管材激光切割系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（一）

金屬管材在航空器制造、工程機(jī)械、汽車工業(yè)、石油化工、農(nóng)牧機(jī)械等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。因應(yīng)用場(chǎng)景的不同，需要加工成不同形狀、不同尺寸的零件，以滿足不同行業(yè)的需要。激光加工技術(shù)特別適合應(yīng)用于各種金屬管材的加工。管材激光切割系統(tǒng)有著高柔性、高自動(dòng)化的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)不同材料小批量多品種的生產(chǎn)模式。

導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)的作用是把激光發(fā)生器輸出的光束引導(dǎo)到聚焦光路的切割頭上。對(duì)于激光切割管材，要得到高質(zhì)量的切縫就需要聚焦光束的聚焦光斑直徑小、功率高。這就使得激光發(fā)生器進(jìn)行低階模輸出。在進(jìn)行管材激光切割時(shí)，為了獲得較為細(xì)小的光束聚焦直徑，激光的橫模階次要小，最好是基模。激光切割設(shè)備的切割頭帶有聚焦透鏡，激光光束通過透鏡聚焦后，就能獲得較小的聚焦光斑，這樣就可進(jìn)行高質(zhì)量的管材切割。

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軌跡控制

在管材切割中，被加工的管材屬于空間曲面，形狀比較復(fù)雜，如果用常規(guī)方法編程加工會(huì)有一定的困難，這就要求操作人員根據(jù)加工工藝要求，選擇正確的加工路徑以及合適的參考點(diǎn)，利用數(shù)控系統(tǒng)記錄下各軸的進(jìn)給情況以及參考點(diǎn)的坐標(biāo)值，再通過激光切割系統(tǒng)的空間直線和圓弧插補(bǔ)功能，記錄加工過程的坐標(biāo)值，并生成加工程序。

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自動(dòng)控制

如何控制激光切割焦點(diǎn)位置是影響切割質(zhì)量的重要因素。通過自動(dòng)測(cè)量和控制裝置使焦點(diǎn)相對(duì)工件表面的垂直方向不變，是激光切割管材的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過對(duì)激光焦點(diǎn)位置的控制與激光加工系統(tǒng)直線軸（X-Y-Z ）的一體化，使激光切割頭的運(yùn)動(dòng)更加輕巧靈活，而且對(duì)焦點(diǎn)的位置都能了如指掌，避免了切割頭在加工過程中與切割管材或者其他物件發(fā)生碰撞。

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光功率的影響

對(duì)于連續(xù)波輸出的激光發(fā)生器來說，激光功率的大小會(huì)對(duì)激光切割產(chǎn)生重要的影響。理論上來說，激光切割管材設(shè)備的激光功率越大可獲得的切割速度越大，但是結(jié)合管材自身的特點(diǎn)，最大的切割功率并非最佳的選擇。當(dāng)提高切割功率時(shí)，激光自身的模式也發(fā)生變化，這就會(huì)影響激光光束的聚焦。在實(shí)際加工中，我們常常會(huì)選擇在小于最大功率的情況下，讓焦點(diǎn)獲得最高的功率密度，從而保證整個(gè)激光切割的效率與切割質(zhì)量。