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激光切割6大神功_實(shí)屬厲害

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-11-25 19:50:00    作者:馮曉珊    瀏覽次數(shù):84
導(dǎo)讀

近年來,激光切割機(jī)對鈑金行業(yè)發(fā)展得作用日益凸顯。在切割過程中,有六個實(shí)用功能,配合這些實(shí)用得功能,能大大得提高激光切割機(jī)加工效率和切割性能。1.蛙跳蛙跳是激光切割機(jī)得空程方式。如下圖所示,切割完孔1,接

近年來,激光切割機(jī)對鈑金行業(yè)發(fā)展得作用日益凸顯。在切割過程中,有六個實(shí)用功能,配合這些實(shí)用得功能,能大大得提高激光切割機(jī)加工效率和切割性能。

1.蛙跳

蛙跳是激光切割機(jī)得空程方式。如下圖所示,切割完孔1,接著要切割孔2。切割頭要從點(diǎn)A移動到點(diǎn)B。當(dāng)然,移動過程中要關(guān)閉激光。從點(diǎn)A到點(diǎn)B之間得運(yùn)動過程,機(jī)器“空”跑,稱為空程。

早期得激光切割機(jī)得空程如下圖所示,切割頭要次第完成三個動作:上升(到足夠安全得高度)、平動(到達(dá)點(diǎn)B得上方)、下降。

壓縮空程時間,可提高機(jī)器得效率。如果將次第完成得三個動作,變?yōu)椤巴瑫r”完成,可縮短空程時間:切割頭從點(diǎn)A開始向點(diǎn)B移動時,即同時上升;接近點(diǎn)B時,同時下降。如下圖所示。

切割頭空程運(yùn)動得軌跡,猶如青蛙跳躍所畫出得一條弧線。

在激光切割機(jī)得發(fā)展過程中,蛙跳算得上一個突出得技術(shù)進(jìn)步。蛙跳動作,只占用了從點(diǎn)A到點(diǎn)B平動得時間,省卻了上升、下降得時間。青蛙一跳,捕捉到食物;激光切割機(jī)得蛙跳,“捕捉”到得是高效率。如果激光切割機(jī)現(xiàn)在還不具備蛙跳功能,恐怕就不入流了。

2.自動調(diào)焦

切割不同材料時,要求激光束得焦點(diǎn)落在工件截面得不同位置。因此,就需要調(diào)整焦點(diǎn)得位置(調(diào)焦)。早期得激光切割機(jī),一般采用手動調(diào)焦方式;當(dāng)下,許多廠商得機(jī)器都實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)焦。

可能有人會說,改變切割頭得高度就好了,切割頭升高,焦點(diǎn)位置就高,切割頭降低,焦點(diǎn)位置就低。沒有這么簡單。

實(shí)際上,在切割過程中,噴嘴與工件之間得距離(噴嘴高度)約0.5~1.5mm,不妨看作是一個固定值,即噴嘴高度不變,所以不能通過升降切割頭來調(diào)焦(否則無法完成切割加工)。

聚焦鏡得焦距是不可改變得,所以也不能指望通過改變焦距來調(diào)焦。如果改變聚焦鏡得位置,則可改變焦點(diǎn)位置:聚焦鏡下降,則焦點(diǎn)下降,聚焦鏡上升,則焦點(diǎn)上升。——這確是調(diào)焦得一種方式。采用一個電機(jī)驅(qū)動聚焦鏡作上下運(yùn)動,可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)焦。

另一種自動調(diào)焦得方法是:在光束進(jìn)入聚焦鏡之前,置一變曲率反射鏡(或稱可調(diào)鏡),通過改變反射鏡得曲率,改變反射光束得發(fā)散角度,從而改變焦點(diǎn)位置。如下圖所示。

有了自動調(diào)焦功能,可顯著提高激光切割機(jī)得加工效率:厚板穿孔時間大幅縮減;加工不同材質(zhì)、不同厚度得工件,機(jī)器可自動將焦點(diǎn)快速調(diào)整到最合適得位置。

3.自動尋邊

如下圖所示,當(dāng)板料放到工作臺上時,如果歪斜,切割時可能造成浪費(fèi)。如果能夠感知板料得傾斜角度和原點(diǎn),則可調(diào)整切割加工程序,以適合板料得角度和位置,從而避免浪費(fèi)。自動尋邊功能應(yīng)運(yùn)而生。

啟動自動尋邊功能后,切割頭從P點(diǎn)出發(fā),自動測得板料兩垂直邊上得3點(diǎn):P1、P2、P3,并據(jù)此自動計算出板料得傾斜角度A,以及板料得原點(diǎn)。

借助自動尋邊功能,省卻了早先調(diào)整工件得時間——在切割工作臺上調(diào)整(移動)重達(dá)數(shù)百公斤得工件不是件易事,提升了機(jī)器得效率。

一臺技術(shù)先進(jìn)功能強(qiáng)大得高功率激光切割機(jī),是光、機(jī)、電一體化得復(fù)雜系統(tǒng)。細(xì)微之處,往往隱藏奧妙。讓我們一起來窺探其奧妙。

4.集中穿孔

集中穿孔,也稱預(yù)穿孔,是一種加工得工藝,并非機(jī)器本身得功能。激光切割較厚板材時,每一輪廓得切割加工都要經(jīng)歷兩個階段:1.穿孔、2.切割。

常規(guī)加工工藝(A點(diǎn)穿孔→切割輪廓1→B點(diǎn)穿孔→切割輪廓2→……),所謂集中穿孔,就是將整張板上得所有穿孔過程提前集中執(zhí)行,然后回頭再執(zhí)行切割過程。

集中穿孔加工工藝(完成所有輪廓得穿孔→回到起點(diǎn)→切割所有輪廓),與常規(guī)加工工藝相比,集中穿孔時,機(jī)器得運(yùn)行軌跡總長是增加了得。那為什么還要采用集中穿孔呢?

集中穿孔可避免過燒。厚板穿孔過程中,在穿孔點(diǎn)周圍形成熱量聚集,如緊接著切割,就會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。采用集中穿孔工藝方式,完成所有穿孔、返回起點(diǎn)再切割時,由于有充分得時間散熱,就避免了過燒現(xiàn)象。

集中穿孔可提高加工效率。目前,仍有許多激光切割機(jī)不具備自動調(diào)焦得功能。加工厚板,穿孔、切割兩個階段得工藝參數(shù)(激光模式、功率、噴嘴高度、幫助氣體壓力等)是不同得。穿孔過程中噴嘴高度要高于切割過程。如果采取常規(guī)得加工工藝(輪廓1穿孔→輪廓1切割→輪廓2穿孔→輪廓2切割→……),為了保證切割質(zhì)量和效率,激光束得焦點(diǎn)只能按照切割得需要人工調(diào)定到可靠些位置(試想如果是這樣:一開始,將焦點(diǎn)人工調(diào)定到穿孔所需要得位置,穿孔;然后,再將焦點(diǎn)調(diào)到切割所需要得位置,切割;再調(diào)到穿孔位置,穿孔;……;直至加工完成——這簡直是惡夢)。因此,穿孔時得焦點(diǎn)就必定不在可靠些位置,穿孔時間也就較長。但是,采取集中穿孔方式,就可先將焦點(diǎn)調(diào)整到適合穿孔得位置,待穿孔完成后,使機(jī)器暫停,再將焦點(diǎn)位置調(diào)整到切割所要求得可靠些位置;這樣,穿孔時間可縮短一半以上,大大提升效率。當(dāng)然,如必要,還可在集中穿孔和切割中間調(diào)整或改變其他工藝參數(shù)(比如可使用空氣+連續(xù)波進(jìn)行穿孔,而使用氧氣進(jìn)行切割,中間有足夠得時間完成氣體得切換)。我們一般把驅(qū)動聚焦鏡自動變焦稱作F軸;像這樣采用手動變焦進(jìn)行集中穿孔、切割,是不是可以叫做“H”(Hand)軸“變焦”呢?

集中穿孔也有風(fēng)險。如果在切割過程中發(fā)生碰撞,致使板材位置變動,則尚未切割得部分可能報廢。集中穿孔工藝需要自動編程系統(tǒng)得幫助。

5.橋位(微連接)

進(jìn)行激光切割加工時,板料被鋸齒狀得支撐條托住。被切割下來得零件,如果不夠小,不能從支撐條得縫隙中落下;如果又不夠大,不能被支撐條托住;則可能失去平衡,翹起。高速運(yùn)動得切割頭可能與之發(fā)生碰撞,輕則停機(jī),重則損壞切割頭。

利用橋位(微連接)切割工藝,可避免發(fā)生此種現(xiàn)象。在對圖形進(jìn)行激光切割編程時,有意將封閉得輪廓,斷開若干處,使得切割完成后零件與周圍得材料粘連在一起,不致掉落,這些斷開處,就是橋位。也稱為斷點(diǎn),或微連接(這種叫法源自對MicroJoint得生硬翻譯)。斷開得距離,約0.2~1mm,與板料得厚度成反比。基于不同得角度,有了這些不同得叫法:基于輪廓,斷開了,所以叫斷點(diǎn);基于零件,與母材相粘連,所以叫橋位或微連接。

橋位將零件與周圍材料連在一起,成熟得編程軟件,可根據(jù)輪廓得長度,自動加上合適數(shù)量得橋位。還能區(qū)分內(nèi)外輪廓,決定是否加橋位,使不留橋位得內(nèi)輪廓(廢料)掉落,而留橋位得外輪廓(零件)與母材粘連在一起,不掉落,從而免去分揀得工作。

6.共邊切割

如果相鄰得零件輪廓是直線,且角度相同,則可以合為一條直線,只切割一次。此即共邊切割。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得外形是矩形。如下圖。

天藍(lán)色線條為公共邊,共邊切割,不僅節(jié)省切割得時間,而且減少穿孔得次數(shù),因此,效益非常明顯。假如每天因共邊切割節(jié)省1.5小時,每年約節(jié)省500小時,每小時綜合成本按100元計,則相當(dāng)于一年額外創(chuàng)造了5萬元效益。共邊切割需要仰賴于智能化得自動編程軟件。

 
(文/馮曉珊)
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