近幾年，激光切割機(jī)對(duì)鈑金行業(yè)發(fā)展的作用日益凸顯，一臺(tái)技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大的激光切割機(jī)是光、機(jī)、電一體化的復(fù)雜系統(tǒng)，它實(shí)用的切割功能是實(shí)現(xiàn)高效率、高品質(zhì)板材加工的重要保障，本文通過對(duì)激光切割功能的盤點(diǎn)，旨在讓讀者更深入地認(rèn)識(shí)激光切割工藝，從而更好地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中來。
蛙跳
加工圖1所示板材時(shí)，切割完孔1，接著切割孔2，切割頭要從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，機(jī)器是“空”跑的，且切割頭移動(dòng)時(shí)要關(guān)閉激光，這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程稱為空程。蛙跳就是激光切割機(jī)的空程方式。
早期激光切割機(jī)空程運(yùn)行時(shí)切割頭的行走路徑如圖2所示，切割頭要次第完成三個(gè)動(dòng)作：上升（到足夠安全的高度）、平動(dòng)（到達(dá)點(diǎn)B的上方）、下降。
壓縮空程時(shí)間，可提高機(jī)器運(yùn)行效率。如果將次第完成的三個(gè)動(dòng)作，變?yōu)?/font>“同時(shí)”完成，可縮短空程時(shí)間，切割頭從點(diǎn)A開始向點(diǎn)B移動(dòng)的同時(shí)伴隨上升動(dòng)作，接近點(diǎn)B的同時(shí)增加下降動(dòng)作，即切割頭空程運(yùn)動(dòng)的軌跡，猶如青蛙跳躍所畫出的一條弧線。
在激光切割機(jī)發(fā)展過程中，蛙跳稱得上是一個(gè)突出的技術(shù)進(jìn)步。蛙跳動(dòng)作，只占用了從點(diǎn)A到點(diǎn)B平動(dòng)的時(shí)間，省卻了上升、下降的時(shí)間。如果激光切割機(jī)現(xiàn)在還不具備蛙跳功能，恐怕就不入流了。
自動(dòng)調(diào)焦
切割不同材料時(shí)，要求激光束的焦點(diǎn)落在工件截面的不同位置，如圖3所示。
因此需要調(diào)整焦點(diǎn)位置，即調(diào)焦。早期的激光切割機(jī)，一般采用手動(dòng)調(diào)焦方式。如今，許多廠商的激光切割機(jī)都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)焦功能。
有人認(rèn)為，只要改變切割頭的高度，切割頭升高，焦點(diǎn)位置就升高，切割頭降低，焦點(diǎn)位置就降低。事實(shí)上，并沒有這么簡單。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(gè)固定值，即噴嘴高度不變，所以不能通過升降切割頭來調(diào)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(diào)焦。改變聚焦鏡的位置，則可改變焦點(diǎn)位置：聚焦鏡下降，則焦點(diǎn)下降；聚焦鏡上升，則焦點(diǎn)上升。這是自動(dòng)調(diào)焦的一種方式，需要通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)聚焦鏡作上下運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦功能。
另一種自動(dòng)調(diào)焦的方法是：在光束進(jìn)入聚焦鏡之前，配置一個(gè)變曲率反射鏡（或稱可調(diào)鏡），通過改變反射鏡的曲率，改變反射光束的發(fā)散角度，從而改變焦點(diǎn)位置（圖4）。
有了自動(dòng)調(diào)焦功能，可顯著提高激光切割機(jī)的加工效率，加工厚板時(shí)穿孔時(shí)間大幅縮減，加工不同材質(zhì)、不同厚度的工件時(shí)，機(jī)器可自動(dòng)將焦點(diǎn)快速調(diào)整到最合適的位置。
自動(dòng)尋邊
當(dāng)板料放到工作臺(tái)上時(shí)，若板料歪斜，切割時(shí)可能造成浪費(fèi)。若切割機(jī)能夠感知板料傾斜的角度和原點(diǎn)，則可調(diào)整切割加工程序，以適合板料的角度和位置，從而避免浪費(fèi)。
啟動(dòng)自動(dòng)尋邊功能后，切割頭從P點(diǎn)出發(fā)，自動(dòng)測(cè)得板料兩垂直邊上的3點(diǎn)：P1、P2、P3，并據(jù)此自動(dòng)計(jì)算出板料的傾斜角度A，以及板料的原點(diǎn)，如圖5所示。借助自動(dòng)尋邊功能，省卻了原先調(diào)整工件的時(shí)間，降低了工作強(qiáng)度，提升了切割效率。
集中穿孔
集中穿孔也稱預(yù)穿孔，是一種加工工藝，并非激光切割機(jī)本身的功能。激光切割較厚板材時(shí)，每一輪廓的切割加工都要經(jīng)歷兩個(gè)階段，一是穿孔，二是切割。
常規(guī)加工工藝為：A點(diǎn)穿孔→切割輪廓1→B點(diǎn)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(zhí)行，然后回頭再執(zhí)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(diǎn)→切割所有輪廓，如圖6所示。
與常規(guī)加工工藝相比，集中穿孔時(shí)，機(jī)器的運(yùn)行軌跡總長是增加的。但是，這種加工工藝可以避免過燒現(xiàn)象的發(fā)生。厚板穿孔過程中，在穿孔點(diǎn)周圍形成熱量聚集，若緊接著進(jìn)行切割加工，就會(huì)出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。采用集中穿孔工藝方式，完成所有穿孔、返回起點(diǎn)再切割時(shí)，由于有充分的時(shí)間散熱，就避免了過燒現(xiàn)象。
集中穿孔也存在風(fēng)險(xiǎn)。如果在切割過程中發(fā)生碰撞，致使板材位置變動(dòng)，則尚未切割的部分可能報(bào)廢。集中穿孔工藝的應(yīng)用需要配合自動(dòng)編程系統(tǒng)的使用。
橋位（微連接）
進(jìn)行激光切割加工時(shí)，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(huì)失去平衡，乃至翹起。高速運(yùn)動(dòng)的切割頭可能與之發(fā)生碰撞，輕則停機(jī)，重則損壞切割頭。
利用橋位（微連接）切割工藝，可避免發(fā)生此種現(xiàn)象。在對(duì)板材進(jìn)行激光切割編程時(shí)，可將封閉的輪廓斷開若干處，使切割完成后，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(diǎn)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，成熟的編程軟件可根據(jù)輪廓的長度，自動(dòng)加上合適數(shù)量的橋位。還能區(qū)分內(nèi)外輪廓，決定是否增加橋位，使不留橋位的內(nèi)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。共邊切割并不要求零件的外形是矩形，如圖8所示。
圖8中天藍(lán)色線條為公共邊，共邊切割不僅節(jié)省切割時(shí)間，而且減少穿孔次數(shù)，因此，效益非常明顯。假如每天因共邊切割節(jié)省1.5小時(shí)，每年節(jié)省約500小時(shí)，每小時(shí)綜合成本按100元計(jì)算，則相當(dāng)于一年額外創(chuàng)造了5萬元效益。共邊切割工藝的應(yīng)用需要依賴于智能化編程軟件的使用。
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