?激光切割機的幾項關(guān)鍵技術(shù)是光、機、電一體化的綜合技術(shù)。在激光切割機中激光束的參數、機器與數控系統的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。特別是對于切割精度較高或厚度較大的零件,必須掌握和解決以下幾項關(guān)鍵技術(shù)：
激光切割的優(yōu)點(diǎn)之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比，所以焦點(diǎn)光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫；同時(shí)焦點(diǎn)光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點(diǎn)光斑直徑就越小。

但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率CO2激光切割機工業(yè)應用中廣泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。實(shí)際焦點(diǎn)光斑直徑在0.1~0.4mm之間。

對于高質(zhì)量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關(guān)。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的+2%范圍內,即5mm左右。因此控制焦點(diǎn)相對于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質(zhì)量、切割速度等因素,原則上6mm的金屬材料,焦點(diǎn)在表面上； 6mm的碳鋼,焦點(diǎn)在表面之上； 6mm的不銹鋼,焦點(diǎn)在表面之下。具體尺寸由實(shí)驗確定。

在工業(yè)生產(chǎn)中確定焦點(diǎn)位置的簡(jiǎn)便方法有三種：

（1）打印法：使切割頭從上往下運動(dòng),在塑料板上進(jìn)行激光束打印,打印直徑最小處為焦點(diǎn)。

（2）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動(dòng),尋找激光束的最小處為焦點(diǎn)。

（3）藍色火花法：去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切割頭從上往下運動(dòng),直至藍色火花最大處為焦點(diǎn)。

對于飛行光路的切割機,由于光束發(fā)散角,切割近端和遠端時(shí)光程長(cháng)短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大,焦點(diǎn)光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來(lái)的焦點(diǎn)光斑尺寸的變化,國內外激光切割系統的制造商提供了一些專(zhuān)用的裝置供用戶(hù)選用：

（1）平行光管。這是一種常用的方法,即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴束處理,擴束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內近端和遠端聚焦前光束尺寸接近一致。

（2）在切割頭上增加一獨立的移動(dòng)透鏡的下軸,它與控制噴嘴到材料表面距離（stand off）的Z軸是兩個(gè)相互獨立的部分。當機床工作臺移動(dòng)或光軸移動(dòng)時(shí),光束從近端到遠端F軸也同時(shí)移動(dòng),使光束聚焦后光斑直徑在整個(gè)加工區域內保持一致。

（3）控制聚焦鏡（一般為金屬反射聚焦系統）的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點(diǎn)光斑直徑變大時(shí),自動(dòng)控制水壓改變聚焦曲率使焦點(diǎn)光斑直徑變小。

（4）飛行光路切割機上增加x、y方向的補償光路系統。即當切割遠端光程增加時(shí)使補償光路縮短；反之當切割近端光程減小時(shí),使補償光路增加,以保持光程長(cháng)度一致。