管材激光切割系統的關鍵技術(一)
金屬管材在航空器制造、工程機械、汽車工業(yè)、石油化工、農牧機械等行業(yè)應用非常廣泛。因應用場景的不同,需要加工成不同形狀、不同尺寸的零件,以滿足不同行業(yè)的需要。激光加工技術特別適合應用于各種金屬管材的加工。管材激光切割系統有著高柔性、高自動化的特點,能實現不同材料小批量多品種的生產模式。
導光聚焦系統的作用是把激光發(fā)生器輸出的光束引導到聚焦光路的切割頭上。對于激光切割管材,要得到高質量的切縫就需要聚焦光束的聚焦光斑直徑小、功率高。這就使得激光發(fā)生器進行低階模輸出。在進行管材激光切割時,為了獲得較為細小的光束聚焦直徑,激光的橫模階次要小,最好是基模。激光切割設備的切割頭帶有聚焦透鏡,激光光束通過透鏡聚焦后,就能獲得較小的聚焦光斑,這樣就可進行高質量的管材切割。
01
軌跡控制
在管材切割中,被加工的管材屬于空間曲面,形狀比較復雜,如果用常規(guī)方法編程加工會有一定的困難,這就要求操作人員根據加工工藝要求,選擇正確的加工路徑以及合適的參考點,利用數控系統記錄下各軸的進給情況以及參考點的坐標值,再通過激光切割系統的空間直線和圓弧插補功能,記錄加工過程的坐標值,并生成加工程序。
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自動控制
如何控制激光切割焦點位置是影響切割質量的重要因素。通過自動測量和控制裝置使焦點相對工件表面的垂直方向不變,是激光切割管材的關鍵技術之一。通過對激光焦點位置的控制與激光加工系統直線軸(X-Y-Z )的一體化,使激光切割頭的運動更加輕巧靈活,而且對焦點的位置都能了如指掌,避免了切割頭在加工過程中與切割管材或者其他物件發(fā)生碰撞。
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光功率的影響
對于連續(xù)波輸出的激光發(fā)生器來說,激光功率的大小會對激光切割產生重要的影響。理論上來說,激光切割管材設備的激光功率越大可獲得的切割速度越大,但是結合管材自身的特點,最大的切割功率并非最佳的選擇。當提高切割功率時,激光自身的模式也發(fā)生變化,這就會影響激光光束的聚焦。在實際加工中,我們常常會選擇在小于最大功率的情況下,讓焦點獲得最高的功率密度,從而保證整個激光切割的效率與切割質量。
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