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激光切割六个实用功能(2)

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四、集中穿孔
集中穿孔,也称预穿孔,是一种加工的工艺,并非机器本身的功能。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:1.穿孔、2.切割。
常规加工工艺(A点穿孔→切割轮廓1→B点穿孔→切割轮廓2→……),所谓集中穿孔,就是将整张板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(完成所有轮廓的穿孔→回到起点→切割所有轮廓),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了的。那为什么还要采用集中穿孔呢?
集中穿孔可避免过烧。厚板穿孔过程中,在穿孔点周围形成热量聚集,如紧接着切割,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。
集中穿孔可提高加工效率。目前,仍有许多激光切割机不具备自动调焦的功能。加工厚板,穿孔、切割两个阶段的工艺参数(激光模式、功率、喷嘴高度、辅助气体压力等)是不同的。穿孔过程中喷嘴高度要高于切割过程。如果采取常规的加工工艺(轮廓1穿孔→轮廓1切割→轮廓2穿孔→轮廓2切割→……),为了保证切割质量和效率,激光束的焦点只能按照切割的需要人工调定到最佳位置(试想如果是这样:一开始,将焦点人工调定到穿孔所需要的位置,穿孔;然后,再将焦点调到切割所需要的位置,切割;再调到穿孔位置,穿孔;……;直至加工完成——这简直是恶梦)。因此,穿孔时的焦点就必定不在最佳位置,穿孔时间也就较长。但是,采取集中穿孔方式,就可先将焦点调整到适合穿孔的位置,待穿孔完成后,使机器暂停,再将焦点位置调整到切割所要求的最佳位置;这样,穿孔时间可缩短一半以上,大大提升效率。当然,如必要,还可在集中穿孔和切割中间调整或改变其他工艺参数(比如可使用空气+连续波进行穿孔,而使用氧气进行切割,中间有足够的时间完成气体的切换)。我们一般把驱动聚焦镜自动变焦称作F轴;像这样采用手动变焦进行集中穿孔、切割,是不是可以叫做“H”(Hand)轴“变焦”呢?
集中穿孔也有风险。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。集中穿孔工艺需要自动编程系统的帮助。
五、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;如果又不够大,不能被支撑条托住;则可能失去平衡,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。在对图形进行激光切割编程时,有意将封闭的轮廓,断开若干处,使得切割完成后零件与周围的材料粘连在一起,不致掉落,这些断开处,就是桥位。也称为断点,或微连接(这种叫法源自对MicroJoint的生硬翻译)。断开的距离,约0.2~1mm,与板料的厚度成反比。基于不同的角度,有了这些不同的叫法:基于轮廓,断开了,所以叫断点;基于零件,与母材相粘连,所以叫桥位或微连接。
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,从而免去分拣的工作。
六、共边切割
如果相邻的零件轮廓是直线,且角度相同,则可以合为一条直线,只切割一次。此即共边切割。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。如下图。
天蓝色线条为公共边,共边切割,不仅节省切割的时间,而且减少穿孔的次数,因此,效益非常明显。假如每天因共边切割节省1.5小时,每年约节省500小时,每小时综合成本按100元计,则相当于一年额外创造了5万元效益。共边切割需要仰赖于智能化的自动编程软件。

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