随着激光加工技术的广泛应用,对激光加工效率与精度的要求也不断提高。为解除传统齿轮齿条驱动方式对激光切割机性能提升的束缚,本文引用了直线电机的驱动技术,对基于直线电机驱动的光纤激光切割机进行了研究与设计,解决了直线电机在激光切割机上的冷却应用、除尘、检测反馈等关键问题。搭建了基于直线电机驱动的光纤激光切割机整机系统。简述了激光切割机各组成部件及其功能;构建了水路冷却系统和气路系统,并规划了其工作流程。研究了激光切割机中直线电机驱动的运行控制要求及解决方案。简述了直线电机的本体组成、工作原理及运行优点,针对应用中的隔磁、防尘、断电自锁、齿槽效应等问题,进行了电机外围防护与自身结构安装调整;针对直线电机的驱动控制与信号反馈,采用了光栅尺进行检测,并设计了光栅尺的安装部件;为保证直线电机良好的冷却效果,安装前进行了水冷密封测试实验。设计了激光切割机高强度薄壁焊接钢梁。基于有限元法,对钢横梁进行了结构分析与优化设计,满足钢横梁在轻量化的设计要求下,具有良好的力学性能。采用自熔焊技术,形成了以激光焊接为主的横梁焊接工艺路线。完成了激光切割机床身设计。床身主体采用了框架式龙门箱体结构,保证较高的整机刚性;针对直线电机较高的防尘要求,依据除尘系统的流体力学理论,设计了除尘风道结构,并应用了自动排屑系统;基于有限元法,分析了直线电机安装时的位移变化,设计了床身与直线电机的安装面;针对激光加工落料区的防护,通过实验验证了石墨板具有较好的防护效果。通过本课题的研究,引用直线电机驱动技术,简化了机床的设计思路;采用高强度薄壁焊接钢梁及自熔焊技术,形成独有的横梁焊接工艺路线;并设计了直线电机机床特有的除尘风道结构,有效防尘,极大地推进了直线电机机床的应用技术的升级。