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沃力峰鵬今天帶大家了解激光切割機的加工工藝
- 2019-06-13-

近幾年,激光切割機對鈑金行業發展的作用日益凸顯,一臺技術先進、功能強大的激光切割機是光、機、電一體化的復雜系統,它實用的切割功能是實現高效率、高品質板材加工的重要保障,在這里山東激光切割機廠家沃力峰鵬激光希望大家本次對激光切割功能的盤點,可以更深入地認識激光切割工藝,從而更好地應用到實際生產中來。

  一、蛙跳

  加工圖1所示板材時,切割完孔1,接著切割孔2,切割頭要從點A移動到點B,機器是“空”跑的,且切割頭移動時要關閉激光,這個運動過程稱為空程。蛙跳就是激光切割機的空程方式。

  早期激光切割機空程運行時切割頭的行走路徑切割頭要次第完成三個動作:上升(到足夠安全的高度)、平動(到達點B的上方)、下降。

壓縮空程時間,可提高機器運行效率。如果將次第完成的三個動作,變為“同時”完成,可縮短空程時間,切割頭從點A開始向點B移動的同時伴隨上升動作,接近點B的同時增加下降動作,即切割頭空程運動的軌跡,猶如青蛙跳躍所畫出的一條弧線。

  在激光切割機發展過程中,蛙跳稱得上是一個突出的技術進步。蛙跳動作,只占用了從點A到點B平動的時間,省卻了上升、下降的時間。如果激光切割機現在還不具備蛙跳功能,恐怕就不入流了。

  二、自動調焦

  切割不同材料時,要求激光束的焦點落在工件截面的不同位置,如圖2所示。

  因此需要調整焦點位置,即調焦。早期的激光切割機,一般采用手動調焦方式。如今,許多廠商的激光切割機都實現了自動調焦功能。有人認為,只要改變切割頭的高度,切割頭升高,焦點位置就升高,切割頭降低,焦點位置就降低。事實上,并沒有這么簡單。眾所周知,切割頭底部為噴嘴,在切割過程中,噴嘴與工件之間的距離(噴嘴高度)約0.5~1.5mm,是一個固定值,即噴嘴高度不變,所以不能通過升降切割頭來調焦,否則無法完成切割加工。

  聚焦鏡的焦距是不可改變的,所以也不能通過改變焦距來調焦。改變聚焦鏡的位置,則可改變焦點位置:聚焦鏡下降,則焦點下降;聚焦鏡上升,則焦點上升。這是自動調焦的一種方式,需要通過電機驅動聚焦鏡作上下運動,以實現自動調焦功能。

另一種自動調焦的方法是:在光束進入聚焦鏡之前,配置一個變曲率反射鏡(或稱可調鏡),通過改變反射鏡的曲率,改變反射光束的發散角度,從而改變焦點位置(圖4)。

  有了自動調焦功能,可顯著提高激光切割機的加工效率,加工厚板時穿孔時間大幅縮減,加工不同材質、不同厚度的工件時,機器可自動將焦點快速調整到合適的位置。

  三、自動尋邊

  當板料放到工作臺上時,若板料歪斜,切割時可能造成浪費。若切割機能夠感知板料傾斜的角度和原點,則可調整切割加工程序,以適合板料的角度和位置,從而避免浪費。

  啟動自動尋邊功能后,切割頭從P點出發,自動測得板料兩垂直邊上的3點:P1、P2、P3,并據此自動計算出板料的傾斜角度A,以及板料的原點,如圖5所示。借助自動尋邊功能,省卻了原先調整工件的時間,降低了工作強度,提升了切割效率。

  四、集中穿孔

  集中穿孔也稱預穿孔,是一種加工工藝,并非激光切割機本身的功能。激光切割較厚板材時,每一輪廓的切割加工都要經歷兩個階段,一是穿孔,二是切割。

  常規加工工藝為:A點穿孔→切割輪廓1→B點穿孔→切割輪廓2→……所謂集中穿孔,就是將整張板材上的所有穿孔過程提前集中執行,然后回頭再執行切割過程。集中穿孔加工工藝為:完成所有輪廓的穿孔→回到起點→切割所有輪廓,如圖5所示。

  與常規加工工藝相比,集中穿孔時,機器的運行軌跡總長是增加的。但是,這種加工工藝可以避免過燒現象的發生。厚板穿孔過程中,在穿孔點周圍形成熱量聚集,若緊接著進行切割加工,就會出現過燒現象。采用集中穿孔工藝方式,完成所有穿孔、返回起點再切割時,由于有充分的時間散熱,就避免了過燒現象。

  集中穿孔也存在風險。如果在切割過程中發生碰撞,致使板材位置變動,則尚未切割的部分可能報廢。集中穿孔工藝的應用需要配合自動編程系統的使用。

  五、橋位(微連接)

  進行激光切割加工時,板料被鋸齒狀的支撐條托住。被切割下來的零件,如果不夠小,不能從支撐條的縫隙中落下;如果不夠大,不能被支撐條托住,都可能會失去平衡,乃至翹起。高速運動的切割頭可能與之發生碰撞,輕則停機,重則損壞切割頭。

  利用橋位(微連接)切割工藝,可避免發生此種現象。在對板材進行激光切割編程時,可將封閉的輪廓斷開若干處,使切割完成后,零件與周圍材料粘連在一起,不致掉落,這些斷開處,就是橋位,也稱為斷點或微連接,如圖7所示。斷開距離一般為0.2~1mm,與板料厚度成反比。

  橋位將零件與周圍材料連在一起,成熟的編程軟件可根據輪廓的長度,自動加上合適數量的橋位。還能區分內外輪廓,決定是否增加橋位,使不留橋位的內輪廓(廢料)掉落,而留橋位的外輪廓(零件)與母材粘連在一起,不掉落,從而免去分揀工作。

 

  六、共邊切割

  如果相鄰零件的輪廓是直線且角度相同,則可以合為一條直線,只切割一次,即共邊切割。顯而易見,共邊切割減少了切割長度,可顯著提高加工效率。共邊切割并不要求零件的外形是矩形,如圖8所示。

  圖8中天藍色線條為公共邊,共邊切割不僅節省切割時間,而且減少穿孔次數,因此,效益非常明顯。假如每天因共邊切割節省1.5小時,每年節省約500小時,每小時綜合成本按100元計算,則相當于一年額外創造了5萬元效益。共邊切割工藝的應用需要依賴于智能化編程軟件的使用。

 

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