[發(fā)明專(zhuān)利]厚鋼板圓孔切割工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210560338.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103878491A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪衛(wèi)中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海琦中機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/38
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/38
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種激光加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種厚鋼板圓孔切割工藝。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)的板材加工方式(開(kāi)模和沖壓)相比較，激光切割在多個(gè)方面占有優(yōu)勢(shì)：加工路徑靈活、重復(fù)精度高、加工速度快等，并且當(dāng)批量小或者面板厚度超過(guò)6mm時(shí)，傳統(tǒng)方法的成本會(huì)變得很高，激光切割就成為一種理想的替代手段。

激光切割以其所具有的優(yōu)越性在精密加工行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。例如，激光切割各種微小型部件以及各種精密的模板和面板，己具有逐步取代傳統(tǒng)加工方法的趨勢(shì)。因此，激光切割技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于航空航天、電子、食品、醫(yī)藥、紡織、汽車(chē)等方面，其市場(chǎng)潛力十分巨大。

資料顯示，在激光切割板材的過(guò)程中，將近有50多個(gè)參數(shù)影響激光的切割質(zhì)量。然而在激光實(shí)際切割時(shí)，需要用戶(hù)選擇和調(diào)整的工藝參數(shù)只有幾個(gè)關(guān)鍵因素。各因素及相互組合對(duì)激光切割質(zhì)量的影響較難用理論模型進(jìn)行分析，往往要借助試驗(yàn)觀察總結(jié)。對(duì)于靜態(tài)參數(shù)，例如透鏡焦距、輔助氣體類(lèi)型等，在切割過(guò)程中保持一致不變，需要初始時(shí)確定；對(duì)于動(dòng)態(tài)參數(shù)，例如輸出功率、加工速度等，可以在加工過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整，借此可以通過(guò)調(diào)整這些參數(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)激光切割板材的動(dòng)態(tài)變化。數(shù)控加工過(guò)程中，路徑變化往往會(huì)影響到激光切割時(shí)局部切割位置的能量輸入，速度趨緩時(shí)，高速輸出參數(shù)不變易導(dǎo)致過(guò)燒、掛渣，切割質(zhì)量容易不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種厚鋼板圓孔切割工藝，能夠保持在條件變化的情況下，切割質(zhì)量的基本一致，提高切割質(zhì)量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種厚鋼板圓孔切割工藝，包括如下步驟：（1）啟動(dòng)激光切割設(shè)備，將激光頭放置在工作鋼板上，在輔助氣體下，從預(yù)設(shè)圖形的切入點(diǎn)開(kāi)始切割；（2）建立激光頭移動(dòng)速度V與輸出功率P的動(dòng)態(tài)模型，根據(jù)模型對(duì)應(yīng)關(guān)系，動(dòng)態(tài)調(diào)整激光頭的輸出功率P，保證切割部位的吸收能量在一定值域內(nèi)趨于穩(wěn)定；（3）以預(yù)設(shè)速度沿著圓弧方向切割，回到切入點(diǎn)；（4）關(guān)閉激光切割設(shè)備。

優(yōu)選的方案是，所述的動(dòng)態(tài)模型為線性回歸模型，即。

優(yōu)選的方案是，所述的切割機(jī)為二氧化碳激光加工機(jī)。

優(yōu)選的方案是，所述的切割時(shí)采用的輔助氣體為氧氣，壓力為1.2*10⁵Pa。。

優(yōu)選的方案是，所述的模型中，最優(yōu)切割速度為1.0m/min，對(duì)應(yīng)最優(yōu)功率為1KW。

該工藝可以在切割過(guò)程中自適應(yīng)調(diào)整各工藝參數(shù)以保持切割質(zhì)量的一致，有效解決中厚鋼板小圓孔的高功率二氧化碳激光切割時(shí)存在的切割質(zhì)量差的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為激光頭移動(dòng)速度與輸出功率動(dòng)態(tài)模型示意圖。

具體實(shí)施方式

為驗(yàn)證以上方面方案，選取一組較佳的實(shí)施例如下：

采用的設(shè)備和條件如下：加工機(jī)床為日本三菱公司的二氧化碳激光加工機(jī)LVP35，最大輸出功率為3.5KW，試驗(yàn)板材厚6mm，輔助氣體氧氣。噴嘴壓力提高有利于減少不銹鋼沾渣，其條件值為1.2MPa，透鏡焦距為190mm，噴嘴高度2mm。

測(cè)試激光加工機(jī)的高低速條件，計(jì)算回歸模型中的a、b值。

通過(guò)試驗(yàn)，測(cè)試得出該激光加工機(jī)的最優(yōu)低速為1.0m/min，對(duì)應(yīng)的功率P為1KW。

根據(jù)以上條件，建立動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)模型，輸入值激光加工機(jī)中的控制軟件。

設(shè)置所述的切割時(shí)輔助氧氣壓力為1.2*10-5Pa。

如圖1所示，切割開(kāi)始時(shí)，激光頭從靜止開(kāi)始加速，至預(yù)設(shè)速度，在接近切割終點(diǎn)時(shí)，激光頭開(kāi)始逐漸減速至零。其速度變化如圖所示。激光加工機(jī)控制軟件按照預(yù)設(shè)的速度和功率控制激光頭的移動(dòng)速度和功率變化。

切割后測(cè)試，切割路徑上，切割質(zhì)量基本保持一致，該方法具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。