CN107042362A - 基于激光切割加工管材的方法 - Google Patents

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    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Abstract

本发明涉及一种基于激光切割加工管材的方法，包括以下步骤：(1)通过计算机系统生成3D管材图形；(2)添加切割图形或导入预设的切割图形，并编辑期望的加工坐标；(3)根据激光切割机床的实际配置确认过棱切割工艺参数组；(4)编辑激光切割的工艺参数；(5)通过计算机系统校准平管材的加工表面；(6)通过计算机系统进行各边分中补偿；(7)开始加工。采用该方法，降低培训和使用门槛，满足实际加工中的多样性和可视化编辑需求，加工精度较行业平均水平提高70％及以上，支持对于管材零件的加工排序，优化材料利用率，具有广泛的应用范围。

Description

基于激光切割加工管材的方法
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及管材切割技术领域，具体是指一种基于激光切割加工管材的方法。
背景技术
当前国内外在激光切割领域通行的管材切割加工模式如图1所示，首先在CAD软件中绘制管材3D图形，接着导入专用的数控编程软件并包覆切割图案，然后进行例行的激光刀路计算后上机加工。这种模式普遍存在使用和培训门槛高，激光的刀路整体一次性生成(图案包覆)无法编辑等不足，而且对于管材尺寸和夹具装配的误差亦无法进行有效补偿，使得实际应用中的效果大打折扣，无法有效地满足激光切割工艺适应管材加工中的多样性和精确度要求。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现基于激光切割加工管材的方法。
为了实现上述目的，本发明具有如下构成：
该基于激光切割加工管材的方法，包括以下步骤：
(1)通过计算机系统生成3D管材图形；
(2)添加切割图形或导入预设的切割图形，并编辑期望的加工坐标和刀路；
(3)根据激光切割机床的实际配置确认过棱切割工艺参数组；
(4)编辑激光切割的工艺参数；
(5)通过计算机系统校准平管材的加工表面；
(6)通过计算机系统进行各边分中补偿；
(7)开始加工。
较佳地，所述的步骤(1)，具体为：
将管材基于二维平面展开作图，进行3D同步显示；或者
将3D管材图形导入计算机系统，并将所述的3D管材图形转换为二维平面展开图形，所述的3D管材图形包括CAD软件生成的三围管材图形。
较佳地，所述的加工坐标和刀路包括起始点、引刀线、微连、桥接、阴阳切、割缝补偿、冷却点、释放角、倒角、相贯、截断和加工顺序。
较佳地，所述的过棱切割工艺参数组包括电流、功率、气压、频率、转速、灵敏度等级和跟随高度。
较佳地，所述的工艺参数包括穿孔方式、开光前延时、关光前延时、切割速度、切割功率、切割气压、切割气体、切割电流、切割频率、功率曲线、开光后延时、预穿孔、冷却延时、定高切割、慢速起步和回旋过切。
较佳地，所述的步骤(5)，具体为：
根据电容器的电容值标定和距离不同材料表面的变化值，计算水平方向上的误差补偿值，保证待加工的管材的断面在水平方向上保持一致。
较佳地，所述的步骤(6)，具体为：
计算机系统根据来回扫描管材边界区两端的电容变化值和随动仪出边的高度变化值计算补偿值，并根据该补偿值改善因管材尺寸和夹具装配带来的误差。
较佳地，所述的步骤(6)与步骤(7)之间包括步骤(6-1)：
(6-1)通过计算机系统进行仿真加工或空运行来检视激光加工刀路。
采用了该发明中的基于激光切割加工管材的方法，具有以下优点：
(1)降低培训和使用门槛，使得终端用户具备平面板材切割技术的基础上就能快速上手操作，无需购置和熟悉SolidWorks等3D制图软件，所有管材切割操作在一套数控编程软件系统内完成，同时支持割缝补偿、添加冷却点、微连、桥接、各种穿孔方式等所有平面板材切割工艺；
(2)支持用户调整或编辑切割图案或图形在管材上的位置，满足实际加工中的多样性和可视化编辑需求；
(3)数控系统自动支持对于管材实际尺寸和夹具装配的误差进行计算和补偿，加工精度可提高至0.3mm及以内。并具有单独的过棱工艺参数组，激光切割机床的功率、气压、转速、跟随高度均可单独指定，提高切楞质量。加工精度较行业平均水平提高70％及以上；
(4)支持对于管材零件的加工排序，优化材料利用率。
附图说明
图1为现有技术的管材切割方法的流程示意图。
图2为本发明的基于激光切割加工管材的方法的流程示意图。
图3为本发明的基于激光切割加工管材的方法的一种是实施方式的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
该基于激光切割加工管材的方法，如图2所示，包括以下步骤：
(1)通过计算机系统生成3D管材图形；
(2)添加切割图形或导入预设的切割图形，并编辑期望的加工坐标和刀路；
(3)根据激光切割机床的实际配置确认过棱切割工艺参数组；
(4)编辑激光切割的工艺参数；
(5)通过计算机系统校准平管材的加工表面；
(6)通过计算机系统进行各边分中补偿；
(7)开始加工。
在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(1)，具体为：
将管材基于二维平面展开作图，进行3D同步显示；或者
将3D管材图形导入计算机系统，并将所述的3D管材图形转换为二维平面展开图形，所述的3D管材图形包括CAD软件生成的三围管材图形。
在一种较佳的实施方式中，所述的加工坐标和刀路包括起始点、引刀线、微连、桥接、阴阳切、割缝补偿、冷却点、释放角、倒角、相贯、截断和加工顺序。
在一种较佳的实施方式中，所述的过棱切割工艺参数组包括电流、功率、气压、频率、转速、灵敏度等级和跟随高度。
在一种较佳的实施方式中，所述的工艺参数包括穿孔方式、开光前延时、关光前延时、切割速度、切割功率、切割气压、切割气体、切割电流、切割频率、功率曲线、开光后延时、预穿孔、冷却延时、定高切割、慢速起步和回旋过切。
在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(5)，具体为：
根据电容器的电容值标定和距离不同材料表面的变化值，计算水平方向上的误差补偿值，保证待加工的管材的断面在水平方向上保持一致。
在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(6)，具体为：
计算机系统根据来回扫描管材边界区两端的电容变化值和随动仪出边的高度变化值计算补偿值，并根据该补偿值改善因管材尺寸和夹具装配带来的误差。
在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(6)与步骤(7)之间包括步骤(6-1)：
(6-1)通过计算机系统进行仿真加工或空运行来检视激光加工刀路。
在一种具体的实施方式中，如图3所示，包括以下步骤：
1、将方管、圆管等管材基于二维平面展开作图，3D同步显示。系统亦支持导入CAD软件绘制的3D管材图形；
2、在管材上添加切割图形(或导入预设的切割图形)，并调整或编辑期望的加工坐标；
3、调整或确认过棱切割工艺参数组，根据激光切割机床的实际配置单独指定功率、气压、频率、转速、灵敏度等级和跟随高度；
4、添加或编辑激光切割的一般工艺，如割缝补偿、添加冷却点、微连、桥接、穿孔方式等；
5、操作员指示系统校平管材的加工表面，利用电容器的电容值标定和距离不同材料表面的变化值计算水平方向上的误差补偿值，使得待加工的管材断面在水平方向上保持一致；
6、操作员点击各边分中补偿，系统通过来回扫描管材边界区两端的电容变化值，通过算法计算出适合的补偿值。由此改善因管材尺寸和夹具装配带来的误差；
7、操作员可执行仿真加工或空运行来检视激光加工刀路，3D管材图形可同步旋转或移动显示加工运行轨迹；
8、一切就绪后即可开始正式加工，加工运行轨迹在平面展开视图和3D视图上实时显示。
采用了该发明中的基于激光切割加工管材的方法，具有以下优点：
(1)降低培训和使用门槛，使得终端用户具备平面板材切割技术的基础上就能快速上手操作，无需购置和熟悉SolidWorks等3D制图软件，所有管材切割操作在一套数控编程软件系统内完成，同时支持割缝补偿、添加冷却点、微连、桥接、各种穿孔方式等所有平面板材切割工艺；
(2)支持用户调整或编辑切割图案或图形在管材上的位置，满足实际加工中的多样性和可视化编辑需求；
(3)数控系统自动支持对于管材实际尺寸和夹具装配的误差进行计算和补偿，加工精度可提高至0.3mm及以内。并具有单独的过棱工艺参数组，激光切割机床的功率、气压、转速、跟随高度均可单独指定，提高切棱质量。加工精度较行业平均水平提高70％及以上；
(4)支持对于管材零件的加工排序，优化材料利用率。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)通过计算机系统生成3D管材图形；
(2)添加切割图形或导入预设的切割图形，并编辑期望的加工坐标和刀路；
(3)根据激光切割机床的实际配置确认过棱切割工艺参数组；
(4)编辑激光切割的工艺参数；
(5)通过计算机系统校准平管材的加工表面；
(6)通过计算机系统进行各边分中补偿；
(7)开始加工。
2.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的步骤(1)，具体为：
将管材基于二维平面展开作图，进行3D同步显示；或者
将3D管材图形导入计算机系统，并将所述的3D管材图形转换为二维平面展开图形，所述的3D管材图形包括CAD软件生成的三围管材图形。
3.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的加工坐标和刀路包括起始点、引刀线、微连、桥接、阴阳切、割缝补偿、冷却点、释放角、倒角、相贯、截断和加工顺序。
4.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的过棱切割工艺参数组包括电流、功率、气压、频率、转速、灵敏度等级和跟随高度。
5.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的工艺参数包括穿孔方式、开光前延时、关光前延时、切割速度、切割功率、切割气压、切割气体、切割电流、切割频率、功率曲线、开光后延时、预穿孔、冷却延时、定高切割、慢速起步和回旋过切。
6.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的步骤(5)，具体为：
根据电容器的电容值标定和距离不同材料表面的变化值，计算水平方向上的误差补偿值，保证待加工的管材的断面在水平方向上保持一致。
7.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的步骤(6)，具体为：
计算机系统根据来回扫描管材边界区两端的电容变化值和随动仪出边的高度变化值计算补偿值，并根据该补偿值改善因管材尺寸和夹具装配带来的误差。
8.根据权利要求1所述的基于激光切割加工管材的方法，其特征在于，所述的步骤(6)与步骤(7)之间包括步骤(6-1)：
(6-1)通过计算机系统进行仿真加工或空运行来检视激光加工刀路。
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