激光切割技术作为一种新兴技术,在制造业得到了广泛应用,尤其是在板材加工领域应用最多。利用光纤激光切割机进行薄碳钢板材加工可以实现加工时板材变形小、加工精度高、安装方便等功能,不但降低了生产成本,而且提高了生产效率。然而在实际生产中,对薄碳钢板材进行大规模切割时,特别是切割比较复杂的轨迹时容易出现热量集中,进而导致切割完成后产生挂渣和区域烧蚀。因此,对激光切割过程进行模拟,确定出适合板材切割的最优工艺参数,对实际生产加工有着非常重要的指导意义。通过热仿真分析和实验探索初步确定了影响激光切割薄碳钢板材切割质量的关键因素有切割速度、辅助气体压力和板材厚度。针对这三个关键影响因素,本文围绕确定激光切割Q235薄碳钢板材最优加工工艺参数和提升切割产品质量两个需求,对激光切割板材的物理过程进行模拟仿真,分析切割过程中温度场分布及热传递规律,优化加工工艺参数,降低板材温度场分布不均匀或者局域过热;结合仿真结果进行实验切割,探索实际加工过程中的最优工艺参数组合;通过应用图像识别算法,对激光切割板材的缺陷进行非接触式识别及切割质量量化分析,建立激光切割产品质量量化评价及优化工艺,为实现在线实时高效评价激光切割质量提供支撑。具体工作如下:（1）结合传热学原理,利用ANSYS软件建立了激光切割2mm厚度板材模型,分析切割速度和板材厚度等不同工艺参数对温度场分布的影响,获取切割过程中的温度场分布云图,分析了温度和能量的传递规律。（2）结合理论分析规律及实验参数对比分析方法,利用SFL-3015C型大功率光纤激光切割机床对2mm厚度Q235碳钢进行激光切割工艺研究。首先利用单因素分析方法对仿真结果进行了验证;其次采取控制变量的方式研究了辅助气体压力一定时切割速度对挂渣高度的影响、切割速度一定时辅助气体压力对挂渣高度的影响;最后以切割完成后板材挂渣高度作为依据,利用对比分析法初步确定出符合要求的工艺参数范围。（3）建立图像识别系统,对符合要求的各工艺参数切割出的板材烧蚀区域进行非接触式识别分析。对采集到的图像进行增强,突出切割产品缺陷区域;利用微分法进行图像锐化,减少模糊边界,突出缺陷信息;选择基于改进的形态学特征提取算法和改进的八邻域目标跟踪算法,利用MATLAB仿真工具对激光切割板材表面烧蚀区域缺陷进行分割和提取;利用霍夫变换进行缺陷尺寸特征值计算。通过特征值对比,确定出符合企业实际生产的最优工艺参数组合。试验分析结果表明,此方法能够成功提取出激光切割产品缺陷特征,实现了激光切割过程中各种缺陷的检测与评价,为进一步实现在线非接触式高效切割质量检测提供技术支撑。