管材激光切割系統(tǒng)的關鍵技術（一）

金屬管材在航空器制造、工程機械、汽車工業(yè)、石油化工、農牧機械等行業(yè)應用非常廣泛。因應用場景的不同，需要加工成不同形狀、不同尺寸的零件，以滿足不同行業(yè)的需要。激光加工技術特別適合應用于各種金屬管材的加工。管材激光切割系統(tǒng)有著高柔性、高自動化的特點，能實現(xiàn)不同材料小批量多品種的生產模式。

導光聚焦系統(tǒng)的作用是把激光發(fā)生器輸出的光束引導到聚焦光路的切割頭上。對于激光切割管材，要得到高質量的切縫就需要聚焦光束的聚焦光斑直徑小、功率高。這就使得激光發(fā)生器進行低階模輸出。在進行管材激光切割時，為了獲得較為細小的光束聚焦直徑，激光的橫模階次要小，最好是基模。激光切割設備的切割頭帶有聚焦透鏡，激光光束通過透鏡聚焦后，就能獲得較小的聚焦光斑，這樣就可進行高質量的管材切割。

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軌跡控制

在管材切割中，被加工的管材屬于空間曲面，形狀比較復雜，如果用常規(guī)方法編程加工會有一定的困難，這就要求操作人員根據(jù)加工工藝要求，選擇正確的加工路徑以及合適的參考點，利用數(shù)控系統(tǒng)記錄下各軸的進給情況以及參考點的坐標值，再通過激光切割系統(tǒng)的空間直線和圓弧插補功能，記錄加工過程的坐標值，并生成加工程序。

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自動控制

如何控制激光切割焦點位置是影響切割質量的重要因素。通過自動測量和控制裝置使焦點相對工件表面的垂直方向不變，是激光切割管材的關鍵技術之一。通過對激光焦點位置的控制與激光加工系統(tǒng)直線軸（X-Y-Z ）的一體化，使激光切割頭的運動更加輕巧靈活，而且對焦點的位置都能了如指掌，避免了切割頭在加工過程中與切割管材或者其他物件發(fā)生碰撞。

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光功率的影響

對于連續(xù)波輸出的激光發(fā)生器來說，激光功率的大小會對激光切割產生重要的影響。理論上來說，激光切割管材設備的激光功率越大可獲得的切割速度越大，但是結合管材自身的特點，最大的切割功率并非最佳的選擇。當提高切割功率時，激光自身的模式也發(fā)生變化，這就會影響激光光束的聚焦。在實際加工中，我們常常會選擇在小于最大功率的情況下，讓焦點獲得最高的功率密度，從而保證整個激光切割的效率與切割質量。