激光切割技巧 (蛙跳式空行程进给/集中穿孔/微连接)

       作为先进的智能制造设备，激光切割机对钣金行业发展的作用日益凸显。在实际的生产过程中，切割方法直接决定了生产效率和工件质量，因此行业内一直在探讨行之有效的切割技巧，以期提高生产效率和产品质量，降低板材浪费率。通过试验探索，我们总结了以下几种激光切割中会用到的切割技巧，包括蛙跳式空行程进给、集中穿孔、微连接的应用。经过在实际生产中的运用，使用这些切割技巧有效的提高了工件的切割质量和生产效率，减少了材料的浪费。

一、蛙跳式空行程进给

        蛙跳是激光切割机的空程方式。如图1 所示，切割过程完成孔1 之后，接着要切割孔2。此时切割头要从点A 移动到点B。当然，移动过程中要关闭激光。从点A 到点B 之间的运动过程，设备“空”跑，称为空行程。

图1 空行程

激光切割机一般空行程如图2 所示，切割头要次第完成三个动作：上升（到足够安全的高度）、平动（到达点B 的上方）、下降。

图2 切割头空行程方式

       而压缩空程时间，可明显提高设备的效率。如果将次第完成的三个动作，变为“同时”完成，便可缩短空程时间，即切割头从点A开始向点B移动时，同时上升；接近点B时，同时下降，犹如蛙跳动作一样，如图3 所示。采用这种空行程方式，其只占用了从点A 到点B 平动的时间，省去了上升、下降的时间。激光切割机采用蛙跳的空行程进给，有效减少了空行程运动时间，加工效率便可有效提升。

图3 切割头空程运动轨迹类似于蛙跳的弧线

二、集中穿孔

       集中穿孔，也称为预穿孔，实际上是一种加工工艺，一般激光切割设备并无此功能。比如激光在切割较厚的板材时，每一个轮廓的切割加工都要经历穿孔和切割两个阶段。而常规的加工工艺为穿孔→切割轮廓1 →穿孔→切割轮廓2，如图4 所示，其中小圆点是穿孔点，箭头是切割路径顺序。

图4 常规激光切割加工路径

而所谓的集中穿孔，就是将整张板料上的所有穿孔过程提前集中执行，然后再执行切割过程，如图5 所示，图中小圆点是穿孔点，箭头是空行程路径顺序。

图5 集中穿孔加工工艺

        集中穿孔的加工工艺路线为完成所有轮廓的穿孔→回到起点→切割所有轮廓。与常规加工工艺相比，集中穿孔时设备的运行轨迹总长有所增加，但其优点在于集中穿孔可有效避免过烧。尤其是在厚板穿孔过程中，在穿孔点周围形成热量聚集，如果此时紧接着切割，就会出现过烧现象。而采用集中穿孔工艺方式，完成所有穿孔、返回起点再切割，由于有充分的时间散热，就避免了过烧现象。

三、微连接

        激光切割在加工时，板料被锯齿状的支撑条托住，被切割下来的零件如果不够小，就不能从支撑条的缝隙中落下；如果不够大，就不能被支撑条托住，则可能失去平衡，发生工件翘起。而高速运动的切割头可能与之发生碰撞，轻则停机，重则发生损坏，如图6 所示。

图6 切割头和翘曲工件发生碰撞

        而采用微连接切割工艺，则可避免发生此类问题。具体方法为：在对图形进行激光切割编程时，有意将封闭的轮廓断开若干处，使得切割完成后零件与周围的材料粘连在一起，不致掉落，而这些断开处，称为微连接（图7）。断开的距离，约在0.2 ～1mm，需按照断开距离与板料的厚度成反比的原则来选取。

图7 微连接

        在激光切割过程中使用微连接将零件与周围材料连在一起时，要根据轮廓的长度，添加合适数量的微连接；还要区分内外轮廓，使不留微连接的内轮廓（废料）掉落，而保留微连接的外轮廓（工件）与母材粘连在一起，从而免去分拣的工作。