数控技术在避免激光切割工件烧损上的研究与应用

杨 英

（浙江经贸职业技术学院，浙江 杭州 310018）

加工零件的烧损主要是由于计算机在应对转角编程过程中，会自动下调运行速度，但是激光切割功率却没有变化，导致阶段性激光切割输出功率过度，超出零件的可承受范围，从而导致零件烧损。因此增加对激光切割运行速度和输出功率的控制可有效降低工件烧损率。

1 激光切割工件烧损探究

无论数控体系如何变更，零件烧损的问题仍然时有发生，因此为了解决这一问题，可对计算机程序进行适当调整，尽量促使运行速度下降，与激光输出功率同步进行，在这个目标下，可在相应数控系统的桌面上，对激光切割运行过程中的速度进行实时监控记录，同时根据曲率最大值时的运行速度为依据，通过激光输出模拟信号对激光输出功率进行控制，在这个情况下，在数控系统硬件设备中也应该配置相应的输出模块，同时在数控系统的加工程序中也应该将实时速度与输出模拟信号进行联系，可通过激光运行实时速度对激光模拟输出型号的控制间接达到对激光功率的控制。

在实验过程中，对数控系统中的硬件配置相应的输出信号，如I/O输出信号，同时也应该配置相应的输入和输出接口，在对运行速度数据的记录中，也可通过数控系统的相关程序进行，如PLC程序，在数控系统中通过桌面窗口对激光运行速度进行监控，可在桌面上设置一个窗口进行自动读写，然后进行记录备份。同时由于在方案中需要对激光切割的运行速度进行记录，即曲线切割时的X轴与Y轴的合成速度，因此可通过数据系统中相关程序进行速度数据读取。假定激光切割机能量输出时，切割速度与切割能量的比值是一定的，因此，随着切割速度的降低且切割能力也会随之降低，然后在实验中，设置工件不同的厚度，功率固定不变，通过激光切割速度的变化确定最佳的切割速度，因此可将激光切割的功率与切割速度进行综合考虑，可得出适宜的激光切割工艺线性方程，从而确定激光切割过程中数控技术的最佳应用方案。

2 数控技术在激光切割上的应用

在数控机床激光切割技术生产过程中，为了防止激光切割器的探爪耗损而导致工件烧损，需要增加对数控技术的控制力度，如可采用电容非接触传感器，从而促使激光切割嘴与工件之间的高度保持一致，同时在非金属材料激光切割过程中可利用适当惰性气体或压缩气体作为辅助气体，而金属材料激光切割过程中则需要运用到氧气等活性气体，利用数控技术对气体压力进行适当调整，从而降低切割工件的耗损率。

数控机床激光切割技术随着科学技术的不断发展在数控机床激光加工过程中发挥着越来越大的作用，激光切割机器功率的上升也推动了激光切割生产的加工力度，为了降低数控机床激光切割过程中工件的烧损率，在增加数控激光切割技术精确度的同时也需要增加数控机床激光切割技术的效率。如将数控机床激光切割技术的速度上升到120m/s以上，这样就可以将激光切割生产速度提升到80m/s以上，从而进一步加强数控技术对激光切割技术的控制。

对于数控机床中激光运行速度的有效控制可有效降低工件烧损率，首先可对激光功率密度、光斑尺寸、材料厚度等通过能量平衡及热传导公式进行计算，可有效促进数控激光切割设备技术的进一步开发，如激光切割头、立体切割数控机床制造工艺等，从而促使数控机床激光切割技术向三维高精度发展，如CAM三维软件数控系统等，可在激光曲面切割过程中发挥更大的优势，可以严密控制激光切割过程中激光切割速度与激光输出功率，从而避免在激光曲面切割过程中由于激光输出功率过大而导致工件烧损。同时对于数控机床激光切割技术可进行进一步开发研究，实现激光切割对远光程厚板切割过程中可以有效控制输出功率。数控机床激光切割技术在发展过程中可进一步突破，如：高功率传输光速聚焦技术、数控机床激光切割结构与驱动技术、专业曲面激光切割控制技术等。在相应的数控体系的基础上，结合激光切割特点，从而对数控机床激光切割技术进一步开发，促使数控系统中的数据信息可以逐步转化为具体的数据代码，促使数控机床激光切割技术可以集监测切割、高度电容跟踪、穿透监测为一体。此外，在数控机床激光切割过程中需要对聚焦透镜进行合理选择，除了对其均匀性、导热性进行严格要求之外，也需要保证聚焦透镜的吸收率尽可能降低，在抛光表面可采用优质的镀膜，如可选择平凹镜作为聚焦透镜，主要考虑到平凹镜不涉及品质成像问题的同时也具有良好的导热性。

3 结语

总而言之，文章通过对数控机床激光切割过程中工件耗损影响因素的实验，得出数控机床激光切割过程中工件烧损主要是由于激光切割速度与激光切割输出功率的不平衡，因此在以后的激光切割过程中，需要进一步完善数据控制系统，增加对激光输出功率的控制，从而有效降低激光切割过程中的工件耗损率。