多軸激光加工的工藝流程及編程策略
激光多軸切割與其它多軸數(shù)控加工一樣,都會涉及到工件定位夾具的問題,來自英國Camtek公司的PEPS軟件解決這一問題的方法非常簡單、實用。
PEPS使用了一個夾具自動報表,首先通過CAD轉換接口讀入產(chǎn)品模型數(shù)據(jù),并對碎面與破面等丟失或失真的數(shù)據(jù)進行修復,然后為加工模型設置參考位置進行固定,確定需要加工的范圍、高度以及夾具材質、板厚等參數(shù)。系統(tǒng)會根據(jù)這些參數(shù)產(chǎn)生適當?shù)漠a(chǎn)品截面輪廓線,生成實體輪廓圖形支撐工件。在確定好夾具相應的間距后,這些實體的夾具會自動生成二維平面圖形,按預先提供的夾具板材大小,生成自動排樣好的圖形文件與NC切割文件,使夾具的制作簡便、快捷。
但切割鈑金件與加工模具或其它機加產(chǎn)品不同,由于夾具和被切割的產(chǎn)品都是一些相對較薄的鈑金件,其強度比較弱,除了一些輔助措施(如在非干涉區(qū)域加定位銷或壓嵌夾)以提高產(chǎn)品的定位精度外,程序的編制也尤為關鍵。
眾所周知,板件沖壓成型后,根據(jù)產(chǎn)品形狀的不同有著不同程度的回彈,切割順序的不同,在內(nèi)部應力的釋放和切割時的輔助高壓氣體的沖擊下,回彈和變形的程度也有所不同,對后續(xù)切割產(chǎn)品的定位有著很大的影響。所以切割一般遵循先孔后邊、先小后大、先內(nèi)后外的原則,對于一些復雜的產(chǎn)品需做特殊處理的例外。
刀軸矢量的控制一直是五軸加工技術中的重點和難點,在刀軸矢量的控制方面,PEPS五軸編程系統(tǒng)具有較智能化和便捷、靈活的控制模塊,在程序的編制過程中,系統(tǒng)會根據(jù)產(chǎn)品曲面上的三維輪廓自動捕捉各節(jié)點的矢量方向,不需編程技術人員設置驅動面或驅動線而產(chǎn)生流暢的加工軌跡。對于一些形狀復雜的產(chǎn)品,由于局部曲率有很大的變化,如R附近,切割時曲率的改變造成進給的減小,使激光的能量在有效的切割長度內(nèi)集聚堆積而燒傷產(chǎn)品,嚴重影響產(chǎn)品的質量,這就需要對這些區(qū)域的刀軸矢量方向做適當?shù)恼{整,使之產(chǎn)生理想的刀軌。
同許多大的航空公司和汽車公司目前使用的傳統(tǒng)的復雜加工軟件相比,PEPS五軸編程系統(tǒng)的連續(xù)五軸加工更加簡便。其加工對象的相對單一和任意點矢量可調功能的成功開發(fā),高效、準確的實體仿真,使它從煩瑣的加工策略和程序調試中解脫出來,它的靈活、直觀和易用性使得激光多軸程序的設計對技術工程師來說更易掌握,同時也對該項技術在生產(chǎn)中的應用和推廣創(chuàng)造了有利條件。
雖然激光切割具有速度快、精度高等優(yōu)點,激光切割技術是激光加工應用領域的重要部分,是當前世界上先進的切割工藝之一,但也有一定的局限性,不僅是其昂貴的設備和相應編程軟件制約著它的發(fā)展,其激光器參數(shù)和切割參數(shù)的合理使用也需要進一步的研究與探索。
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