一种激光切割转角的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及激光加工领域，尤其是涉及一种激光切割厚碳钢板转角的方法及系统，包括以下步骤：（Ａ）激光从待加工工件的一边切割至转角位置，暂停切割程序；（Ｂ）待工件冷却至一定温度时，重启切割过程，激光从待加工工件转角位置的另一边切出。本发明通过将角点位置处连续切割过程打断，让角点在未形成之前有一段降温时间后，再从角点切出时不至于使角点的温度过高而出现角点熔损的现象。
【专利说明】一种激光切割转角的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光加工领域，尤其是涉及一种激光切割转角的方法及系统。
【背景技术】
[0002]激光切割是利用经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、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。该过程会放出大量的热，如热量不能及时散失短时间内达到甚至超过被照射工件熔点时，就有可能对工件造成熔损。
[0003]传统的切割一般是通过功率或速度等参数的变化来防止烧蚀拐角，但在切割到拐角的另一边的时候，会形成一个孤立的拐角部，此时的热量只能通过空气进行散热，所以在拐角的另一边进行切割时，由于时间间隔短，空气的散热非常慢，即时有辅助气体，也无法在将热量散到熔损的要求下，即会烧蚀掉拐角部。
[0004]如图1所示:激光切割厚度为IOmm以上，角度为90度以内的碳钢小角度转角时，激光束从角的一条边切进到角点然后从另一条边切出，由于直接转角，角点位置在短时间内会被激光切割两次而导致材料局部温度过高而出现角点熔损的现象。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光切割转角的方法及系统，克服现有激光切割转角时，易出现角点熔损或烧蚀掉拐角部的缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下:
[0007]提供一种激光切割转角的方法，其包括步骤:
[0008](A)激光从待加工件的一边切割至转角位置，暂停切割程序；
[0009](B)待加工工件冷却至一定温度时，重启切割程序，激光从待加工件转角位置的另一边切出。
[0010]本发明的更进一步优选方案是:所述的步骤(A)前还包括预设暂停切割时间的步骤。
[0011]本发明的更进一步优选方案是:所述的待加工件承载于一机床的工作台上，通过该机床的运动带动激光与待加工工件呈相对运动状态，当切割至转角位置时，机床停止运动，激光继续出光至一预设的延时出光时间后再关闭，实现暂停切割过程。
[0012]本发明的更进一步优选方案是:所述的步骤(A)还包括在暂停切割程序时，通过辅助气体对转角位置进行冷却的步骤。
[0013]本发明的更进一步优选方案是:所述的暂停切割时间通过计时器进行计时，暂停切割时间为300ms-500ms，延时出光时间为50ms-200ms。
[0014]本发明还提供一种激光切割转角的系统，包括激光切割系统，以及控制该激光切割系统进行动作的控制装置，其中:所述的控制装置包括:
[0015]暂停切割单元，用以在激光从待加工工件的一边切割至转角位置，暂停切割；[0016]重启切割单元，用以在加工件冷却至一定温度时，重启切割，激光从待加工工件转角位置的另一边切出。
[0017]本发明的更进一步优选方案是:所述的控制装置还包括一控制机床运动和停止的机床控制单元。
[0018]本发明的更进一步优选方案是:所述的暂停切割单元是在每一转角点输出一辅助功能代码，该辅助功能代码令激光切割系统在转角位置处机床停止运动，激光延时出光至一预设的延时出光时间后暂停切割。
[0019]本发明的更进一步优选方案是:所述的控制装置还包括在暂停切割前，预设暂停切割时间和延时出光时间的时间控制单元。
[0020]本发明的更进一步优选方案是:所述的重启切割单元是当预设的暂停切割时间到时，辅助功能代码令激光切割系统恢复切割程序。
[0021]本发明的有益效果在于，通过将待加工件转角角点位置处连续切割过程打断，让角点在未形成之前有一段降温时间，再从转角角点的另一边切出时不至于使角点的温度过高而出现角点熔损的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0023]图1是现有技术熔损缺陷示意图；
[0024]图2是本发明实施例的加工路径示意图。
【具体实施方式】
[0025]现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
[0026]本发明实施例提供一种激光切割转角的方法，其包括首先预设暂停切割时间，将待加工件承载于一机床上，通过该机床的运动带动激光与待加工工件呈相对运动状态，激光从待加工工件的一边切割至转角位置，机床停止运动，激光延时出光至一预设的延时出光时间后关闭，暂停切割程序，该暂停切割时间通过计时器进行计时，暂停切割时间为300ms-500ms,优选350ms和450ms ;当计时器计至预设暂停时间时,待加工件冷却至一定温度，重启切割程序，激光从待加工件转角位置的另一边切出。通过上述方法，使激光切割到角点位置时，暂停切割，将转角角点位置的连接切割程序打断，角点在未形成前有一个降温过程，达到预设时间的降温温度时再重启切割程序，从而避免了角点位置在短时间内温度太高而出现角点熔损的现象。
[0027]本发明实施例还提供一种激光切割转角的系统，该系统包括激光切割系统，以及控制该激光切割系统进行动作的控制装置，该控制装置包括:用以预设暂停切割时间和延时出光时间的时间控制单元；用以在激光从待加工件的一边切割至转角位置，暂停切割的暂停切割单元；用以在加工件冷却至一定温度时，重启切割，激光从待加工件转角位置的另一边切出的重启切割单元；以及控制机床运动和停止的机床控制单元。
[0028]为本发明优选实施例以在碳钢板上切割一个等边三角形的零件为例，如图2所示，其为加工路径示意图。
[0029]本发明优选实施例的控制装置所述的暂停切割单元和重启切割单元是在A、B、C、D每一转角处输出一辅助功能代码M 87，当激光从待加工工件的一边切割至转角位置时，控制装置的暂停切割单元会在每一转角点输出一辅助功能代码M87，该辅助功能代码M87令激光切割系统在转角位置暂停切割；当预设的暂停切割时间到时，控制装置的重启切割单元会控制激光切割系统恢复切割程序。
[0030]本发明实施例的控制装置是通过CNC程序通知PLC对待加工件的暂停切割或重启切割进行控制的，该CNC控制程序如下:
[0031]NlO G00X4Y1
[0032]N20 Q9900IO(LASER0N)
[0033]N30 G01X4Y2F1000
[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(LASER0FF)
[0043]NI30 M30
[0044]结合图2所示，本发明实施例所述的激光切割系统运行至N30行与N50行、N50行与N70行、N70行与N90行、N90行与NllO行之间形成的A、B、C、D四个转角处时，CNC控制程序会在每一个转角点输出辅助功能代码M87。当CNC控制程序运行到MO行时，CNC控制程序通过辅助功能代码M87指令通知PLC，该PLC接收到辅助功能代码M87指令后暂停切割单元，令CNC控制程序停留在当前代码行MO，机床控制单元因没有新的移动指令而暂停，待机床完全停止运动后，PLC控制暂停切割单元实现激光切割系统关闭激光功率但不关闭切割辅助气体，并同时启用一个计时器进行计时，当计时器计时到达预设降温冷却时间时，PLC通知启动切割单元再恢复激光功率并重新激活CNC程序控，CNC程序运行下一行N50，当CNC程序运行到下一个含M87代码行时，均重复以上过程。由此切割完成的三角形零件角点完整，避免了角点熔损的现象。
[0045]本发明实施首先只切割转角之前的材料，然后在到转角处时暂停下来散热，由于转角处的另一边一般为同种材料，同种材料的热扩散是非常快的，所以在几百ms内就可以将温度散到防止熔损的要求之内，无须改变功率，就可以达到转角切割时，转角的角点不会熔损的现象。
[0046]进一步地，本发明另一实施例所述的待加工工件承载于一机床的工作台上，通过该机床的运动带动激光与待加工工件呈相对运动状态，当切割至转角位置时，机床停止运动，激光继续出光至一预设的延时出光时间后再关闭，实现暂停切割过程。
[0047]由于板材截面下部分切断会有滞后，所以在机床停止运动后，仍然需要激光器出光对板材下部分进行切割，在将其完全切透后载关闭激光，实现暂定切割，同时以辅助气体进行冷却。其延时出光时间50ms-200ms，优选100ms。[0048]所述实施例提供一种激光切割转角的系统包括激光切割系统，以及控制该激光切割系统进行动作的控制装置，控制装置包括:用以预设暂停切割时间和延时出光时间的时间控制单元；用以在激光从待加工件的一边切割至转角位置，暂停切割的暂停切割单元；用以在加工件冷却至一定温度时，重启切割，激光从待加工件转角位置的另一边切出的重启切割单元；以及控制机床运动和停止的机床控制单元。
[0049]应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种激光切割转角的方法，其特征在于，包括: (A)激光从待加工工件的一边切割至转角位置，暂停切割程序； (B)待加工工件冷却至一定温度时，重启切割程序，激光从待加工件转角位置的另一边切出。
2.根据权利要求1所述激光切割转角的方法，其特征在于:所述的步骤(A)前还包括预设暂停切割时间的步骤。
3.根据权利要求2所述激光切割转角的方法，其特征在于:所述的待加工工件承载于一机床的工作台上，通过该机床的运动带动激光与待加工工件呈相对运动状态，当切割至转角位置时，机床停止运动，激光继续出光至一预设的延时出光时间后再关闭，实现暂停切割过程。
4.根据权利要求2或3所述激光切割转角的方法，其特征在于:所述的步骤(A)还包括在暂停切割过程时，通过辅助气体对转角位置进行冷却的步骤。
5.根据权利要求3所述激光切割转角的方法，其特征在于:所述的暂停切割时间通过计时器进行计时，暂停切割时间为300ms-500ms，延时出光时间为50ms-200ms。
6.一种激光切割转角的系统，包括激光切割系统，以及控制该激光切割系统进行动作的控制装置，其特征在于:所述的控制装置包括: 暂停切割单元，用以在激光从待加工工件的一边切割至转角位置，暂停切割； 重启切割单元，用以在加工件冷却至一定温度时，重启切割，激光从待加工工件转角位置的另一边切出。
7.根据权利要求6所述激光切割转角的系统，其特征在于:所述的控制装置还包括一控制机床运动和停止的机床控制单元。
8.根据权利要求6所述激光切割转角的系统，其特征在于:所述的暂停切割单元是在每一转角点输出一辅助功能代码，该辅助功能代码令激光切割系统在转角位置处机床停止运动，激光延时出光至一预设的延时出光时间后暂停切割。
9.根据权利要求8所述激光切割转角的系统，其特征在于:所述的控制装置还包括在暂停切割前，预设暂停切割时间和延时出光时间的时间控制单元。
10.根据权利要求9所述激光切割转角的系统，其特征在于:所述的重启切割单元是当预设的暂停切割时间到时，辅助功能代码令激光切割系统恢复切割程序。
【文档编号】B23K26/70GK103817442SQ201410065823
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】邓超, 谢健, 向水平, 刘朝润, 陈燚, 陈根余, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司