一种激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的制作方法

本发明涉及一种索类火工品的加工技术，尤其是一种激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术。

背景技术：

导爆索的剥离是指将导爆索端头的编织层和塑料包覆层去除，并裸露出一定长度的金属层的过程。去除导爆索端头是为了使内装药剂的铅管和银管外漏，给后续装配套筒留出接口。而目前采用激光去除端头的编织层和塑料包覆层的方法，存在下面这个问题：

由于激光切割过程中，激光产生的热量会融化塑料包覆层，然后一部分融化的包裹层会附着在导爆索表面的激光切口处，产生翻边。若激光能量过多便会造成导爆索表面切口处的较大翻边，且编织物会燃烧熏黑银管,影响后续工序的进行；若激光能量过少，则达不到预定的导爆索切割深度，无法完成生产任务。

针对上述存在的问题，为了提高激光去除导爆索包裹层时的切割效果，本发明提供了一种激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术,实现激光功率的在线调节，而且调节方式是连续的在线动态调节，使得切割剖面不会出现不平整的情况，提高了产品质量。目前还没有类似控制技术。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高激光剥离导爆索的去除效果的控制技术，该方法可有效减少切割表面的翻边。该方法用激光进行导爆索的剥离，通过在线调节激光切割功率和切割速度的关系，使导爆索接受到的激光能量刚好能将其包裹层去除，但同时使得切割表面尽可能不产生翻边。

激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术，它包含以下步骤：

步骤一:建立导爆索切割模型；

步骤二:根据切割模型，通过大量的切割实验确定激光切割模型中的待定参数；

步骤三:在保持激光切割台运动速度不变的情况下在线调节功率，达到最佳切割效果。

本发明的有益技术效果为：本发明通过匹配协调激光切割功率和切割速度之间的关系，能保证去除面的平滑，不产生毛边，有利于后面的加工工序；同时提供了一种新颖的切割模型，对类似加工工艺的改进有借鉴作用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供以下附图进行说明：

图1为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的导爆索切割模型图

图2为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的激光切割功率与速度的在线调节图

图3为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的程序流程图

具体实施方式

下面会结合所述附图，对本发明的实施过程进行详细的描述。

图1为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的导爆索切割模型图，以直径为8mm的导爆索为例，将其截面均分为20层，分别为l1、l2、l3…l20，每一层的厚度均为0.4mm。之后，计算出每一层的截面积s1、s1、s3…s20，假定激光切割的功率与其截面积成正比，那么切割每一层的激光功率可以粗略确定。在切割速度固定不变的情况下，激光切割每一层的时间是相同的，假设切割每一层的时间为t1,，每隔t1的时间，就根据截面积比改变一次激光切割功率。

图2为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的激光切割功率与速度的在线调节图，其中p(t)表示激光的切割功率，位置表示导爆索被切割的位置。在激光剥离导爆索的过程中，切割速度固定不变时，激光切割每一层的时间是相同的，假设切割每一层的时间为t1,，每隔t1的时间，就根据截面积比改变一次激光切割功率。在切割的过程中，每一层的截面积会逐渐变大，因为激光切割的功率与其截面积成正比，所以所需的激光切割功率也逐渐变大，当激光切到导爆索正中间那一层的时候，其截面积最大，所需激光能量最多，激光切割功率也就最大；随后，每一层的截面积会变小，切割所需激光能量变小，激光切割功率也就随着时间变小。因此，激光切割功率随导爆索被切割的位置的变化关系正如图2所示。

图3为本发明所述激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术的程序流程图，具体实现步骤如下:

(1)建立切割模型,将导爆索截面均分为n层，为l1、l2…ln，其厚度为d1，并分别算出每一层的截面积，其截面积与切割所需的激光能量成正比；

(2)假定导爆索的切割深度与激光的能量成指数型模型，其中q表示切割所需的激光能量，l为导爆索的切割深度，k0、k1是待定参数；固定激光切割功率p1不变，取20组不同的切割速度，记录下每个速度对应的导爆索切割深度lx,并计算出每次切割的激光能量qx，q＝p×d/v,p为激光功率，d为导爆索直径，v为切割速度；使用数据处理工具，对上述20组数据进行指数拟合，得到导爆索的切割深度和激光的能量的数学关系式；

(3)根据步骤(2)得到的数学关系式，可以计算出切割每一层所需的激光能量。然后由公式q1＝p1*d1/v1可计算出切割每一层所需的激光功率，其中q1代表激光能量，p1为激光切割功率，d1为每一层的厚度，v1代表固定的切割速度；

(4)按切割速度由小到大的顺序，以恒定功率p一直剥离导爆索，找到该功率下剥离导爆索的最大速度vmax；

(5)在固定切割速度vmax不变的情况下，根据步骤(3)确定的导爆索每一层的激光切割功率，在线调节激光切割功率，剥离导爆索，并观察切割效果；

(6)若切割面较为平滑，表面无毛边，而且没有伤到导爆索的金属圆管，那么就记录下上述实验参数。否则，就微调之前的切割速度，然后重复步骤(5)，若切割效果还是不理想，那么就继续调节切割速度，再重复步骤(5)，直到达到上述理想效为止，并记录下此时的各项实验参数。

进一步说明，步骤(3)中根据公式可以计算出切割到深度li和到深度li+1所需的激光能量，后者减去前者，其结果便是切断导爆索第li+1层所需的能量；

进一步说明，步骤(5)和步骤(6)中的激光切割功率调节具体操作为，每个切割速度下切割后，要先细致观察每一层的大致切割情况，然后调整每一层的切割功率进行下一次切割；多次调整功率后，若切割效果仍不理想，再才能调整切割速度；然后在固定这个调整后的切割速度，重复步骤(5)即可。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种激光剥离导爆索时激光切割的功率和速度控制技术，属于索类火工品的加工领域。包括以下步骤：1)建立导爆索切割模型；2)根据切割模型，通过大量的切割实验确定激光切割模型中的待定参数；3)在保持激光切割台运动速度不变的情况下在线调节功率，达到最佳切割效果。本发明能明显改善激光剥离导爆索的切割效果，通过建立导爆索切割模型，协调激光切割功率与切割速度之间的关系，能快速精准地实现导爆索包裹层的去除，同时减少切割表面的翻边，提高生产效率。

技术研发人员：魏善碧;柴毅;廖瑞勇;冯川;邓家林;李枫
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2017.06.07
技术公布日：2017.08.04