你知道激光切割机的这些工艺吗？.docx

近几年，激光切割机对钣金行业发展的作用日益凸显，一台技术先进、功能强大的激光切割机是光、机、电一体化的复杂系统，它实用的切割功能是实现高效率、高品质板材加工的重要保障，本文通过对激光切割功能的盘点，旨在让读者更深入地认识激光切割工艺，从而更好地应用到实际生产中来。蛙跳加工图1所示板材时，切割完孔1，接着切割孔2，切割头要从点A移动到点B，机器是“空”跑的，且切割头移动时要关闭激光，这个运动过程称为空程。蛙跳就是激光切割机的空程方式。早期激光切割机空程运行时切割头的行走路径如图2所示，切割头要次第完成三个动作：上升（到足够安全的高度）、平动（到达点B的上方）、下降。压缩空程时间，可提高机器运行效率。如果将次第完成的三个动作，变为“同时”完成，可缩短空程时间，切割头从点A开始向点B移动的同时伴随上升动作，接近点B的同时增加下降动作，即切割头空程运动的轨迹，犹如青蛙跳跃所画出的一条弧线。在激光切割机发展过程中，蛙跳称得上是一个突出的技术进步。蛙跳动作，只占用了从点A到点B平动的时间，省却了上升、下降的时间。如果激光切割机现在还不具备蛙跳功能，恐怕就不入流了。自动调焦切割不同材料时，要求激光束的焦点落在工件截面的不同位置，如图3所示。因此需要调整焦点位置，即调焦。早期的激光切割机，一般采用手动调焦方式。如今，许多厂商的激光切割机都实现了自动调焦功能。有人认为，只要改变切割头的高度，切割头升高，焦点位置就升高，切割头降低，焦点位置就降低。事实上，并没有这么简单。众所周知，切割头底部为喷嘴，在切割过程中，喷嘴与工件之间的距离（喷嘴高度）约0.51.5mm，是一个固定值，即喷嘴高度不变，所以不能通过升降切割头来调焦，否则无法完成切割加工。聚焦镜的焦距是不可改变的，所以也不能通过改变焦距来调焦。改变聚焦镜的位置，则可改变焦点位置：聚焦镜下降，则焦点下降；聚焦镜上升，则焦点上升。这是自动调焦的一种方式，需要通过电机驱动聚焦镜作上下运动，以实现自动调焦功能。另一种自动调焦的方法是：在光束进入聚焦镜之前，配置一个变曲率反射镜（或称可调镜），通过改变反射镜的曲率，改变反射光束的发散角度，从而改变焦点位置（图4）。有了自动调焦功能，可显著提高激光切割机的加工效率，加工厚板时穿孔时间大幅缩减，加工不同材质、不同厚度的工件时，机器可自动将焦点快速调整到最合适的位置。自动寻边当板料放到工作台上时，若板料歪斜，切割时可能造成浪费。若切割机能够感知板料倾斜的角度和原点，则可调整切割加工程序，以适合板料的角度和位置，从而避免浪费。启动自动寻边功能后，切割头从P点出发，自动测得板料两垂直边上的3点：P1、P2、P3，并据此自动计算出板料的倾斜角度A，以及板料的原点，如图5所示。借助自动寻边功能，省却了原先调整工件的时间，降低了工作强度，提升了切割效率。集中穿孔集中穿孔也称预穿孔，是一种加工工艺，并非激光切割机本身的功能。激光切割较厚板材时，每一轮廓的切割加工都要经历两个阶段，一是穿孔，二是切割。常规加工工艺为：A点穿孔切割轮廓1B点穿孔切割轮廓2所谓集中穿孔，就是将整张板材上的所有穿孔过程提前集中执行，然后回头再执行切割过程。集中穿孔加工工艺为：完成所有轮廓的穿孔回到起点切割所有轮廓，如图6所示。与常规加工工艺相比，集中穿孔时，机器的运行轨迹总长是增加的。但是，这种加工工艺可以避免过烧现象的发生。厚板穿孔过程中，在穿孔点周围形成热量聚集，若紧接着进行切割加工，就会出现过烧现象。采用集中穿孔工艺方式，完成所有穿孔、返回起点再切割时，由于有充分的时间散热，就避免了过烧现象。集中穿孔也存在风险。如果在切割过程中发生碰撞，致使板材位置变动，则尚未切割的部分可能报废。集中穿孔工艺的应用需要配合自动编程系统的使用。桥位（微连接）进行激光切割加工时，板料被锯齿状的支撑条托住。被切割下来的零件，如果不够小，不能从支撑条的缝隙中落下；如果不够大，不能被支撑条托住，都可能会失去平衡，乃至翘起。高速运动的切割头可能与之发生碰撞，轻则停机，重则损坏切割头。利用桥位（微连接）切割工艺，可避免发生此种现象。在对板材进行激光切割编程时，可将封闭的轮廓断开若干处，使切割完成后，零件与周围材料粘连在一起，不致掉落，这些断开处，就是桥位，也称为断点或微连接，如图7所示。断开距离一般为0.21mm，与板料厚度成反比。桥位将零件与周围材料连在一起，成熟的编程软件可根据轮廓的长度，自动加上合适数量的桥位。还能区分内外轮廓，决定是否增加桥位，使不留桥位的内轮廓（废料）掉落，而留桥位的外轮廓（零件）与母材粘连在一起，不掉落，从而免去分拣工作。共边切割如果相邻零件的轮廓是直线且角度相同，则可以合为一条直线，只切割一次，即共边切割。显而易见，共边切割减少了切割长度，可显著提高加工效率。共边切割并不要求零件的外形是矩形，如图8所示。图8中天蓝色线条为公共边，共边切割不仅节省切割时