图16 在棱角处倒R5mm圆角
对零件倒圆角后,再使用直管激光程序生成系统进行路径生成,路径丢失现象随之消失,见图17。为验证此现象是否为个案,针对此类零件逐个进行更改验证,对出现过路径丢失的零件棱角拐角处倒圆角,之后再利用系统生成所需路径,经过一年的验证,路径丢失未再发生过。
图17 新生成的路径
经过此项验证,可以得出,针对角钢等开放截面型材,由于其截面不封闭,对实际的路径生成是有一定影响的,现在不确定是程序本身BUG还是底层逻辑的缺陷,此现象目前在我司使用的奔腾、通快两台直管激光设备上无法做到完全避免,但是通过局部倒圆角的操作,就可以避免此现象的发生,在目前来说是相对比较合理有效的解决方案。
空气切割和氧气切割的不同割缝补偿方式随着国内激光产业的发展,更低成本的空气切割技术逐渐成熟,市场应用也逐渐增多,以我司为例,之前一直使用氧气切割,但近两年新购入的直管激光切割设备已经切换为空气切割。
与氧气和氮气切割相比,最直观的区别就是加工成本的大幅降低,因为空气本身就在我们身边,所以使用空气切割只需要考虑设备本身使用时产生的电费即可,无需再计算额外的辅助气体费用。虽然空气切割会导致切割面毛刺、挂渣,但是对于型材来说,此种缺陷多存在于型材内表面,对外表面影响相对较小,并且我司生产的管件多用于各种结构件,对割缝处外观要求相对没有那么严格,因此对我司实际生产的影响相对较小。
我司设备经过前期调试和一段时间的生产后,发现与氧气切割相比,割缝的补偿是路径生成时必须要考虑的问题。
我司常用管材的壁厚为2~5mm,原有通快激光切割机使用的是氧气切割,割嘴大小使用多为0.5~1.5mm,日常生产未考虑割缝补偿问题,但是在使用空气切割的新设备投入使用后,发现割嘴的大小达到3mm,后续经常反馈零件配合间隙大的问题。
经过对两种切割方式切割的实物进行对比,最终发现问题出现在割缝补偿上,理论状态下零件切割,我们都默认割缝宽度无限小;实际切割过程中,激光束存在一定的直径,这就导致实际切割过程中存在三种方式,假设理论轮廓长度为L,宽度为W,激光束直径为D。
⑴方式一:激光束直径圆心路径与理论轮廓线重合,如图18所示。此种方式实际切割后轮廓大小:W实际=W理论-D,L实际=L理论-D,实际尺寸与理论尺寸相比均要小一个割嘴直径。
图18 方式一切割
⑵方式二:激光束直径外侧与理论轮廓线重合,如图19所示。此种方式实际切割后轮廓大小:W实际=W理论-2D,L实际=L理论-2D,实际尺寸与理论尺寸相比均要小两个割嘴直径。
图19 方式二切割
⑶方式三:激光束直径内侧与理论轮廓线重合,如图20所示。此种切割方式实际轮廓线与理论轮廓线重合。