍，微调薄膜电阻可提高1000倍，提高精度1～2数量级。5）容易实现自动化加工。激光束传输方便，易于控制，便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技术相结合。6）通用性强。用一台激光器改变不同的导光系统，可以处理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当的加工条件，用同一台装置进行切割、打孔、焊接和表面处理等多种加工。7）节能。节材激光束的能量利用率为常规热加工工艺的10～1000倍，激光切割可以节省材料15%～30%。8）激光可通过光学透明介质（玻璃、空气、惰性气体和某些液体）对工件进行加工。激光加工是一种瞬时、局部的熔化和气化加工，影响因素多。因此，微细加工时的重复加工精度和表面粗糙度不易保证。此外对具有高热传导率材料的加工较困难。6．激光加工的基本设备激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统和机械系统等四大部分。近代将激光技术与计算机控制结合，组成柔性激光制造系统。此系统可控制全部激光输出参数和光学调整量以及正确迅速的控制工作台位置，对不同的产品只更换软件，从而大提高了激光加工的效率、精度以及产品更换的适应性。1)激光器激光器是激光加工的核心设备，通过它可以把电能转化成光能，获得方向好、能量密度高、稳定的激光束。按材料分：固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器及自由电子激光器。按工作方式分：连续激光器和脉冲激光器。表5-2是几种常有激光器的特性。表5-2常用激光器的性能特点种类特性 固体激光器气体激光器工作物质名称红宝石钕玻璃掺钕钇铝石榴石母体Al2O3人工晶体非晶体硅酸盐YGA(Ae5O12,Nd3+)CO2(He、Xe、N2、H2)激活粒子含0.05%Cr3+含1%～5%Nd3+含1%Nd3+CO2激光波长/μm0.69431.061.0610.63导热性能较好（或通风或水冷）差（需水冷）良好差（需水冷）振荡形式脉冲脉冲（低重复频率）脉冲（连续）脉冲（连续）能量效率%0.1～0.34～63～715～30输出能量或功率/（J或W）几个～十焦耳几个～几十焦耳脉冲几个～几十焦耳脉冲几个焦耳连续100～1000W连续几十～几千瓦稳定性较好次之次之-主要用途打孔、焊接打孔、焊接打孔、切割焊接、微调切割、焊接、热处理、微调固体激光器由工作物质、光泵、玻璃套管、滤光液、冷却水、聚光器和谐振腔等到组成，其结构示意图如图5-2所示。图5-2固体激光器的结构示意图1．全反射镜；2.工作物质；3.玻璃套管；4.部分反射镜；5.聚光镜；6.氙灯；7.电源；固体激光器常用的工作物质有红宝石（含0.05%的Cr3+离子的Al2O3人工晶体）、钕玻璃（含1%～5%Nd3+离子的非晶体硅酸盐玻璃）和掺钕钇铝石（YAG）等。光泵供给工作物质光能，使工作物质产生粒子数反转。目前对上述工作物质基本上都是用氙灯作光泵。由氙灯发出光波中，有一些紫外线成分，对钕玻璃有害，使用使激光器的效率降低，故用滤光液和玻璃套管来吸收。聚光器的作用是把氙灯发出的光能聚集在工作物质上，一般可将氙灯发出来的80%左右的光强集中在工作物质上。不同聚光器的聚光效率不同，实用中常用圆柱形和椭圆柱形两种类型的聚光器（图5-3）。图5-3聚光器结构示意图椭圆柱形聚光器虽较难制造，但聚光效率和均匀性皆高于圆柱形聚光器，所以应用更广泛。为了提高反射率，聚光器的内壁一般要抛光到粗糙度Ra0.025μm，并镶银膜或金膜。谐振腔又称光学共振腔，其作用在于使受激光子沿输出轴方向多次往复反射，相互激发，产生链锁反应，加强和改善激光的输出，得到单色性和方向性很好的平行平面谐振腔，它是在工作物质的两端各加一块相互平行的反射镜，其中一块为全反射镜，另一块为部分反射镜。正确设计反射镜和谐振腔长度就可得到光学谐振。气体激光器有氦-氖激光器和二氧化碳激光器等。它是以一定比例的氦和氖混合气体或二氧化碳为工作物质，封入抽空的玻璃管中，管的两端各装一块反射镜形成谐振腔，在端部封入电极，通以千伏高压，产生气体放电。CO2激光器是利用分子振动能级跃迁发射激光的。激光粒子（工作物质）是CO2分子，工作物质中的辅助气体N2、He、Xe、H2、等都起加强激光跃迁的作用。它不靠光泵激励，而是通过高压电源使电子直接碰撞击发工作物质，实现粒子数反转分布。图5-4（a）为CO2气体激光器结构示意图。它主要包括放电管、谐振腔、冷却系统和激励电源等部分组成。CO2激光器的输出功率与放电管长度成正比，为了节省空间，长的放电管可以做成折叠式，如图5-4（b）所示。CO2激光器的谐振腔多采用平凹腔，一般总以凹面镜作为全反射镜，而以平面镜作为输出端反射镜。CO2激光器激励电源可以用射频电源、直流电源、交流电源或脉冲电源等，其中交流电源应用比较普遍。(a)(b)图5-4CO2气体激光器的结构与固体激光器比较，气体激光器输出的激光单色性好、频率稳定；大都能连续工作，激光谱线波长丰富，从紫外线到远红外线有数千条；结构简单、成本低廉。2)激光器电源激光电源根据加工工艺的要求，为激光提供所需的能量及控制功能。由于激光器的工作特点不同，对供电电源的要求也不同，因而它们对供电电源的要求也不同。如，固体激光器电源有连续和脉冲的二种；气体激光器电源有直流、射频、微波、电容器放电以及这些方法的综合使用等，故电源种类较多。3)光学系统光学系统包括聚焦系统和观察瞄准系统。聚焦系统的作用是把激光引向聚焦物镜，并聚焦在加工工件上；为了使激光束准确地聚焦在加工位置，要有焦点位置调节以及观察描准系统。4)机械系统机械系统主要包括床身、工作台和机电控制系统。7．激光加工技术的应用激光加工应用范围很广，其原因是其输出功率较大，既可脉冲输出，也可连续输出；激光束既可以聚焦成小的光斑，也可聚焦成直线或其它形状；功率密度可调范围大；激光可以在不同的环境下工作；同时也能很方便地用在其它方法不易加工的地方。激光加工的应用主要是打孔、切割、雕刻、焊接、表面处理和改性等几个方面。它们之间从加工原理上看，基本上是相同的，都是利用激光产生的瞬间高温进行加工，只是随加工条件的不同，所要求的温度和加工延续时间有所差异。材料加热温度的高低主要取决于激光辐射功率密度。功率在103～104W/cm2时只能加热材料，在105～106W/cm2时，材料开始熔化；到106～107W/cm2以上时材料则产生蒸发。激光辐射在加工材料上引起的作用不仅与辐射的功率密度有关，还与辐射的延续时间有关，调节这两个参数，便可以得到不同的工艺规范，进行加工。7.1激光打孔许多高精尖产品的关键零部件都设计有许多小孔。激光打孔是激光加工的主要应用领域之一，主要用于小孔、窄缝的微细加工。如图是激光打孔的设备及工件。激光打孔与其他打孔方法相比，具有效率高、效果好、重复精度高、通用性强、成本低及综合技术经济效益显著等优点。激光加打孔的主要特点是：1）可加工精度高、深径比大的微小孔；2）能加工小至几微米的小孔；3）可加工异型孔；4）能在所有金属和非金属材料上打孔；5）容易实现自动化，加工效率高。提高打孔精度的错施：1）投影法打孔；2）光柱法打孔；3）激光脉冲的调制；4）喷气加工。7.2激光切割激光切割的原理和激光打孔原理基本相同，都是基于聚焦后的激光具有极高的功率密度（达105～106W/cm2）而使工件材料瞬时气化蚀除。所不同的是工件与激光束要相对移动，一般都是移动工件。激光切割可分为脉冲激光切割和连续切割两大类。脉冲激光适用于切割金属材料，连续激光切割适用于切割非金属材料。连续输出的激光束会因热传导而使切割效率降低，同时热影响层也较深，因此，在精密机械加工中，一般都采用高重复率的脉冲激光器。为了提高切割速度和切口质量，采用同轴吹气（O2、CO2、N2、Ar或压缩空气）工艺。大量的生产实践证明，切割金属材料时，采用同轴吹氧工艺，可以大大提高切割速度，而且粗糙度也明显改善。切割布匹、纸张、木材等易燃材料时，则采用同轴吹保护气体，能防止烧焦和缩小切缝。下图为激光切割设备及工件：与传统切割方法相比，激光切割具有下列特性：1）能切割任何难加工的高熔点材料、耐高温和硬脆材料；2）切割精度高。切缝（一般0.1mm～0.2mm）、加工精度和重复精度高。对轮廓复杂和小曲率半径等外形均能达到微米级精度；3）非接触切割。被切割工件不受机械作用力、变形小。适宜于切割玻璃、陶瓷和半导体等硬脆材料及蜂窝结构和薄板等刚性差的零件；4）切割速度高。一般可达2～4m/min；5）切割的深宽比高。对于金属可达30左右，对于非金属可达100以上；6）切割质量优良；7）可与计算机数控技术结合，实现自动化加工。7.3激光焊接激光焊接与激光打孔的原理稍有不同，焊接时不需要很高的能量密度使工件材料气化蚀除，而只要将工件的加工区“烧熔”，使其黏合在一起。因此激光焊接的能量密度较低，一般为105～106W/cm2，通常可用减小激光输出功率来实现。按激光器焊接的工作方式，可分为脉冲激光焊接和连续激光焊接。其中，脉冲输出的红宝石激光器和钕玻璃激光器适合于点焊，而CO2激光器和YAG激光器适合于缝焊。下图为激光焊接的设备及工件：激光焊接有如下优点：1）激光照射时间短，焊接过程极为迅速；2）具有熔化净化效应，能纯净焊缝金属；3）能量密度高，对高熔点、高导热率材料焊接有利；4）可透过透明体焊接，防止杂质污染和腐蚀；5）能以简单的措施实现光束偏转，更适用于复杂零件焊接。7.4激光热处理激光热处理是利用大功率连续波激光器对材料表面进行激光扫描，使金属表层材料产生相变甚至熔化。随着激光束离开工件表面，工件表面的热量迅速向内部传递而形成极高的冷却速度，使表面硬化，从而提高零件表面的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。激光热处理采用的激光器有CO2激光器和YAG激光器。激光热处理有多种形式，如激光相变硬化、激光表面合金化、激光冲去硬化和激光非晶化等，其中以激光相变硬化和激光表面合金化应用最为广泛。激光淬火需要的功率密度为103～105W/cm2，照射时间10-2min，在激光照射区内材料表面的升温速度可达105～106℃/s，使材料表面迅速达到相变温度。一旦激光束离开后，热量从材料表面迅速向内部传导发散，其冷却速度可达104℃/s以上，在急热急冷过程中，实现快速自冷淬火。激光淬火的重要特征是变形极小，仅为高频淬火变形的1/5～1/3。下图为机激光热处理的设备及工件：激光热处理的特性1）处理速度快；2）变形小；3）效率高。7.5激光微调激光微调主要用于调整电路中某些元件的参数，以保证电路的技术指标。当前是指对电阻的微调。在微电子电路中，一般多采用薄膜电阻和厚膜电阻两种电阻。前者厚度为几十纳米至几微米，常用钽或镍铬合金，通过真空蒸镀制作；后者厚度为几微米至几十微米，主要用钯、钌、氧化铊等，由浆料印刷制作。两种电阻在微调前的阻值偏差可达5%～25%，而很多电路却要求小于1%。传统微调方法是用机械磨蚀（对厚膜电阻）和电火花蚀除（对薄膜电阻），精度和效率均较低。激光微调电阻可采用两种方法：一是对电阻进行无损伤照射，使膜的结构变化，从而改变阻值；另一方法是对电阻进行高能量照射，使部分电阻膜气化去除，从而减小导电膜的截面来增加阻值。目前后一种方法用的较多。激光微调精度一般为0.05%，可达0.02%或更小。下图为激光微调设备及工件：激光微调特性：速度快；效率高；无污染；易于动态测量；易于实现自动化。8.CLS3500型高速激光切割机操作8.1CLS3500型高速激光切割机特点镭神CLS3500型高速激光切割机具有如下特点：高精度、高稳定性、高可靠性、高集成度、高性价比。1）工作软件：采用本公司自主开发的专业激光切割软件-Lasersculpt。Lasersculpt工作。在Windows环境下，性能稳定，功能强大，人机界面明了实用，兼容性强（可与Photoshop、CorelDraw、AutoCAD及文泰刻绘排版软件等多种市售软件衔接），给用户高速切割带来很大方便，进而大幅度提高了工作效率。2）自动化程度高机床由电脑控制运行，图文生成快，且用高频脉冲驱动工作，配以细分驱动步进电机，使运行精度提高。计算机成图后，操作人员只需要按几个按钮就可以全部由电脑完成加工过程。3）占空间小采用驱光式导光系统，使占地面积小，除大企业使用外，还特别适合中小企业及个体加工者选用。4）激光能量集中激光光头是该设备厂家工程光学部自行设计制作的高精度镜头，大幅度提高了切割精细度和切割速度，且刀缝细，镶嵌性好。5）自适应标尺技术该项技术使用户对所切图形的相对位置及大小有更直观认识。6）应用领域建筑模型、有机板切割、指示牌、宣传牌、胸牌、展板、装饰板、模板制作、灯箱制作、工艺美术制作等。服装及皮革加工广泛应用于制鞋、箱包、服装行业。7）适合加工的材料胶合板（三合、五合）、木板、有机玻璃板、亚克力板、塑料板、双色板、橡胶板、纸板、皮革、人造革、各类织物、纱布、漆面金属板（雕）大理石（雕）、瓷砖（雕）、玻璃（雕）等。8.2CLS3500激光切割机基本配置表1.镭神CLS3500激光切割机性能参数表机型CLS3500-9060CLS3500-1206激光功率50-60W70-80W激光器形式玻璃二氧化碳激光器功率稳定度+/-5%CNC控制器PC-BASE工作台形式驱光式导光系统（飞行光路）X轴行程900mm1200mmY轴行程600mm600mm工作台高度约800mm约800mm工作起始位自定义切割速度≤24M/Min机体尺寸机体重量200KGS驱动程序镭神切割软件Lasersculpt(支持DXF/PLT/HPGL/BMP/DST)电力需求220V,单相,10A,50Hz计算机IBM兼容PC,支持WINDOWS2000/xp空压机无油式,150L/min，185Wx2排风机320Wx2离心风机循环水泵2-3M扬程潜水泵x1制冷机无绘图软件包支持PLT/DXF/HPGL/BMP/TIF格式8.3机床运行、操作基本操作：1）操作面板示意图 激光能量调整电位器 方向键 开始键操作面板示意图。2）机床操作：打开电脑、打开镭神软件；开机：打开机床的空气开关；此时外部电源接通，打开气泵和风机开关；控制面板“电源关”键指示灯点亮。同时，控制电路中的5V、12V、36V亦接通。PCBASED接线板气泵开关排风机开关空气开关电源线打印线电压表控制卡接线板数据线空气开关气泵开关排风机开关电源线电压表（3）工作：按“电源开”键，其绿色指示灯点亮。此时“激光关”指示灯为红色；按“激光开”其绿色指示灯点亮。此时“激光关”指示灯熄灭。提示：预热5分钟，检查冷却水是否正常；潮湿环境中，预热时间应更长；放好工件，调好气嘴与工件间的距离，并摆好光头的零点（本机为自由零点设置，切割前光头所处位置，便是加工零点）。切割软件的零点默认设置是图形的左上角。加工时应将光头移动到材料的左上角位置开始加工。光头移动可通过控制面板上的4个方向键完成；也可使用LaserSculpt软件中的“移动”功能。（4）关机：点击“激光关”按钮，关闭激光电源；点击“电源关”按纽，关闭机床电源；关气泵；关排风；关闭空气开关；（5）关闭镭神软件，关闭电脑。提示：1、当遇到紧急情况时，请拍下机床上的“空气开关”。此时机床将断电停止运作。待排除险情后，须按以下步骤操作：1.1使用电脑上的“RESET”键重新起动电脑。重新启动Lasersculpt软件。1.2闭合“空气开关”。1.3调入文件，更换材料，重新开始加工。2、长时间不工作，拉下“空气开关”，以切断总电源；3、激光管工作时切切不可断水；4、光头行程途中不可有重物阻挡，否则，会发生丢步，造成废品。8.4切割软件使用说明软件主页面绘图窗口 菜单栏 工具栏 状态栏主页面分为：“绘图窗口”、“菜单栏”、“工具栏”、“状态栏”几部分。“绘图窗口”是显示图形及对图形进行绘制、编辑等的主要界面。“菜单栏”是软件基本功能命令的集中地。“工具栏”以图标的形式将最常用的功能命令显示出来，以方便操作。“状态栏”显示的是正在进行的操作状态。将鼠标移动到工具栏上时，状态栏将显示该工具的简单说明。状态栏最右边实时显示的是鼠标当前所处的坐标值。8.4.1“文件”菜单8.4.1.1调入文件在“文件”菜单中选择“打开”，从而打开需要切割的文件。文件被打开后，图形中的重合节点将被自动焊接。8.4.1.2保存文件在“文件”菜单中选择“另存为”，把经过镭神软件编辑过的图形存为*.lsc格式，以便于以后重复使用。8.4.1.3插入文件在“文件”菜单下选择“插入文件”功能，可在当前绘图窗口中插入其他图形文件。通过点击鼠标左键定义文件摆放位置。8.4.2工作台面设置“工作台面”功能是以深色区域代表机床实际工作幅面大小。通过“工作台面设置”可设定软件绘图窗口中灰色台面区的大小。选择该功能后弹出如下对话框通过设置“X方向”和“Y方向”的数值来控制工作台面区的大小。8.4.3“操作”菜单8.4.3.1视图操作视图缩放：视图缩放是使用“操作”菜单的“缩放”功能实现的。共分为“区域放大”“放大/缩小”“恢复”“百分比缩放”四种操作模式。区域放大：点击菜单栏中的“区域放大”或使用工具栏中的“”工具。再用鼠标在绘图区选定须放大的区域（这步具体操作与下面将讲到的“选择区域”操作类似）。放大/缩小：选择菜单栏中的“放大”、“缩小”项，或点击工具栏中的“”工具来实现。软件会以内置的倍数放大或缩小视图。恢复：选择菜单栏中“缩放”-“恢复”命令，绘图窗口将放缩到所有图形都刚好显示出来的大小。百分比缩放：点击工具栏中：选择软件预设的显示比例，或者自行在该工具窗口中输入希望得到的视图显示比例。8.4.3.2选择图形图形的选择功能共有两种方式，一种是点选，另一种是框选。1．选择：当希望累加选择多个图形时。在选择第一个图形后，继续点选其他图形。则后被点选的图形与前面选中的图形一起累加到被选择状态中。按“esc”键取消选择。2．框选功能：是使用工具栏“”工具或菜单栏“选择区域”工具实现的。使用“框选功能”后，用鼠标左键在绘图区点击，确定选择框第一个角点的位置，按住左键不放，同时拖动鼠标，拉出选择框（选择框用虚线框显示）。拖动到位后松开鼠标左键，确定选择框第二角点的位置，从而完成框选过程。注：鼠标从左向右框选，被选择框完全框住的图形均会被选中；鼠标从右向左框选，被选择框完全框住或和选择框相交的线或图形会被选中。鼠标拖动出的选择框8.4.3.3移动图形要移动图形，首先需要通过选择功能选择将要移动的图形。之后将鼠标移动到图形显示的红点处，再按住鼠标左键并拖动鼠标。此时被选图形就会跟随鼠标移动位置。将图形移动到位后，松开鼠标左键完成图形移动。图形被限制在X、Y坐标的正坐标系区移动。不能被拖动到负值区。8.4.3.4旋转图形旋转图形是使用“操作”菜单中的“旋转”命令来实现的。首先选择希望旋转的图形。再点击“旋转”命令。出现如下菜单在旋转角度栏填入希望图形偏转的角度（顺时针为正值，逆时针为负值），点击“OK”键完成图形的旋转操作。注：对多个图形同时进行旋转操作时，将以被选中图形的公共中心为轴转动。旋转前的状态旋转后的状态8.4.3.5小线段平滑“小线段平滑”功能的作用是优化节点繁多的图形，使之在加工时高速平滑。操作方法是：选择需要小线段平滑的图形；然后点击“操作”菜单，选择“小线段平滑”命令。8.4.3.6“行程优化”功能在选用了“行程优化”功能后，软件自动对加工顺序进行智能重组，在加工过程中实现了近乎完美的“无废空程”运动，从而大大提高了加工效率及流畅程度。（效率提高可达10-20%或更高）具体操作方法是：选择“操作”菜单下或右键菜单中的“行程优化”功能。使用“行程优化”功能需要注意以下几点：1）不建议该功能与“由内至外切割”同时使用。因为“由内至外切割”的原理是以牺牲效率为代价保证侧面加工效果及成品率，与“行程优化”同时使用会降低加工效率；2）该功能特别适合于建筑模型行业的画线加工。对于要求高切口质量的有机玻璃切割加工不建议采用；3）在航模业切割轻木及层板等材料时，建议“行程优化”功能配合“图形搭桥”的加工方法使用，以利于加工的效率及效果；（详见相应〈应用实例〉）4）经“行程优化”处理后的图形文件可保存为LSC格式，以便批量化生产。8.4.4“编辑”菜单及参数设置对图形的编辑功能主要集中在“编辑”菜单下。8.4.4.1撤消“撤消”命令的作用是撤消前一步的操作。使用命令菜单中“编辑”下的“撤消”命令，或使用快捷键“CTRL+Z”来实现。8.4.4.2删除“删除”命令的作用是删除选中的图形。方法是先选中待删除的图形，再使用“编辑”菜单中的“删除”命令，或直接按键盘上的“DEL”键来实现。8.4.4.3剪切“剪切”命令的作用是：将选中的图形复制到软件后台的“剪贴板”中，同时删除原图形。剪切掉的图形可以用后面介绍到的“粘贴”功能再次粘贴到新的位置。操作方法是选中须剪切的图形，再使用“编辑”菜单中的“剪切”命令；或使用快捷键“CTRL+X”来实现。当然，也可以使用工具栏中的“”工具来实现。“剪切”操作不可以累加执行。否则会使剪切的图形丢失。8.4.4.4复制“复制”功能是用来复制图形的。与“剪切”功能的不同之处在于被复制的原始图形不会被删除。具体操作是，选中将要复制的图形，使用“编辑”菜单中的“复制”命令，或快捷键“CTRL+C”，或“”工具来实现。8.4.4.5粘贴“粘贴”功能是将进行过“剪切”或“复制”操作的图形粘贴到指定的位置。具体操作是：首先进行“剪切”或“复制”的操作，然后执行“编辑”菜单中的“粘贴”命令，或使用快捷键“CTRL+V”，或点击工具栏中“”工具，最后使用鼠标点击绘图窗口，确定图形粘贴的位置。鼠标在绘图窗口点击的位置将是图形左下角点的放置位置。8.4.4.6批量粘贴“批量粘贴”的功能的作用是：将“剪切”或“复制”得到的图形以一定的行列间距及数目进行批量的粘贴操作。原始图形如下：经过“批量粘贴”操作后生成的图形（4个一组的为新生成的图形）。具体操作是：先对图形进行“剪切”或“复制”操作。再点击“编辑”菜单下的“批量粘贴”命令。此时出现如下对话窗口：其中“X方向间隔”及“Y方向间隔”分别控制图形在X及Y方向的间隔距离（数值可以为负值）。“个数”分别控制两个方向上粘贴图形的数量。点击“OK”确认输入的数据。最后用鼠标点击绘图窗口确定批量粘贴图形的位置，从而完成“批量粘贴”操作。8.4.4.7颜色设置“颜色设置”功能是Lasersculpt3.0功能最为强大的部分之一。将在后面结合“切割”菜单下的“颜色分区设置”功能一起讲解。8.4.4.8节点焊接“节点焊接”功能的作用是：把图形中重合的节点焊接为一个点，从而使图形的加工断点更少，更平顺。该命令默认为执行状态。使用方法是：点选“编辑”菜单下的“节点焊接”命令。8.4.4.9由内至外切割“由内至外切割”的作用是：使软件在实际加工时，先切割内部的图形再切割外部的图形。在加工相互包容的图形时，该功能可提高加工的成品率。例如下图的文件，使用了“由内至外切割”功能后，将先加工内部的3个小窗口，再加工外部的轮廓。注意：在使用“由内至外切割”功能时，软件判断图形内、外是以闭合图形为前提条件，故在制图时必须使线条闭合。8.4.5切割“切割”菜单栏主要包括与切割加工相关的设置选项。8.4.51“启动切割”功能是使软件开始对图形进行加工的命令。执行方法是：在软件中设置好其他加工参数后，点击“切割”菜单栏中的“启动切割”命令，或用鼠标点击工具栏中的“”工具。执行该命令后，机床将根据软件中设置的参数及加工方案进行加工。提示：机床加工时，光头与加工图形的相对位置关系为：X方向光头相对于加工图形的位置与绘图窗口中图形的X坐标值一致；Y方向光头处于加工图形的最上沿。在加工前，一定要将激光头移到材料的左上角，才可加工。8.4.5.2切割参数“切割参数”中所列出的是与机床控制相关的参数。其设置界面如下：“极限速度”是出光切割时，机床光头运动的最大运动速度。在这里显示只供参考，不可修改。“缩放系数”用来调整图形对角线缩放比，大于1为放大，小于1为缩小，等于1时同比例切割。“最小能量”是设置激光切割时能量的最小值。在调试机床或更换激光管时，根据不同激光管的特性通过划线实验进行设定。“空程速度”是机床在运动时不出光部分的速度。“校正系数”是当图形在X方向尺寸合适，在Y方向尺寸不合适时的调节系数。取值范围是0.5~2之间，大于1为放大，小于1为缩小，当Y方向尺寸合适，而X方向不合适时，先通过“缩放系数”使X方向尺寸合适，再通过“校正系数”使图形在Y方向尺寸合适。“切割次数”的作用是设定控制软件对同一文件的重复加工次数。取值范围为1-65536次。该功能是专为大规模工业生产而设置的，可大大提高加工的流畅性，提升加工效率。“次间等待”设定的是每一个加工循环之间，机床的暂停时间。目的是为方便装换料等辅助工序的操作。其取值范围是1-65536秒。“重复切割零点校正频率”：步进电机驱动的半开环控制系统在长时间加工的过程中，有一定的累积误差。“重复切割零点校正频率”的设置正是为了消除这种累积误差。该功能是实现长时间连续循环工作的有力保障。该功能的频率值控制：是每完成所设定数量的工作循环，光头会自动校正一次机械原点。例如：“重复切割零点校正频率”设为2，则机床每完成2次工作循环，在第3、5、7、9次循环工作前会进行一次原点校正。注：没有安装机械原点的机床，该选项为灰色不可使用。“切割前矫正原点”选中该功能则在加工开始之前，机床会自动进行一次原点校正。注：没有安装机械原点的机床，该选项为灰色不可使用。所有切割参数软件会自动记忆，记忆的数值以最后关闭的绘图窗口中的设定值为准。“位移速度”控制的是以方向键手工移动或使用“移动”功能精确移动机床时，光头的运动速度。“激光频率”是激光管脉冲出光时，激光输出的频率，该参数的大小会影响划线质量和“能量自动调节”功能。8.4.5.4继续“继续”功能是使用PC-BASED系统的机床为了使处于暂停状态的机床继续前面的加工而设置的。使用运动控制卡的机床该项无效。8.4.5.5移动“移动”功能是为使光头沿X轴或Y轴方向移动一个精确的距离而设立的。具体操作方法是：使用“切割”菜单下的“移动”命令，或使用工具栏上的“”工具。点击后，出现如下对话窗口分别设置相应方向的位移距离便可以了。其中X方向正值为向右移动，负值为向左移动。Y向正值为向前移动，负值为向后移动（方向均为操作者面向机床时为准）。8.4.5.6械原点“机械原点”该功能：使机床光头回到机械原点进行校正。操作方法：使用“切割”菜单下“机械原点”命令，或工具栏中的“”工具。注：本设备没有安装机械原点，该选项为灰色不可使用。8.4.5.7larmAfterFinished加工完成报警，当选中时为完成提示，发出提示音并弹出完成窗口，否则将不做任何提示。8.4.6软件中的颜色设置与排序功能颜色设置与排序功能是Lasersculpt3.0中最为强大的功能之一。与颜色相关的命令菜单共分为两部分。一部分是前面3.3.7章节中提到过的“编辑”菜单下的“颜色设置”命令。另一部分是“切割”菜单下的“颜色分区设置”。这两部分的设置是相辅相成，紧密联系的，所以在此一并讲解。8.4.6.1颜色设置功能该功能的目的是为选中的图形填充颜色，并在各颜色内部为各线条（组）图形排定顺序。“颜色设置”功能解决了部分上位软件无法填色的问题（如文泰，田岛刺绣软件等）。“颜色设置”功能与后面将会介绍到的“颜色分区设置”功能结合，可以控制多达2048（8色X256个序号）条/组路径的加工次序。从而为最合理的预设加工顺序，减少空程，提高功效提供了有效手段。“颜色设置”功能对图形进行排序时，共分为两个排序级别：颜色种类为第一级别（高级别）；颜色内部的图形序号为第二级别（低级别）。在加工时，软件会遵从第一级别，根据各颜色间的安排顺序，将各颜色的图形分别加工。而在加工同一种颜色的图形时，各图形间的加工顺序是按照颜色内部的图形序号依次进行的。“颜色设置”功能的使用方法是：首先选中待填色的图形，再点击“编辑”——“颜色设置”命令，之后会出现如下界面：颜色名 颜色内序号先选择希望填充的颜色。然后指定当前选择的图形在颜色内部的序号。颜色序号的取值范围为0-255。该序号指定的是颜色内部的顺序，各颜色间的序号互不干扰。一次选择的多个图形将被指定为同一序号。所以当希望排定每一个图形的加工顺序时，须单个依次选中，并分别指定颜色及颜色内序号。8.4.6.2颜色分区设置该功能的目的是对指定好颜色的文件进行控制，设定各颜色间加工的先后顺序及加工速度等参数。操作方法是：选择“切割”菜单下的“颜色分区设置”，将弹出设置对话框。“颜色分区设置”对话框如下：“次序”是切割的先后顺序，“0”代表不切割该颜色，“1”为最先切割，顺次，“颜色分区设置中的“切割速度”设定的是切割此颜色图形时的光头移动速度。“能量”（W）是切割此颜色时的能量，为机床控制面板上能量设置的百分比。取值是0~100，例如控制面板上设置的电流是18毫安，W值是60，则加工此颜色时的能量就是18*60%=10.8毫安；“自动调节”的作用：使切割此颜色时激光能量随速度线性变化，高速划线时选用此功能。切割加工时，取消此功能。8.4.6.3切割实例下面举一实例来说明用“颜色设置”功能与“颜色分区设置”功能配合起来，人工控制每一图形的加工顺序的方法。示例文件图形如下。示例图形被分成了红、绿、黑三种颜色。其中每种颜色中的每个图形又分别被赋予了颜色内部序号。（其序号与图形外形的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9一致）把“颜色分区设置”中的“次序”设为如下图所示：机床在加工时会遵循如下顺序：“黑0”、“黑1”、“黑2”、“黑3”、“黑4”、“黑5”、“黑6”、“黑7”、“黑8”“红0”、“红1”、“红2”、“红3”、“红4”、“红5”、“红6”、“红7”、“红8”“绿0”、“绿1”、“绿2”、“绿3”、“绿4”、“绿5”、“绿6”、“绿7”、“绿8”由于软件总共有8种颜色，每种颜色有256个（0-255号）序号，所以软件总共能够控制的图形（或图形组）的数量为8X256=2048个（组）。此功能对于大批量的工业化生产有很实际的意义。通过人工排序可使空程最短，加工效率最高。注：雕刻顺序也遵循颜色分区和颜色设置中的次序例：即将雕刻的图如下：颜色分区设置如下：颜色分区设置完成之后，全选要雕刻的图形，则机器雕刻图形的顺序是：“黑123456”；“绿123456”；“红123456”。所以可以根据自己的要求进行颜色分区设置，进而达到最理想的雕刻效果。8.4.7绘图“绘图”功能菜单集成了直线、矩形、圆、椭圆、圆弧、线段族（多段线）、文字等绘制功能。8.4.7.1直线绘制方法：执行“绘图”菜单下“直线”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中点击左键确定直线的起始点，按住左键不放，拖动鼠标到直线终点位置，松开鼠标左键，完成直线绘制。8.4.7.2矩形绘制方法：执行“绘图”菜单下“矩形”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中点击左键确定矩形的一个角点，按住左键不放，拖动鼠标到矩形的另一个角点位置，松开鼠标左键，完成矩形绘制。8.4.7.3圆绘制方法：点击“绘图”菜单下“圆”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中点击左键确定圆心位置，按住左键不放，拖动鼠标确定圆的半径大小，松开鼠标左键，完成圆的绘制。8.4.7.4椭圆绘制方法：点击“绘图”菜单下“椭圆”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中点击左键确定椭圆的一个角点，按住左键不放，拖动鼠标到椭圆的另一个角点位置，松开鼠标左键，完成椭圆绘制。8.4.7.6圆弧绘制方法：点击“绘图”菜单下“圆弧”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中单击左键确定圆弧的第一点，松开左键；拖动鼠标到圆弧的第二点位置，点击鼠标左键；松开左键，拖动鼠标到圆弧的第三点位置点击鼠标左键，完成圆弧绘制。8.4.7.7线段族绘制方法：点击“绘图”菜单下“线段族”命令或点击工具栏“”工具。然后用鼠标在绘图窗口中单击左键确定线段族的第一点，松开左键；拖动鼠标到线段族的第二点位置，并单击鼠标左键确定线段族的第二点；拖动鼠标到线段族的第三点位置点击鼠标左键。依次类推，绘制出线段族中的所有点。需要结束线