专利名称：方形管的激光切割方法
方形管的激光切割方法技术领域：
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及方形管的激光切割方法。背景技术：
目前国内激光切割机在平板和圓管材料的切割方面都得到了很 好的应用，但在方形金属管材的切割方面没有很好的解决方if'办 法，由于方形管材为平板与圓管的结合，切割工艺不成熟，使f寻方形 管材的切割质量无法得到提高，无法满足产品的要求，
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种方形管的激光切割方法，能 够提高切割质量。本发明所采用的技术方案是方形管的激光切割方法，所述方形管包括平面和转角两部分，包 括以下步骤101、 切割头按预定轨迹对方形管的平面部分进行切割，切割头 与方形管在切割方向上的相对速度为VI;102、 转动所述方形管，切割头跟随移动，切割头与方形管在切割方向上的相对速度为V2,且V2小于VI。步骤102中，切割头跟随方形管的转动而移动，使切t'.:头发出的 激光束穿过所述转角部分所在圓的圓心。步骤102中，在平面过渡到转角的切割时，转动所述方形管。步骤102中，通过分割转角角度确定所述方形管的转动角度。 ,歩骤102中，在转角的起始到45度内，方形管的转动速度为等 加速碌程，在转角4;度到90度内，方形管的转动速度为等减速过程。所述方形管为碳钢或不锈钢材料。本发明的有益效果是本发明中分别采用不同的切割速度用于切割方形管的平面和转 角，且切割转角时速度变小，有利于充分对转角进行冇效切割；在对 转角进行切割时，激光束垂直于切割的平面，.即激光束穿过转角所在 圆的圓心，在转角的起始到45度内，方形管的转动速度为等加速过 程，在转角45度到90度内，方形管的转动速度为等减速过程，这阵 就针对管材的具体形状适应性地对切割方法进行改动，提高了管材最 终的切割质量。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一 步的描述。 图1是本发明中切割方形管平面部分的示意图。 图2是本发明中切割方形管转角部分的示意图。 图3是本发明的角度分割的示意图(一 )。 图4是本发明的角度分割的示意图(二)。具体实施方式
本发明的方形管的激光切割方法，所述方形管包括平面和转角两部分，包括以下步骤101、切割头按预定轨迹对方形管的平面部分进行切割，切割头 与方形管在切割方向上的相对速度为VI;.102、转动所述方形管，切割头跟随移动，切割头与方形管在切 割方向上的相对速度为V2,且V2小于VI。 -歩骤102中，切割头跟随方形管的转动而移动，仿:切割头发出的 激光束穿过所述转角部分所在圆的圓心。步骤102中，在平面过渡到转角的切割时，转动所述方形管。步骤102,中，通过分割转角角度确定所述方形管的转动角度。步骤102中，在转角的起始到45度内，方形管的转动速度为4-加速过程，在转角45度到9()度内，方形管的转动速度为等减速过W方形管为^炭钢或不锈钢材料。下面对本发明的方法进行具体说明在方管平面切割使用正常的平板切割方式，在转角处要低速切 割；在方管转动时，切割头必须时刻与方管的切割刃口保持某一相对 速度，且整个过程的相对速度均不同，因此对于编程坐标位置的控制 极其重要。需要的设备有配旋转工作台的激光切割机，且要求旋转 工作台夹具为四爪卡盘。切割头沿管材轴向移动的轴定义为X轴，切割头沿管材径向水平 移动的轴定义为Y轴，切割头沿管材径向上下移动的轴定义为Z轴，裝夹及带动管材旋转的轴定义为A轴。整个切割过程切割的起刀点一般定义在管材的平面以便亍穿 孔，穿孔完后切割平面内的图形，此过程与平板切割没有区别，且A 轴(管材)保持不动；问题的关键是如何对管材的棱边圆弧进行正确 的切割，现就圓弧处的切割做个说明当切割头达到圓角弧处时，A 轴开始带动管材转动，同时.Y轴沿A轴旋转的切线方向移动以保证激 光束始终穿过过渡圓角的圆心，具体的Y轴位置计算参见下文；在此 过程中切割头(Z轴)随着A轴的旋转而上下移动，以保证激光束的 焦点与板面的位置不变；X轴的移动与平板图形切割没有区别。具体 的A轴转速及Y轴位移参见下文。具体步骤如下步骤1:将管材装夹好如图1所示位置，切割头随动到管材表面 之上切割高度，在整个切割过程中切割头在与管材表面始终保持这一 位置做相对运动，同时激光束垂直于切割平面。首先切割头在管材的 平面上切割相应的图案并设在此过程的速度为VI，然后由平-面过渡 到转角的切割并设此过程的速度为V2。步骤2:方型管材开始转动(转90度)，同时切割头Y轴开始跟 随A轴旋转而移动。圓角过渡处激光束始终穿过过渡圓角的圓心，Y 轴位置的计算如下<formula>formula see original document page 6</formula>."、Y。为管材确定的定值；Le = V^'+《， 〃为转动角度，如果A轴转动角度速度为w，则P-0t。管材转动时转角的等加速和等减速控制(A轴转速的计算)。在转角的起始到4 5度内，方形管的转动速度为等加速过程，在转角4 5度到9 0度内为等减速过程。其中进给速度V2-V。xN, V。为设定的转角基准速度；N为加 减速倍率；V,为实际转动时的合成速度即CNC路径速度F。v2=f = Vf f:其中，C = J[(:)2 +1 ] x (L2acos2" + Y。2sin^ + La Y。sin2y9) +1 V AY此处，采用角度等分法根据图形可以计算出前后两点的坐标值，AX和AY为两位置坐标值的差值。在切割程序的编制时，对旋转角度的处理，可以才艮据转角半径大 小，采用角度等分的方法(如图3 、 4所示)，比如8等分、16等分、 32等分等，分得越细位置越精确，但视管材大十、圓角大小和切割 质量来定。经验证，16等分对于大多数管材都能得到较满意的切割 质量。此处，转角的角度分割即相对应于方形管的转动角度。步骤3:方形管的平面再转到水平位置后，即重复步骤1的内容。 方形管的整个切割过程就是以上三个步骤的循环。 在整个切割过程中，切割头的快速移动高度必须设定为大于管材 外接圆半径。F = x [(—)2 +1] x (L + Y02sin2/ + LaY0sin2") +1另外在切割方形管时还有一个难点就是转角处对激光功率的控 制，由于我们采用了功率与速度相关的控制方法，所以这一难点在解决速度的同时也得到了很好的解决。对于管材直径小于50mm的情况 用脉冲切割会得到较满意的质量。以上所述可解决之前切割方形管所存在的技术困难，提高了管材 最终的切割质量，从而扩大了激光切割机的使用范围与功能。
权利要求
1.方形管的激光切割方法，所述方形管包括平面和转角两部分，其特征在于，包括以下步骤101、切割头按预定轨迹对方形管的平面部分进行切割，切割头与方形管在切割方向上的相对速度为V1；102、转动所述方形管，切割头跟随移动，切割头与方形管在切割方向上的相对速度为V2，且V2小于V1。
2. 根据权利要求1所述的方形管的激光切割方法，其特征在于 步骤102中，切割头跟随方形管的转动而移动，使切割头发出的激光 束穿过所述转角.部分所在圓的圓心。
3. 根据权利要求1所述的方形管的激光切割方法，其特征在于 步骤102中，在平面过渡到转角的切割时，转动所述方形管。
4. 根据权利要求1所述的方形管的激光切割方法，其特征在于 步骤]02中，通过分割转角角度确定所述方形管的转动角度。
5. 根据机利要求1所述的方形管的激光切割方法，其特征在亍 步骤102中，在转角的起始到45度内，方形管的转动速度为等加速 过程，在转角45度到90度内，方形管的转动速度为等减速过程。
6. 根据权利要求1至5任一所述的方形管的激光切割方法，其 特征在于所述方形管为碳钢或不锈钢材料。
全文摘要
本发明公开了方形管的激光切割方法，涉及激光切割技术领域。所述方形管包括平面和转角两部分，该方法包括以下步骤切割头按预定轨迹对方形管的平面部分进行切割，切割头与方形管在切割方向上的相对速度为V1；转动所述方形管，切割头跟随移动，切割头与方形管在切割方向上的相对速度为V2，且V2小于V1。本发明的切割方法能够提高切割质量。
文档编号B23K26/08GK101264553SQ20081006500
公开日2008年9月17日 申请日期2008年1月2日 优先权日2008年1月2日
发明者涛 余, 刘振芳, 超 邓, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司