数控切割快讯:激光切割机床行业标准首发，生产购买就看它
一、标准起草的目的和意义
激光切割机床属于高档数控特种加工机床，它利用高功率密度激光束作用于被加工工件，使工件吸收激光能量而产生熔化、汽化或冲击断裂，从而达到切割工件的目的，具有精度高、切割快速、不局限于切割图案限制、加工成本低等特点，可用于加工多种规格和性质的材料，在汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁等行业得到广泛应用。
专家预测，我国高功率数控激光切割成套设备的市场需求量将达15000台，同时，数控激光切割成套设备也已进入快速增长期，年增长率达50%以上，未来仍有持续增长的潜力。
我国激光切割机床发展如此迅速，拥有量和年产量这么大，但尚无国家和行业标准。国内各制造商在对激光切割机床精度进行检验时，往往根据自己的需要和方便选择使用不同的标准，导致消费者在做横向对比时产生困难；国际知名企业也根据自己的技术秘密制定企业内部的标准。但根据目前国内行业发展情况来看，激光切割机床如果没有标准进行行业规范，极易造成一些低劣的、危害使用者安全的产品充斥市场，对行业发展非常不利。
二、标准使用范围及主要内容
JB/T13382《激光切割机床》标准仅适用于二维加工的激光切割机床，三维加工激光切割机床的各轴及精度要求与二维加工相差较大，可参考其他资料。
机床主要零部件及其坐标轴示意图
JB/T13382。1—2018《激光切割机床第1部分：精度检验》，规定了激光切割机床的机床主要零部件和坐标轴的命名、使用要求、几何精度检验、定位精度检验、加工检验以及与上述检验相对应的允差值。
JB/T13382。2—2018《激光切割机床第2部分：技术条件》，规定了激光切割机床的安全防护、加工和装配质量、运转试验、机床可靠性试验、机床精度检验以及标识和包装等技术要求。这两部分标准结合使用，是评判二维加工激光切割机床质量的有效手段。
三、精度检验部分标准条款解读
几何精度检验
机床几何精度检验共包含四个检验项目，分别是：X轴在XY水平面内移动的直线度的检查；Y轴移动的直线度的检查；Z轴移动的直线度的检查；X轴与Y轴之间垂直度的检查。检验工具主要有自准直仪、平尺、角尺、指示器、可调量块等。
定位精度检验
标准规定了机床X轴、Y轴和Z轴的定位精度、重复定位精度和定位反向差值的检验项目及其允差值。主要利用激光干涉仪进行测量，将非检测轴的运动部件置于其行程的中间位置进行检查。
加工检验
对于薄板工件的切割，行业中主要关注切割工件的尺寸精度。标准采用行业中运用更多的碳钢（Q235B）作为工件材料，厚度为3mm，切割速度按使用说明书给出的对应于3mm碳钢所允许的更大切割速度的50%选取，切割一块样本工件，并用游标卡尺和工具显微镜作为测量仪器检验切割的尺寸精度，允差值为±0。15mm。
对于厚板工件（15mm以上）的切割，除了检查加工工件的尺寸精度以外，还需检查切割面的倾斜度和表面粗糙度。这是因为切割面的倾斜度和表面粗糙度会影响工件的后续加工效果。
四、技术条件部分标准条款解读
激光辐射安全防护要求
激光切割机床区别于其他高档数控机床的更大特点是其使用了激光器。激光器发射的激光类似其他机床上的刀具，但激光除了能加工材料，自身存在着一定的危险性，例如对人眼和皮肤的烧伤灼伤。激光伤害事件中70%是眼睛烧伤，这其中90%是由可见光和近红外光造成的视网膜烧伤。机床应严格按照国家强制性标准GB7247—2012《激光产品的安全》规定的内容进行整体安全防护设计，以减少对人员和财产造成伤害的可能。具体包括以下几个方面：
1）机床必需安装一个防护罩，用于防止操作人员接触超过1类可达发射极限（AEL）的激光辐射。
2）机床防护罩的挡板应安装安全联锁装置。
3）机床应装有遥控联锁连接器。
4）机床应有一个用“钥匙”操作的总开关。
5）机床应装有一个可听或可视的信号警告装置。
6）机床应带有一个或多个永久性的附加衰减装置。
7）机床应装有控制装置，确保在调整和使用时不会受到等于3R类、3B类及4类的激光辐射的照射。
8）床在使用、维护或检修期间，与激光辐射相关的标记应耐久牢固，字迹清楚，明显可见。
电气安全防护要求
机床电气柜的防护等级至少满足IP50的要求。机床的残余电压、保护联结电路、急停控制器件、电缆和导线的联接布线、绝缘电阻、耐压试验均需按照GB5226《机械电气安全机械电气设备》的相关要求进行设计制造。
机械危险防护要求
1）机床的外露部分不应有可能导致伤害操作者的尖棱、尖角、凸出部分及开口等。
2）机床的移动部件应设置可靠的限位装置。
3）机床的移动部件之间或移动部件与固定部件之间不应存在挤压危险或剪切危险。
4）由于超负荷可能发生损坏的移动部件应设置超负荷保险装置。
5）运动区域封闭结构的机床，应设置联锁的门；运动区域未封闭结构的机床，应设置其他有效的安全防护装置。
6）联锁防护装置动作时，机床应停止工作或不能启动，但通风及排除加工所产生的有害、有毒的气体、烟雾和粉尘的功能不应停止。
气体和液体压力危险防护要求
1）气体和液体的压力设计应不超出回路的更大额定压力。
2）不能因压力波动、压力损失、真空导致危险。
3）不能因为泄漏或部件失效而导致危险的流体喷射或软管突发危险运动。
4）储气罐、蓄气瓶应符合相关的标准、规则或法规。
5）设备的所有元件，尤其是管路和软管，应有防止受到外部不利影响的保护措施。
6）所有在机床与动力源断开后仍保持压力的元件，应配备有清晰标识的排空装置，以及对机床进行任何设定或维护前必需对这些元件进行卸压的警告牌。
在标准实施过程中，对于精度检验部分，可由用户选择其关心的检验项目，并根据实际测量时仪器的安装需要，选择任意次序进行指标的检验。对于技术条件部分，特别是激光辐射安全防护要求、电气安全防护要求、机械危险防护要求等，应该在机床设计之初就重点考虑，在机床样机制造完成后，应按技术条件标准要求进行全项目检查，以确保机床的使用安全和使用性能。
作者：曾丽霞、叶春秀、冯建国
来源：《电加工与模具》2019年第1期
原文：JB/T13382《激光切割机床》标准解读
编辑：王应
制作：吴悦
审核：徐均良
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