通過優(yōu)化切割參數(shù)、調(diào)整子程序和新增輔助工裝，提高激光切割機在薄板加工中的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

新購置的激光切割機，主要應(yīng)用于鈑金件及中厚板產(chǎn)品的加工，其優(yōu)點是應(yīng)用范圍廣，加工精度較高，不同材質(zhì)、不同厚度的金屬和非金屬都可以加工，特別是在曲線加工和小批量異形零件加工中有較大優(yōu)勢。由于激光切割機固定資產(chǎn)價值大，在使用過程中如何提高激光加工的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，是現(xiàn)場需要解決的一個重要環(huán)節(jié)。

公司為專業(yè)汽車板材配套公司加工的L11K激光切割件，是轎車車門用材料，該件先用激光切割出外形后，與不同厚度的高強度板材激光焊接在一起，再進行沖壓成形加工，以達到既能減輕部件重量，提高材料利用率，又能滿足部件局部強度的要求。

L11K激光切割件的技術(shù)要求此件每月產(chǎn)量大約4000件，交貨期較短，產(chǎn)品加工精度要求高

其中：

⑴切割件尺寸較大，為0.65mm×1730mm× 910mm，板料厚度較薄，易變形；

⑵切割后直線度a要求在0.05mm以內(nèi)，毛刺b要求在0.03mm以內(nèi)；

⑶切割后對角線c要求在1.0mm以內(nèi)，平面度d要求在1.0mm以內(nèi)；

⑷切割后對稱度e要求在0.5mm以內(nèi)。由于新購置的激光切割機設(shè)備復(fù)雜程度高，特別是控制及編程部分，采用的是進口件，中文操作說明書編寫過于簡單，沒有提供相應(yīng)子程序的調(diào)用及修改說明，在初期操控激光切割機時，有許多方面需在實踐中進行摸索和熟悉。從試割的統(tǒng)計情況可以看出，在L11K激光切割件品質(zhì)不良問題中毛刺超差所占的比率最高，其次是對稱度，另外還存在產(chǎn)品生產(chǎn)效率低的問題。

原因分析

⑴由于激光切割機為新購進的設(shè)備，要想加工出高質(zhì)量的產(chǎn)品，需熟悉相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，還要對機床性能有較深的了解和有豐富的操作經(jīng)驗。

影響切割毛刺的主要原因有：

1)激光聚焦點設(shè)置不當(dāng)；

2)激光功率調(diào)整不當(dāng)；

3)切割速度調(diào)整不當(dāng)；

4)氣體壓力調(diào)整不當(dāng)。

⑵由于材料長寬尺寸為1730mm×910mm，因長度有7mm誤差的存在，使切割后對稱度e的精度較難保證，并影響到激光加工的生產(chǎn)效率。

⑶在說明書中，切割不同材料所選用的切割氣體是不同的，對碳鋼切割選用高純氧，對有色金屬及不銹鋼切割選用高純氮。被切割材料是SPT83BQ(日本鋼號)，為表面有鋅合金防銹層的高強度碳鋼，在試割時選用純氧作為切割氣體，結(jié)果切割斷面結(jié)瘤情況嚴(yán)重。

⑷激光切割機是精密設(shè)備，對現(xiàn)場環(huán)境的灰塵、振動都有一定要求。由于目前激光切割機安裝位置在沖壓中心廠房，與下料區(qū)及鉚焊作業(yè)區(qū)相距較近，下料區(qū)的灰塵及鉚焊作業(yè)時的煙塵都較嚴(yán)重，剪板機工作時的振動也較大，對激光切割機加工精度都會帶來一定影響。

⑸加工的尺寸精度，一方面依靠激光切割頭自身的運動精度，另一方面要通過選擇相應(yīng)的補償量來消除割縫尺寸誤差。通過以上的分析得出，影響激光切割質(zhì)量的主要原因是：

⑴切割參數(shù)的調(diào)整不合理；

⑵材料切割氣體選用不當(dāng)；

⑶激光割縫所對應(yīng)的補償量選用不當(dāng)。

影響切割生產(chǎn)效率的主要原因是：

⑴板料長度誤差；

⑵最佳切割路徑的選擇。

技術(shù)改進對策及實施對策

(1)：確定最佳切割參數(shù)⑴確定激光聚焦點位置參數(shù)。通過調(diào)試比較激光聚焦點在材料厚度為0.65mm的不同位置的切割質(zhì)量，確定聚焦點在板厚中心位置時，切割斷面的質(zhì)量最好。

⑵確定激光功率及切割速度匹配參數(shù)。通過多次反復(fù)調(diào)試，將切割速度由原來的3m/min提高到5m/min的工作狀態(tài)，相匹配的激光功率提高到1200W，能夠保證切割后質(zhì)量滿足要求。

⑶確定氣體壓力匹配參數(shù)。在5m/min的切割速度下，氣壓的穩(wěn)定對切割毛刺影響較大，氣壓波動的最大范圍應(yīng)控制在(1.0±0.2)MPa之間，方能保證切割后的質(zhì)量滿足要求。

制定改進措施

⑴為減少換瓶占用的時間，提高生產(chǎn)效率，決定采用120kg/罐的液態(tài)氮，每罐液態(tài)氮相當(dāng)于20瓶5.3m3/瓶純氮氣。

⑵為解決液態(tài)氮在氣化時罐體表面結(jié)冰嚴(yán)重，導(dǎo)致氣化量跟不上切割時氣體消耗量的問題，考慮增加一套氣化器，并將兩罐液態(tài)氮并聯(lián)使用，以滿足生產(chǎn)需要。

⑶修改切割程序中的子程序，關(guān)閉空行程時氮氣控制閥，節(jié)約氣體的消耗。

⑷加強對氣瓶氣壓的監(jiān)控，規(guī)定每切割100件檢查一次氣瓶壓力。改進后的實施效果在改進措施實施后，L11K激光切割件的切割質(zhì)量比較穩(wěn)定，每月產(chǎn)量穩(wěn)定在4000～5000件，最終檢驗合格率達到99.9%。由于采用大罐液態(tài)氮代替小瓶氮氣，每大罐液氮可割300件左右，而小瓶純氮只能割15件，每件可節(jié)約氮氣2元左右。且由于修改數(shù)控子程序，關(guān)閉空行程時氮氣消耗，又可使每件節(jié)約0.12元。更換氣體頻次也由每天7次降到2天一次，一年可節(jié)約制造成本10萬余元。

結(jié)束語

通過L11K項目的開發(fā)及攻關(guān)，從中積累了不少激光切割的生產(chǎn)經(jīng)驗。在激光加工中，切割質(zhì)量除與上述因素有關(guān)外，還和噴嘴直徑、噴嘴與加工件的距離、噴嘴與光束的同軸度、鏡片的表面潔凈度、激光Y軸飛行恒光路的光斑調(diào)整、激光光路中保護氣體的純凈度等眾多因素有關(guān)。雖然此次解決了L11K薄板件激光加工中存在的問題，但在針對不同材質(zhì)及板厚材料的加工方面仍需進一步積累經(jīng)驗。