你知道激光切割機的這些工藝嗎？

近幾年，激光切割機對鈑金行業發展的作用日益凸顯，一台技術先進、功能強大的激光切割機是光、機、電一體化的複雜系統，它實用的切割功能是實現高效率、高品質板材加工的重要保障，本文通過對激光切割功能的盤點，旨在讓讀者更深入地認識激光切割工藝，從而更好地應用到實際生產中來。

蛙跳

加工圖1所示板材時，切割完孔1，接著切割孔2，切割頭要從點A移動到點B，機器是「空」跑的，且切割頭移動時要關閉激光，這個運動過程稱為空程。蛙跳就是激光切割機的空程方式。

早期激光切割機空程運行時切割頭的行走路徑如圖2所示，切割頭要次第完成三個動作：上升（到足夠安全的高度）、平動（到達點B的上方）、下降。

壓縮空程時間，可提高機器運行效率。如果將次第完成的三個動作，變為「同時」完成，可縮短空程時間，切割頭從點A開始向點B移動的同時伴隨上升動作，接近點B的同時增加下降動作，即切割頭空程運動的軌跡，猶如青蛙跳躍所畫出的一條弧線。

在激光切割機發展過程中，蛙跳稱得上是一個突出的技術進步。蛙跳動作，只佔用了從點A到點B平動的時間，省卻了上升、下降的時間。如果激光切割機現在還不具備蛙跳功能，恐怕就不入流了。

自動調焦

切割不同材料時，要求激光束的焦點落在工件截面的不同位置，如圖3所示。

因此需要調整焦點位置，即調焦。早期的激光切割機，一般採用手動調焦方式。如今，許多廠商的激光切割機都實現了自動調焦功能。

有人認為，只要改變切割頭的高度，切割頭升高，焦點位置就升高，切割頭降低，焦點位置就降低。事實上，並沒有這麼簡單。眾所周知，切割頭底部為噴嘴，在切割過程中，噴嘴與工件之間的距離（噴嘴高度）約0.5～1.5mm，是一個固定值，即噴嘴高度不變，所以不能通過升降切割頭來調焦，否則無法完成切割加工。

聚焦鏡的焦距是不可改變的，所以也不能通過改變焦距來調焦。改變聚焦鏡的位置，則可改變焦點位置：聚焦鏡下降，則焦點下降；聚焦鏡上升，則焦點上升。這是自動調焦的一種方式，需要通過電機驅動聚焦鏡作上下運動，以實現自動調焦功能。

另一種自動調焦的方法是：在光束進入聚焦鏡之前，配置一個變曲率反射鏡（或稱可調鏡），通過改變反射鏡的曲率，改變反射光束的發散角度，從而改變焦點位置（圖4）。

有了自動調焦功能，可顯著提高激光切割機的加工效率，加工厚板時穿孔時間大幅縮減，加工不同材質、不同厚度的工件時，機器可自動將焦點快速調整到最合適的位置。

自動尋邊

當板料放到工作台上時，若板料歪斜，切割時可能造成浪費。若切割機能夠感知板料傾斜的角度和原點，則可調整切割加工程序，以適合板料的角度和位置，從而避免浪費。

啟動自動尋邊功能后，切割頭從P點出發，自動測得板料兩垂直邊上的3點：P1、P2、P3，並據此自動計算出板料的傾斜角度A，以及板料的原點，如圖5所示。藉助自動尋邊功能，省卻了原先調整工件的時間，降低了工作強度，提升了切割效率。

集中穿孔

集中穿孔也稱預穿孔，是一種加工工藝，並非激光切割機本身的功能。激光切割較厚板材時，每一輪廓的切割加工都要經歷兩個階段，一是穿孔，二是切割。

常規加工工藝為：A點穿孔→切割輪廓1→B點穿孔→切割輪廓2→……所謂集中穿孔，就是將整張板材上的所有穿孔過程提前集中執行，然後回頭再執行切割過程。集中穿孔加工工藝為：完成所有輪廓的穿孔→回到起點→切割所有輪廓，如圖6所示。

與常規加工工藝相比，集中穿孔時，機器的運行軌跡總長是增加的。但是，這種加工工藝可以避免過燒現象的發生。厚板穿孔過程中，在穿孔點周圍形成熱量聚集，若緊接著進行切割加工，就會出現過燒現象。採用集中穿孔工藝方式，完成所有穿孔、返回起點再切割時，由於有充分的時間散熱，就避免了過燒現象。

集中穿孔也存在風險。如果在切割過程中發生碰撞，致使板材位置變動，則尚未切割的部分可能報廢。集中穿孔工藝的應用需要配合自動編程系統的使用。

橋位（微連接）

進行激光切割加工時，板料被鋸齒狀的支撐條托住。被切割下來的零件，如果不夠小，不能從支撐條的縫隙中落下；如果不夠大，不能被支撐條托住，都可能會失去平衡，乃至翹起。高速運動的切割頭可能與之發生碰撞，輕則停機，重則損壞切割頭。

利用橋位（微連接）切割工藝，可避免發生此種現象。在對板材進行激光切割編程時，可將封閉的輪廓斷開若干處，使切割完成後，零件與周圍材料粘連在一起，不致掉落，這些斷開處，就是橋位，也稱為斷點或微連接，如圖7所示。斷開距離一般為0.2～1mm，與板料厚度成反比。

橋位將零件與周圍材料連在一起，成熟的編程軟體可根據輪廓的長度，自動加上合適數量的橋位。還能區分內外輪廓，決定是否增加橋位，使不留橋位的內輪廓（廢料）掉落，而留橋位的外輪廓（零件）與母材粘連在一起，不掉落，從而免去分揀工作。

共邊切割

如果相鄰零件的輪廓是直線且角度相同，則可以合為一條直線，只切割一次，即共邊切割。顯而易見，共邊切割減少了切割長度，可顯著提高加工效率。共邊切割並不要求零件的外形是矩形，如圖8所示。

圖8中天藍色線條為公共邊，共邊切割不僅節省切割時間，而且減少穿孔次數，因此，效益非常明顯。假如每天因共邊切割節省1.5小時，每年節省約500小時，每小時綜合成本按100元計算，則相當於一年額外創造了5萬元效益。共邊切割工藝的應用需要依賴於智能化編程軟體的使用。