CN101474724B - 一种对于转角的激光切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明通过PLC控制程序来控制CNC数控系统的速度倍率，使得机床在切割路径的轮廓转角处，自动地降低速度倍率，在切割路径的轮廓转角段获得较低的切割速度，顺利通过切割路径的轮廓转角后，逐步提升切割速度倍率直至正常的切割速度。这样，既可以保证在切割路径的轮廓转角段降低切割速度顺利进行切割，不需要增加切割辅助用的高速氮气流量，又可以保证在切割路径其他段以正常的速度切割，具有较高的加工效率。并且，通过改进控制的加工机床，大大减少了激光切割过程中的切不透、反渣等现象，很好地保护了聚焦镜片免受切割反渣的污染，提高了聚焦镜片的使用寿命，降低了聚焦镜片的损耗率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种激光切割方法，特别适用于大功率激光切割机床进行厚板不锈钢材的激光切割中。
【背景技术】
激光切割机床切割厚板(3MM以上)不锈钢板材时，在切割路径的轮廓转角处有难以顺利切割、切割不透、反渣等现象，这些不良现象会导致聚焦镜片容易受到溅渣损伤、加工件报废，造成机床的加工废品率升高、材料成本增加、损耗件(聚焦镜片)维护成本增加。
激光切割机床切割不锈钢板的过程是：利用高功率密度的激光束照射金属板材，使被照射处金属材料迅即熔化、汽化、烧蚀，同时借助与激光束同轴的高速辅助氮气流吹除熔融金属，形成切口，随着激光切割头的移动，从而在金属板材沿机床切割轨迹形成一条细细的切缝。如果激光切割过程中，用来吹除熔融金属的高速辅助氮气气流受到干扰，熔融金属将无法完全被吹除，继而造成切割不透、反渣等现象。聚焦镜片也极易受到切割反渣的污染，大大降低切割聚焦镜片的使用寿命，使得聚焦镜片损耗率明显地增加。
由于在切割路径的轮廓转角处，运动的轨迹快速转向，容易造成快速转向的高速气流产生紊乱和滞后，导致吹除切缝里的熔融物的高速气流不足，造成激光切割不透、反渣等现象。因而激光切割高速辅助氮气气流最容易受到干扰的地方，因此，容易产生激光切割不透、反渣等现象的地方，往往就在切割路径的轮廓转角处。
以往的激光切割机床在面对这种情况的处理方法有两种：一是加大切割喷嘴，使切割用的高速辅助氮气气流量增加，即使转角高速气流有一定程度的损失，但是用来吹除熔融金属的气流足够了，但是氮气消耗量增加。二是降低切割速度，切割速度降低后，真实需要吹除熔融金属的高速辅助氮气气流量也降低了，这样一来即使转角高速气流有一定程度的扰动和损失，但是用来吹除熔融金属的气流仍然足够，但是加工效率降低。
【发明内容】
本发明在于提供一种对于转角的激光切割方式，本方法是在轮廓转角获得较低的切割速度，顺利通过切割路径的轮廓转角后，逐步提高切割速度倍率直至正常的切割速度，从而保证顺利进行切割，具有较高的加工效率。
本发明所采用的技术方案是：一种对于转角的激光切割方法，转角处包括如下设定的步骤：a：在切割路径的轮廓转角处，控制系统根据切割轮廓形状，进行轮廓转角角度判断；b：将切割机床置为运动暂停延时状态，并预设转角处最低速度倍率；c：暂停延时结束，控制系统启动转角速率控制功能指令，逐步增加机床运动的速度倍率，直至恢复到100％；d：结束转角控制指令，切割恢复到正常切割状态。
其中，整个切割过程包括如下步骤：第一步：设定坐标系及切割起始点；第二步：选定穿孔条件并穿孔；第三步：选定切割条件并切割；第四步：按上述转角处设定的的程序沿切割路径轮廓操作切割头或工作台运动；第五步：切割完成。
其中，所述步骤d中的，切割机床接触转角处2mm的距离时，机床切割恢复到正常的切割状态。
本发明通过控制CNC控制系统的速度倍率，使得机床在切割路径的轮廓转角处，自动地降低速度倍率，在切割路径的轮廓转角段获得较低的切割速度，顺利通过切割路径的轮廓转角后，逐步提升切割速度倍率直至正常的切割速度。
这样，既可以保证在切割路径的轮廓转角段降低切割速度顺利进行切割，不需要增加切割辅助用的高速氮气流量，又可以保证在切割路径其他段以正常的速度切割，具有较高的加工效率。并且，通过改进控制的加工机床，大大减少了激光切割过程中的切不透、反渣等现象，很好地保护了聚焦镜片免受切割反渣的污染，提高了聚焦镜片的使用寿命，降低了聚焦镜片的损耗率。
【附图说明】
图1为本发明的转角轮廓的示意图；
图2为本发明的转角处低速段的示意图；
图3为本发明的转角处低速度的又一示意图；
图4为本发明的切割流程示意图。
【具体实施方式】
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1，本发明对于转角的激光切割方法，适用于大功率激光切割机床进行厚板不锈钢材(3MM以上)的激光切割中。
如图2至图4，在轨迹转角处对切割的速度倍率进行如下的过程控制(如图4)，其步骤如下：
a：在切割路径的轮廓转角处，CNC控制系统根据切割轮廓形状，进行轮廓转角角度判断；
b：将切割机床置为运动暂停延时状态，并预设转角处最低速度倍率参数P171值，通过控制写入CNC控制系统，使得CNC控制系统的速度倍率设定在转角处最低速度倍率参数P171的值，即最低速度为V*P171％；
c：切割机床暂停延时结束，控制系统启动转角速率控制功能指令，根据机床离开转角的距离，逐步增加机床运动的速度倍率(如图3)，在离开转角处2mm的距离时，机床运行速度倍率增加到100％的进给速度V，机床运行速度也回复到正常切割速度；
d：机床结束转角控制功能指令，转角减速控制过程完成，切割恢复到正常状态。
设置完转角处的速率控制后，开始整个激光切割过程，其步骤如下：
第一步：设定坐标系及切割起始点；
第二步：选定穿孔条件并穿孔；
第三步：选定切割条件并切割；
第四步：按转角处的速率的程序沿切割路径轮廓操作切割头或工作台运动；
第五步：切割完成。
本发明通过控制CNC控制系统的速度倍率，使得机床在切割路径的轮廓转角处，自动地降低速度倍率，在切割路径的轮廓转角段获得较低的切割速度，顺利通过切割路径的轮廓转角后，逐步提升切割速度倍率直至正常的切割速度。
这样，既可以保证在切割路径的轮廓转角段降低切割速度顺利进行切割，不需要增加切割辅助用的高速氮气流量，又可以保证在切割路径其他段以正常的速度切割，具有较高的加工效率。并且，通过改进控制的加工机床，大大减少了激光切割过程中的切不透、反渣等现象，很好地保护了聚焦镜片免受切割反渣的污染，提高了聚焦镜片的使用寿命，降低了聚焦镜片的损耗率。
Claims (2)
1.一种对于转角的激光切割方法，适用于大功率激光切割机床进行厚度超过3MM不锈钢材的切割，其特征在于，转角处包括如下设定的步骤:
a:在切割路径的轮廓转角处，控制系统根据切割轮廓形状，进行轮廓转角角度判断；
b:将切割机床置为运动暂停延时状态，并预设转角处最低速度倍率，通过控制写入控制系统，使得控制系统的速度倍率设定在转角处最低速度倍率参数值；
c:暂停延时结束，控制系统启动转角速率控制功能指令，逐步增加机床运动的速度倍率，在离开转角处2mm的距离时，机床运动的速度倍率增加到100%的进给速度，机床运行速度也回复到正常切割速度；
d：结束转角控制指令，切割恢复到正常切割状态。
2.如权利要求1所述的对于转角的激光切割方法，其特征在于：整个切割过程包括如下步骤：
第一步：设定坐标系及切割起始点；
第二步：选定穿孔条件并穿孔；
第三步：选定切割条件并切割；
第四步：按权利要求1的程序沿切割路径轮廓操作切割头或工作台运动；
第五步：切割完成。
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