數控技術在避免激光切割工件燒損上的研究與應用

楊 英

（浙江經貿職業(yè)技術學院，浙江 杭州 310018）

加工零件的燒損主要是由于計算機在應對轉角編程過程中，會自動下調運行速度，但是激光切割功率卻沒有變化，導致階段性激光切割輸出功率過度，超出零件的可承受范圍，從而導致零件燒損。因此增加對激光切割運行速度和輸出功率的控制可有效降低工件燒損率。

1 激光切割工件燒損探究

無論數控體系如何變更，零件燒損的問題仍然時有發(fā)生，因此為了解決這一問題，可對計算機程序進行適當調整，盡量促使運行速度下降，與激光輸出功率同步進行，在這個目標下，可在相應數控系統的桌面上，對激光切割運行過程中的速度進行實時監(jiān)控記錄，同時根據曲率最大值時的運行速度為依據，通過激光輸出模擬信號對激光輸出功率進行控制，在這個情況下，在數控系統硬件設備中也應該配置相應的輸出模塊，同時在數控系統的加工程序中也應該將實時速度與輸出模擬信號進行聯系，可通過激光運行實時速度對激光模擬輸出型號的控制間接達到對激光功率的控制。

在實驗過程中，對數控系統中的硬件配置相應的輸出信號，如I/O輸出信號，同時也應該配置相應的輸入和輸出接口，在對運行速度數據的記錄中，也可通過數控系統的相關程序進行，如PLC程序，在數控系統中通過桌面窗口對激光運行速度進行監(jiān)控，可在桌面上設置一個窗口進行自動讀寫，然后進行記錄備份。同時由于在方案中需要對激光切割的運行速度進行記錄，即曲線切割時的X軸與Y軸的合成速度，因此可通過數據系統中相關程序進行速度數據讀取。假定激光切割機能量輸出時，切割速度與切割能量的比值是一定的，因此，隨著切割速度的降低且切割能力也會隨之降低，然后在實驗中，設置工件不同的厚度，功率固定不變，通過激光切割速度的變化確定最佳的切割速度，因此可將激光切割的功率與切割速度進行綜合考慮，可得出適宜的激光切割工藝線性方程，從而確定激光切割過程中數控技術的最佳應用方案。

2 數控技術在激光切割上的應用

在數控機床激光切割技術生產過程中，為了防止激光切割器的探爪耗損而導致工件燒損，需要增加對數控技術的控制力度，如可采用電容非接觸傳感器，從而促使激光切割嘴與工件之間的高度保持一致，同時在非金屬材料激光切割過程中可利用適當惰性氣體或壓縮氣體作為輔助氣體，而金屬材料激光切割過程中則需要運用到氧氣等活性氣體，利用數控技術對氣體壓力進行適當調整，從而降低切割工件的耗損率。

數控機床激光切割技術隨著科學技術的不斷發(fā)展在數控機床激光加工過程中發(fā)揮著越來越大的作用，激光切割機器功率的上升也推動了激光切割生產的加工力度，為了降低數控機床激光切割過程中工件的燒損率，在增加數控激光切割技術精確度的同時也需要增加數控機床激光切割技術的效率。如將數控機床激光切割技術的速度上升到120m/s以上，這樣就可以將激光切割生產速度提升到80m/s以上，從而進一步加強數控技術對激光切割技術的控制。

對于數控機床中激光運行速度的有效控制可有效降低工件燒損率，首先可對激光功率密度、光斑尺寸、材料厚度等通過能量平衡及熱傳導公式進行計算，可有效促進數控激光切割設備技術的進一步開發(fā)，如激光切割頭、立體切割數控機床制造工藝等，從而促使數控機床激光切割技術向三維高精度發(fā)展，如CAM三維軟件數控系統等，可在激光曲面切割過程中發(fā)揮更大的優(yōu)勢，可以嚴密控制激光切割過程中激光切割速度與激光輸出功率，從而避免在激光曲面切割過程中由于激光輸出功率過大而導致工件燒損。同時對于數控機床激光切割技術可進行進一步開發(fā)研究，實現激光切割對遠光程厚板切割過程中可以有效控制輸出功率。數控機床激光切割技術在發(fā)展過程中可進一步突破，如：高功率傳輸光速聚焦技術、數控機床激光切割結構與驅動技術、專業(yè)曲面激光切割控制技術等。在相應的數控體系的基礎上，結合激光切割特點，從而對數控機床激光切割技術進一步開發(fā)，促使數控系統中的數據信息可以逐步轉化為具體的數據代碼，促使數控機床激光切割技術可以集監(jiān)測切割、高度電容跟蹤、穿透監(jiān)測為一體。此外，在數控機床激光切割過程中需要對聚焦透鏡進行合理選擇，除了對其均勻性、導熱性進行嚴格要求之外，也需要保證聚焦透鏡的吸收率盡可能降低，在拋光表面可采用優(yōu)質的鍍膜，如可選擇平凹鏡作為聚焦透鏡，主要考慮到平凹鏡不涉及品質成像問題的同時也具有良好的導熱性。

3 結語

總而言之，文章通過對數控機床激光切割過程中工件耗損影響因素的實驗，得出數控機床激光切割過程中工件燒損主要是由于激光切割速度與激光切割輸出功率的不平衡，因此在以后的激光切割過程中，需要進一步完善數據控制系統，增加對激光輸出功率的控制，從而有效降低激光切割過程中的工件耗損率。