通快管件激光切割器實際應用探討

在工業(yè)4.0時代，生產(chǎn)效率、零件質量成為各企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中重點關注的對象，借助新技術的集成化解決方案，以減少人工、提高零件生產(chǎn)效率和質量的方式越來越受到現(xiàn)代制造業(yè)者們的青睞。通快公司作為機床行業(yè)的領導者，中國市場一直是其業(yè)務重要組成部分，其新型激光快速切割機床在國內(nèi)鈑金行業(yè)形成了一定的影響力。出于對生產(chǎn)效率的考慮，我司在新工藝布局過程中，經(jīng)過對解決方案、性價比等多方面的對比，最終確定新增一臺通快管件激光切割機。經(jīng)過實際應用，我司管類零件的生產(chǎn)效率和質量穩(wěn)定性有了較大的提升，但在使用過程中，也出現(xiàn)了一些過程問題，以下從我司實際應用角度出發(fā)，借用兩項具體案例，對通快管件激光切割機的編程技巧和注意事項進行探討。過程探討以下將從我司實際使用中出現(xiàn)的，有代表性的幾個方面進行探討說明。管件外形R角處割孔出現(xiàn)“喇叭口”直管類零件上多存在各種定位孔，在我司某零件的加工過程中，矩形管R角處圓孔加工后出現(xiàn)“喇叭口”的現(xiàn)象，具體如圖1所示。圖1中Φ4孔位置在矩形管R角相貫線處，按正常步驟，畫圖并編程后，程序自檢結果如圖2所示。圖中無異常，程序也未提示報錯，但是實際零件加工后，孔外形卻如圖3所示，整個孔呈“喇叭口”狀，型材外表面圓形不規(guī)則，且在R角上部分出現(xiàn)明顯變形。由于該孔為外露面，顧客對外觀質量要求較高，因此需要對該缺陷進行整改，經(jīng)過與廠家溝通，得出原因為在管件激光切割過程中，默認激光頭與所切割平面法相垂直，在加工本案例中孔的時候，激光頭切割到R角面上孔外圓的時候，機床為保證激光頭與切割面的垂直狀態(tài)，會對原材料進行輕微旋轉，最終導致了“喇叭口”缺陷的產(chǎn)生。圖1圖紙要求圖2管件激光自檢結果圖3加工后實物狀態(tài)鑒于此，為解決此問題，經(jīng)驗證，可以在程序基準圖準備過程中，對切割路徑添加約束，如圖4所示。修改后，切割路徑及效果如圖5所示。從圖5中可以看出，對孔位置的切割路徑進行了約束使其成為規(guī)則圓形，實物與效果圖一致。從本案例可以看出，通快管件激光切割過程中，默認激光頭的位置與切割面成法向垂直，在切割圓弧面時，機床會依據(jù)此原則對材料進行角度微調(diào)，但是此微調(diào)會導致圓弧面的路徑與實際需求出現(xiàn)偏差，對于非外露面可以不予理會，但是如果影響到外觀質量，針對此情況，就需要在基準圖準備過程中對激光頭位置進行約束。同時，在產(chǎn)品設計過程中，需要盡可能避免此類孔的出現(xiàn)。異形管內(nèi)凹型面的切割圖4對切割路徑添加約束圖5修改后切割路徑圖由于產(chǎn)品設計的差異化，各個廠家或多或少都會設計符合自身產(chǎn)品需求的異形截面型材，此類型材與國標管不同的是，截面尺寸不定，形狀不定，在實際加工過程中，常規(guī)的程序編制步驟無法使用，程序各種報錯，發(fā)生撞槍現(xiàn)象。經(jīng)過與廠家人員對設備和程序的反復調(diào)試驗證，最終發(fā)現(xiàn)，在加工異形管時，如果異形管存在內(nèi)凹面，需要對內(nèi)凹面的切割路徑進行調(diào)整，通過對切割線、切割角度的調(diào)整，人為的規(guī)劃內(nèi)凹面的切割路徑。經(jīng)此方案驗證，我司常用的幾種異形管，如八字管、P形管（圖6）等，均實現(xiàn)了正常生產(chǎn)，效果良好。圖6P形管自生成截面切割路徑原切割路徑為程序依據(jù)基準圖自動生成，系統(tǒng)顯示正常，但實際上已經(jīng)發(fā)生碰撞，無法使用，需要進行調(diào)整，首先確定做調(diào)整的切割線，如圖7所示。圖7確定做調(diào)整的切割線圖8激光頭角度的調(diào)整內(nèi)凹面切割路徑調(diào)整后，為防止激光頭與型材外壁干涉，出現(xiàn)撞槍現(xiàn)象，需要對路徑上不同位置的激光頭角度進行微調(diào)（圖8），經(jīng)過我們長時間驗證，得出這樣的結論：在不干涉的前提下，激光頭角度小于25°為宜。內(nèi)凹面調(diào)整后，同樣為防止干涉，在切割過程中，需要激光頭在進入內(nèi)凹面前，將角度調(diào)整完成，因此，在過渡面上，增加角度約束，使機床在切割時，提前將激光頭位置調(diào)整完成，以防止出入內(nèi)凹面時出現(xiàn)干涉，如圖9所示。上述所有位置調(diào)整后現(xiàn)場反饋能正常生產(chǎn)，但還是偶爾會出現(xiàn)報錯情況，后經(jīng)過對路徑、實際切割報錯時的位置進行對比，發(fā)現(xiàn)，每次報錯均為需要切割圖10所示位置時。由于上述問題通快公司沒有遇到過，只能現(xiàn)場一種方法一種方法的試，最終發(fā)現(xiàn)，當把圖示位置料厚方向進行倒角后（圖中已做倒角），切割得以順利進行，并且再未出現(xiàn)過報錯。圖9過渡面位置調(diào)整圖10報錯位置經(jīng)過對解決方案的原理進行分析討論，一致認為，通快的激光器在切割過程中，切割面與激光頭必須存在一定的角度，如果出現(xiàn)切割路徑中激光頭與切割面小于一定角度的時候，系統(tǒng)默認將無法加工，以我司在此案例中所用到的型材來說，該角度為30°，即將料厚方向進行30°倒角的時候，問題可得以解決。結束語上述闡述的兩種問題僅僅是我司在實際應用過程中出現(xiàn)的兩種具有代表性的問題，作為集成方案提供商，通快確實能夠帶來效率、質量的