一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光切割厚碳鋼板轉(zhuǎn)角的方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：（Ａ）激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割程序；（Ｂ）待工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割過(guò)程，激光從待加工工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。本發(fā)明通過(guò)將角點(diǎn)位置處連續(xù)切割過(guò)程打斷，讓角點(diǎn)在未形成之前有一段降溫時(shí)間后，再?gòu)慕屈c(diǎn)切出時(shí)不至于使角點(diǎn)的溫度過(guò)高而出現(xiàn)角點(diǎn)熔損的現(xiàn)象。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)將工件割開(kāi)。該過(guò)程會(huì)放出大量的熱，如熱量不能及時(shí)散失短時(shí)間內(nèi)達(dá)到甚至超過(guò)被照射工件熔點(diǎn)時(shí)，就有可能對(duì)工件造成熔損。
[0003]傳統(tǒng)的切割一般是通過(guò)功率或速度等參數(shù)的變化來(lái)防止燒蝕拐角，但在切割到拐角的另一邊的時(shí)候，會(huì)形成一個(gè)孤立的拐角部，此時(shí)的熱量只能通過(guò)空氣進(jìn)行散熱，所以在拐角的另一邊進(jìn)行切割時(shí)，由于時(shí)間間隔短，空氣的散熱非常慢，即時(shí)有輔助氣體，也無(wú)法在將熱量散到熔損的要求下，即會(huì)燒蝕掉拐角部。
[0004]如圖1所示:激光切割厚度為IOmm以上，角度為90度以?xún)?nèi)的碳鋼小角度轉(zhuǎn)角時(shí)，激光束從角的一條邊切進(jìn)到角點(diǎn)然后從另一條邊切出，由于直接轉(zhuǎn)角，角點(diǎn)位置在短時(shí)間內(nèi)會(huì)被激光切割兩次而導(dǎo)致材料局部溫度過(guò)高而出現(xiàn)角點(diǎn)熔損的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有激光切割轉(zhuǎn)角時(shí)，易出現(xiàn)角點(diǎn)熔損或燒蝕掉拐角部的缺陷。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0007]提供一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其包括步驟:
[0008](A)激光從待加工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割程序；
[0009](B)待加工工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割程序，激光從待加工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。
[0010]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的步驟(A)前還包括預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間的步驟。
[0011]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的待加工件承載于一機(jī)床的工作臺(tái)上，通過(guò)該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)激光與待加工工件呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)切割至轉(zhuǎn)角位置時(shí)，機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉激光，實(shí)現(xiàn)暫停切割過(guò)程。
[0012]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的步驟(A)還包括在暫停切割程序時(shí)，通過(guò)輔助氣體對(duì)轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行冷卻的步驟。
[0013]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的暫停切割時(shí)間通過(guò)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，暫停切割時(shí)間為300ms-500ms。
[0014]本發(fā)明還提供一種激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，包括激光切割系統(tǒng)，以及控制該激光切割系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作的控制裝置，其中:所述的控制裝置包括:
[0015]暫停切割單元，用以在激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割；[0016]重啟切割單元，用以在加工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割，激光從待加工工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。
[0017]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的控制裝置還包括一控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和停止的機(jī)床控制單元。
[0018]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的暫停切割單元是在每一轉(zhuǎn)角點(diǎn)輸出一輔助功能代碼，該輔助功能代碼令激光切割系統(tǒng)在轉(zhuǎn)角位置暫停切割。
[0019]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的控制裝置還包括在暫停切割前，預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間的時(shí)間控制單元。
[0020]本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的重啟切割單元是當(dāng)預(yù)設(shè)的暫停切割時(shí)間到時(shí)，輔助功能代碼令激光切割系統(tǒng)恢復(fù)切割程序。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)將待加工件轉(zhuǎn)角角點(diǎn)位置處連續(xù)切割過(guò)程打斷，讓角點(diǎn)在未形成之前有一段降溫時(shí)間，再?gòu)霓D(zhuǎn)角角點(diǎn)的另一邊切出時(shí)不至于使角點(diǎn)的溫度過(guò)高而出現(xiàn)角點(diǎn)熔損的現(xiàn)象。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0023]圖1是現(xiàn)有技術(shù)熔損缺陷示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的加工路徑示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其包括首先預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間，將待加工件承載于一機(jī)床上，通過(guò)該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)激光與待加工工件呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉激光，暫停切割程序，該暫停切割時(shí)間通過(guò)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，暫停切割時(shí)間為300ms-500ms，優(yōu)選350ms和450ms ;當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)至預(yù)設(shè)暫停時(shí)間時(shí)，待加工件冷卻至一定溫度，重啟切割程序，激光從待加工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。通過(guò)上述方法，使激光切割到角點(diǎn)位置時(shí)，暫停切割，將轉(zhuǎn)角角點(diǎn)位置的連接切割程序打斷，角點(diǎn)在未形成前有一個(gè)降溫過(guò)程，達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間的降溫溫度時(shí)再重啟切割程序，從而避免了角點(diǎn)位置在短時(shí)間內(nèi)溫度太高而出現(xiàn)角點(diǎn)熔損的現(xiàn)象。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括激光切割系統(tǒng)，以及控制該激光切割系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作的控制裝置，該控制裝置包括:用以預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間的時(shí)間控制單元；用以在激光從待加工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割的暫停切割單元；用以在加工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割，激光從待加工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出的重啟切割單元；以及控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和停止的機(jī)床控制單元。
[0028]為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例以在碳鋼板上切割一個(gè)等邊三角形的零件為例，如圖2所示，其為加工路徑示意圖。
[0029]本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的控制裝置所述的暫停切割單元和重啟切割單元是在A、B、C、D每一轉(zhuǎn)角處輸出一輔助功能代碼M 87，當(dāng)激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置時(shí)，控制裝置的暫停切割單元會(huì)在每一轉(zhuǎn)角點(diǎn)輸出一輔助功能代碼M87，該輔助功能代碼M87令激光切割系統(tǒng)在轉(zhuǎn)角位置暫停切割；當(dāng)預(yù)設(shè)的暫停切割時(shí)間到時(shí)，控制裝置的重啟切割單元會(huì)控制激光切割系統(tǒng)恢復(fù)切割程序。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置是通過(guò)CNC程序通知PLC對(duì)待加工件的暫停切割或重啟切割進(jìn)行控制的，該CNC控制程序如下:
[0031]NlO GOO X4Y1
[0032]N20 Q990010(LASER ON)
[0033]N30 GOl X4Y2 F1000
[0034]N40 M87
[0035]N50 X2Y2
[0036]N60 M87
[0037]N70 X4Y6
[0038]N80 M87
[0039]N90 X6Y2
[0040]NlOO M87
[0041]NllO X4Y2
[0042]N120 Q990011(LASER OFF)
[0043]NI30 M30
[0044]結(jié)合圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的激光切割系統(tǒng)運(yùn)行至N30行與N50行、N50行與N70行、N70行與N90行、N90行與NllO行之間形成的A、B、C、D四個(gè)轉(zhuǎn)角處時(shí)，CNC控制程序會(huì)在每一個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)輸出輔助功能代碼M87。當(dāng)CNC控制程序運(yùn)行到MO行時(shí)，CNC控制程序通過(guò)輔助功能代碼M87指令通知PLC，該P(yáng)LC接收到輔助功能代碼M87指令后暫停切割單元，令CNC控制程序停留在當(dāng)前代碼行MO，機(jī)床控制單元因沒(méi)有新的移動(dòng)指令而暫停，待機(jī)床完全停止運(yùn)動(dòng)后，PLC控制暫停切割單元實(shí)現(xiàn)激光切割系統(tǒng)關(guān)閉激光功率但不關(guān)閉切割輔助氣體，并同時(shí)啟用一個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)降溫冷卻時(shí)間時(shí)，PLC通知啟動(dòng)切割單元再恢復(fù)激光功率并重新激活CNC程序控，CNC程序運(yùn)行下一行N50，當(dāng)CNC程序運(yùn)行到下一個(gè)含M87代碼行時(shí)，均重復(fù)以上過(guò)程。由此切割完成的三角形零件角點(diǎn)完整，避免了角點(diǎn)熔損的現(xiàn)象。
[0045]本發(fā)明實(shí)施首先只切割轉(zhuǎn)角之前的材料，然后在到轉(zhuǎn)角處時(shí)暫停下來(lái)散熱，由于轉(zhuǎn)角處的另一邊一般為同種材料，同種材料的熱擴(kuò)散是非?？斓模栽趲装賛s內(nèi)就可以將溫度散到防止熔損的要求之內(nèi)，無(wú)須改變功率，就可以達(dá)到轉(zhuǎn)角切割時(shí)，轉(zhuǎn)角的角點(diǎn)不會(huì)熔損的現(xiàn)象。
[0046]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于，包括: (A)激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割程序； (B)待加工工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割程序，激光從待加工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于:所述的步驟(A)前還包括預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于:所述的待加工工件承載于一機(jī)床的工作臺(tái)上，通過(guò)該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)激光與待加工工件呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)切割至轉(zhuǎn)角位置時(shí)，機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉激光，實(shí)現(xiàn)暫停切割過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于:所述的步驟(A)還包括在暫停切割過(guò)程時(shí)，通過(guò)輔助氣體對(duì)轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行冷卻的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述激光切割轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于:所述的暫停切割時(shí)間通過(guò)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，暫停切割時(shí)間為300ms-500ms。
6.一種激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，包括激光切割系統(tǒng)，以及控制該激光切割系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作的控制裝置，其特征在于:所述的控制裝置包括: 暫停切割單元，用以在激光從待加工工件的一邊切割至轉(zhuǎn)角位置，暫停切割； 重啟切割單元，用以在加工件冷卻至一定溫度時(shí)，重啟切割，激光從待加工工件轉(zhuǎn)角位置的另一邊切出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制裝置還包括一控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和停止的機(jī)床控制單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，其特征在于:所述的暫停切割單元是在每一轉(zhuǎn)角點(diǎn)輸出一輔助功能代碼，該輔助功能代碼令激光切割系統(tǒng)在轉(zhuǎn)角位置暫停切割。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制裝置還包括在暫停切割前，預(yù)設(shè)暫停切割時(shí)間的時(shí)間控制單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述激光切割轉(zhuǎn)角的系統(tǒng)，其特征在于:所述的重啟切割單元是當(dāng)預(yù)設(shè)的暫停切割時(shí)間到時(shí)，輔助功能代碼令激光切割系統(tǒng)恢復(fù)切割程序。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK103658998SQ201310652934
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】鄧超, 向水平, 陳根余, 陳燚, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司