激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等的一門技術。激光加工作為先進制造技術已廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等工業領域，對提高產品質量和勞動生產率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到越來越重要的作用。

焊接機器人激光加工是以聚焦的激光束作為熱源轟擊工件，對金屬或非金屬工件進行熔化形成小孔、切口、連接、熔覆等的加工方法。激光加工實質上是激光與非透明物質相互作用的過程，微觀上是一個量子過程，宏觀上則表現為反射、吸收、加熱、熔化、氣化等現象。

在不同功率密度的激光束照下，材料表面區域發生各種不同的變化，這些變化包括表面溫度升高、熔化、氣化、形成小孔以及產生光致等離子體等。

當激光功率密度小于數量級時，金屬吸收激光能量只引起材料表層溫度升高，但維持固相不變，主要用于零件的表面熱處理、相變硬化處理或釬焊等。當激光功率密度在數量級范圍時，產生熱傳導型加熱，材料表層將發生熔化，主要用于金屬的表面重熔、合金化、熔覆和熱傳導型焊接（如薄板高速焊及精密點焊等）。

當激光功率密度達到數量級時，材料表面在激光束的照射下，激光熱源中心加熱溫度達到金屬的沸點，形成等離子蒸汽而強烈氣化，在氣化膨脹壓力作用下，液態表面向下凹陷形成深熔小孔；與此同時，金屬蒸汽在激光束的作用下電離產生光致等離子體。這一階段主要用于激光束深熔焊接、切割和打孔等。

當激光束功率密度大于數量級時，光致等離子體將逆著激光束的入射方向傳播，形成等離子體云團，出現等離子體對激光的屏蔽現象，這一階段只適用于采用脈沖激光進行打孔、沖擊硬化等加工。

激光技工利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化氣化而進行穿孔、切割和焊接等特種加工。早期的激光加工由于功率小，大多用于打小孔和微型焊接。到20世紀70年代，隨著大功率二氧化碳激光器、高重復頻釔鋁石榴石激光器的出現，以及對激光加工機理和工藝的深入研究，激光加工技術有了很大進展，適用范圍隨之擴大。數千瓦的激光加工設備競相出現，并與光電跟蹤、計算機數字控制、工業焊接機器人等技術相結合，大大提高了激光加工的自動化水平和使用功能。

激光加工裝備由四大部分組成，分別是激光器、光學系統、機械系統、控制及檢測系統。從激光器輸出的高強度激光束經過透鏡聚焦到工件上，其焦點處的功率密度可達溫度高達1萬攝氏度以上，任何材料都會瞬時熔化、氣化。激光加工就是利用這種光能的熱效應對材料進行焊接、打孔和切割等加工的。通常用于加工的激光器主要是YAG固體激光器和二氧化碳氣體激光器。由于二氧化碳激光器具有結構簡單、輸出功率范圍大和能量轉換效率高等優點，可以廣泛用于材料的激光加工。

機械加工中，復雜零件十分常見。在對復雜零件進行加工的時候，其加工路線包含選擇加工方法、劃分加工階段、劃分工序、加工順序的安排與確定進給路線等等。本文就來介紹一下，在數控加工中，復雜零件的加工工藝分析與確定。
 
1、確定零件毛坯
 
對于復雜零件，在加工之前需要根據零件的工藝設計，選擇好毛坯，毛坯的選擇主要是指確定毛坯的種類、制造方法以及余量確定后的毛坯尺寸。如果復雜零件的材料為鋼，則需要根據技術要求，對復雜零件進行去毛刺處理，讓零件的外形保持光潔且美觀。
 
復雜零件的毛坯需要選擇經過處理的鋼，因為經過處理的鋼硬度較高，比較適合切削加工。零件除了處理毛坯和圖紙尺寸外，其他加工部位一次裝夾就可完成整個零件的加工。

2、確定復雜零件的定位基準
 
加工過程中，選擇粗基準時，需要考慮到如何保證各加工表面有足夠的余量，可以確保表面加工尺寸、位置要求是否合格。因此，一般加工中選擇的粗基準，大多為毛坯的平面。根據凹臺的加工，孔的加工要求，定位基準會選擇底板的底面。
 
3、制定復雜零件工藝路線
 
在加工中，選擇粗基準的時候，一般考慮的是保證各加工表面有足夠的余量。根據凹臺的加工，孔的加工要求，定位基準選擇上壓板的底面。
 
4、機床的選擇
 
不同類型的復雜零件需要在不同的數控機床上加工，所以在選擇機床的時候要根據零件的設計需求來決定：
 
（1）加工形狀比較復雜的軸類零件和由復雜曲線回轉形成的模具內型腔大多選擇用數控機床來完成。
 
（2）加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復雜平面或立體零件以及模具的內外型腔等大多使用的是數控立式鏜、銑床和立式加工中心。
 
（3）在對各種復雜的箱體零件、泵體、閥體、殼體等進行加工的時候可使用數控臥式鏜、銑床和臥式加工中心。加工各種復雜曲線、曲面、葉輪、模具等一般會使用多坐標聯動的臥式加工中心。

在現今的制造型企業中，大部分的生產成本支出用于材料的采購，一般企業中，材料成本占據了整個成本支出的60%以上。而在機械、五金制造等行業，材料成本更是占據了很大一部分，導致企業利潤降低。因此，降低材料成本成為每個企業需要關注的問題。
 
如何降低材料成本呢？
 
1、設計階段
 
節約成本是一項全面性的工作，需要從設計階段開始進行。設計階段降低成本主要從兩個方面來做，一是需要降低設計本身的成本，另一方面是降低設計出來的產品成本。
 
設計本身的成本主要是在設計中運用到過于復雜的流程，過分設計導致企業支付的多余的成本。或者是企業沒有專門的技術研發部門，找第三方進行設計、研發。這就導致設計出來的產品的質量還非常的不穩定，消耗了大量的設計成本。
 
設計出來的產品的成本是指在設計過程中，由于設計的產品的所使用材料、設計的工藝路線、設計的零件的通用性等的不同而導致的產品成本的差異。因此在設計過程中盡量利用通用材料，設計出的通用零件，有助于增加庫存的利用和周轉。同時，也能使產品的品質得到保證，新產品、零件的質量問題可高于成熟產品，有效降低了企業的成本。
2、計劃階段
 
計劃階段也包含兩個方面，一是采購計劃，另一方面是生產計劃。這兩方面的目標都是一樣的，通過合理的庫存量來滿足生產需要，保證生產平穩運行。如果生產線經常出現故障，出現停工待料，積壓庫存，無疑會增加企業的成本支出。而采購計劃都是根據生產計劃制定而來的，所以生產計劃的合理性對于采購計劃來說至關重要。
 
3、使用階段
 
在使用的階段控制成本主要是指減少浪費。在實際生產中，理論上車間領用材料與實際使用會有一定差距。因此，需要建立車間材料領用流程與制度；其次需要建立異常處理機制，最后需要借助ERP管理工具，來對實際生產進行控制。
 
4、保管階段
 
保管的階段，主要從庫存呆滯料的控制，提高周轉率來考慮。一般控制呆滯料主要有以下幾種方法。對于由于訂單取消導致的庫存一般退回供應商或轉其他能用到的工廠，可直接處理掉。而對于計劃不準導致的原因，采購部門多采購，供應商多送貨或者庫存不準造成的呆滯料，主要從預防入手。

焊接技術主要應用在金屬母材上，常用的有電弧焊，氬弧焊，CO2保護焊，氧氣-乙炔焊，激光焊接，電渣壓力焊等多種，塑料等非金屬材料亦可進行焊接。　金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。 ?電焊機熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。

在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。

壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態下實現原子間結合，又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連接成為一體。

各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。

釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現原子間的相互擴散，從而實現焊接的方法。

焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用，而發生組織和性能變化，這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質量。

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