一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法技术

本发明专利技术涉及一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，包括以下步骤：设置圆形件的直径D1和切割余量H，获得加工圆的直径D2＝D1+2H，并形成宽度为H的余量环；将若干直径相同的加工圆沿卷料的长度方向排列，形成多个排列周期；使相邻两个加工圆的余量环相互咬合，形成咬合区；相邻两个排列周期之间的咬合区为跨周期咬合区；激光头先对前一个排列周期内除跨周期咬合区以外的余量环进行切割，然后再对后一个排列周期进行切割时，将前一个排列周期的跨周期咬合区切割掉，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割。通过跨周期咬合区与后一个排列周期连接，形成微连接作用，避免圆形件变形向上翘起，而有效避免碰撞激光头。

A cutting method to avoid the collision between the round workpiece and the laser head

【技术实现步骤摘要】
一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法
本专利技术涉及激光切割加工领域，特别是一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法。
技术介绍
据统计圆形毛坯件占最终产品成本的60％左右，一般采用冲、剪、切的加工方式落料，来获得圆形毛坯，广泛的应用于机械制造行业。采用冲压设备具有一定的局限性，比如模具磨损、柔性差、加工变形、噪声大以及材料利用率低等，且对于厚度较厚、强度较强的板材也不适合冲床加工。采用激光进行圆形件落料的方式也逐渐应用在一些工厂中，其生产效率虽然远不及冲床，但可以弥补冲床的劣势，作为边缘辅助生产设备，加工小批量的、定制性的、周期断的圆形毛坯件。如图1所示，在矩形卷料1上排列两个圆形件2，圆形件2和圆形件3。如果按照普通走刀路径，即先沿路径4，先切割完圆形件2。此时，圆形件2与卷料1完全分离，当再切割圆形件3时，无论沿路径5还是路径6，卷料1上都会产生悬臂三角7。由于激光切割辅助气体吹气作用，当激光头沿路径6切割时，辅助气体会向下吹圆形件3，使得悬臂三角7与圆形件3的连接处(即切割剩余的最后一部分)向上翘起，容易碰撞到激光头，产生故障报警，影响切割效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，解决现有现有方法切割圆形件时，容易碰撞到激光头，产生故障报警，影响切割效率的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，包括以下步骤：设置圆形件的直径D1和切割余量H，获得加工圆的直径D2＝D1+2H，并形成宽度为H的余量环；将若干直径相同的加工圆沿卷料的长度方向排列，形成多个排列周期；使相邻两个加工圆的余量环相互咬合，形成咬合区；其中，每一排列周期包括至少两个相互咬合的加工圆，相邻两个排列周期之间的咬合区为跨周期咬合区；激光头先对前一个排列周期内除跨周期咬合区以外的余量环进行切割，然后再对后一个排列周期进行切割时，将前一个排列周期的跨周期咬合区切割掉，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割。进一步地，相邻两个加工圆的圆心距离D3＝D1+H，其中，D1为圆形件的直径，H为切割余量。进一步地，每一排列周期包括三个相互咬合的加工圆，分别为一号加工圆、二号加工圆以及三号加工圆；其中，所述一号加工圆与后一个排列周期咬合形成第一跨周期咬合区，且与二号加工圆咬合形成第一周期内咬合区；所述二号加工圆与后一个排列周期按逆时针依次咬合形成第二跨周期咬合区、第三跨周期咬合区以及第四跨周期咬合区；所述三号加工圆与后一个排列周期咬合形成第五跨周期咬合区，且与二号加工圆咬合形成第二周期内咬合区。进一步地，所述激光头具体按照以下路径进行切割加工：按逆时针切割一号加工圆的第一小段，遇到所述第一跨周期咬合区跳过，再切割第二小段，遇到所述第一周期内咬合区跳过，再切割第三小段；移动到所述第二跨周期咬合区的左侧，按顺时针切割包括第一周期内咬合区在内的第四小段，遇到第二周期内咬合区跳过，再切割第五小段，遇到所述第四跨周期咬合区跳过，再切割第六小段，遇到所述第三跨周期咬合区跳过，再切割第七小段到所述第二跨周期咬合区的右侧；移动到所述第五跨周期咬合区的左侧，按顺时针切割包括第二周期内咬合区在内的第八小段到所述第五跨周期咬合区的右侧；最后在后一个排列周期按上述路径重复切割，刚好能够将第一跨周期咬合区、第二跨周期咬合区、第三跨周期咬合区、第四跨周期咬合区以及第五跨周期咬合区切割，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割；其中，第一小段、第一跨周期咬合区、第二小段、第一周期内咬合区以及第三小段围成所述一号加工圆的余量环；第四小段、第二周期内咬合区、第五小段、第四跨周期咬合区、第六小段、第三跨周期咬合区、第七小段以及第二跨周期咬合区围成二号加工圆的余量环；第八小段和第五跨周期咬合区围成三号圆形件的余量环。进一步地，所述激光头具体按照以下路径进行切割加工：按逆时针切割一号加工圆的a小段，遇到所述第一跨周期咬合区跳过，再切割b小段，遇到所述第一周期内咬合区跳过，顺时针切割二号加工圆的c小段，逆时针切割三号加工圆包括所述第一周期内咬合区在内的d小段，遇到所述第五跨周期咬合区跳过，再切割e小段，遇到所述第二周期内咬合区跳过，再顺时针切割二号加工圆的f小段，遇到所述第四跨周期咬合区跳过，再切割g小段，遇到所述第三跨周期咬合区跳过，再切割h小段，遇到所述第二跨周期咬合区跳过，再切割i小段，再逆时针切割一号加工圆包括所述第一周期内咬合区的j小段；最后，在后一个排列周期按上述路径重复切割，刚好能够将第一跨周期咬合区、第二跨周期咬合区、第三跨周期咬合区、第四跨周期咬合区以及第五跨周期咬合区切割，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割；其中，a小段、第一跨周期咬合区、b小段以及j小段围成所述一号加工圆的余量环；c小段、第二周期内咬合区、f小段、第四跨周期咬合区、g小段、第三跨周期咬合区、h小段、第二跨周期咬合区、i小段、以及第二周期内咬合区围成二号加工圆的余量环；d小段和第五跨周期咬合区以及e小段围成三号圆形件的余量环。进一步地，所述将若干直径相同的加工圆沿卷料的长度方向排列，具体包括：根据排样参数，使卷料的利用率最大。进一步地，所述排样参数包括圆形件的直径D1、加工圆的直径D2、切割余量H、卷料的宽度、纵向顶边余量以及纵向底边余量，确定出卷料纵向加工圆的最大排列个数N。进一步地，所述卷料纵向加工圆的最大排列个数N，其中，w为卷料的宽度，y1为纵向顶边余量，y2为纵向底边余量,D1为圆形件的直径，D2为加工圆的直径，H为切割余量。进一步地，所述切割余量H为2mm至5mm。进一步地，采用多个激光头分别对多个排列周期进行切割加工。相对于现有技术，本专利技术提供的一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，通过激光头先对前一个排列周期内除跨周期咬合区以外的余量环进行切割，然后再对后一个排列周期进行切割时，将前一个跨周期咬合区切割掉，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割。由于在切割前一个排列周期内的圆形件时，圆形件通过跨周期咬合区与后一个排列周期连接，形成微连接作用，能够有效抵抗辅助气体的吹气，避免圆形件变形向上翘起，从而有效避免碰撞激光头，导致报警的问题。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是现有技术提供的激光切割圆形件的路径示意图；图2是本专利技术提供的在卷料上排样加工圆的示意图；图3是图2中相邻相邻两个加工圆的距离示意图；图4是图2中加工圆相互咬合的示意图；图5是激光头按方式一切割的走位示意图；图6是激光头按方式二切割的走位示意图；图7是激光头按方式一和方式二切割的路径对比示意图；图8是用于计算卷料纵向加工圆最大数量的结构示意图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图2和3所示，本专利技术提供的一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：/n设置圆形件的直径D1和切割余量H，获得加工圆的直径D2＝D1+2H，并形成宽度为H的余量环；/n将若干直径相同的加工圆沿卷料的长度方向排列，形成多个排列周期；/n使相邻两个加工圆的余量环相互咬合，形成咬合区；其中，每一排列周期包括至少两个相互咬合的加工圆，相邻两个排列周期之间的咬合区为跨周期咬合区；/n激光头先对前一个排列周期内除跨周期咬合区以外的余量环进行切割，然后再对后一个排列周期进行切割时，将前一个排列周期的跨周期咬合区切割掉，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割。/n

【技术特征摘要】
1.一种避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置圆形件的直径D1和切割余量H，获得加工圆的直径D2＝D1+2H，并形成宽度为H的余量环；
将若干直径相同的加工圆沿卷料的长度方向排列，形成多个排列周期；
使相邻两个加工圆的余量环相互咬合，形成咬合区；其中，每一排列周期包括至少两个相互咬合的加工圆，相邻两个排列周期之间的咬合区为跨周期咬合区；
激光头先对前一个排列周期内除跨周期咬合区以外的余量环进行切割，然后再对后一个排列周期进行切割时，将前一个排列周期的跨周期咬合区切割掉，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割。


2.根据权利要求1所述的避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，其特征在于，相邻两个加工圆的圆心距离D3＝D1+H，其中，D1为圆形件的直径，H为切割余量。


3.根据权利要求2所述的避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，其特征在于，每一排列周期包括三个相互咬合的加工圆，分别为一号加工圆、二号加工圆以及三号加工圆；其中，所述一号加工圆与后一个排列周期咬合形成第一跨周期咬合区，且与二号加工圆咬合形成第一周期内咬合区；所述二号加工圆与后一个排列周期按逆时针依次咬合形成第二跨周期咬合区、第三跨周期咬合区以及第四跨周期咬合区；所述三号加工圆与后一个排列周期咬合形成第五跨周期咬合区，且与二号加工圆咬合形成第二周期内咬合区。


4.根据权利要求3所述的避免加工圆形件与激光头碰撞的切割方法，其特征在于，所述激光头具体按照以下路径进行切割加工：按逆时针切割一号加工圆的第一小段，遇到所述第一跨周期咬合区跳过，再切割第二小段，遇到所述第一周期内咬合区跳过，再切割第三小段；移动到所述第二跨周期咬合区的左侧，按顺时针切割包括第一周期内咬合区在内的第四小段，遇到第二周期内咬合区跳过，再切割第五小段，遇到所述第四跨周期咬合区跳过，再切割第六小段，遇到所述第三跨周期咬合区跳过，再切割第七小段到所述第二跨周期咬合区的右侧；移动到所述第五跨周期咬合区的左侧，按顺时针切割包括第二周期内咬合区在内的第八小段到所述第五跨周期咬合区的右侧；最后在后一个排列周期按上述路径重复切割，刚好能够将第一跨周期咬合区、第二跨周期咬合区、第三跨周期咬合区、第四跨周期咬合区以及第五跨周期咬合区切割，完成前一个排列周期内的所有圆形件的切割；其中，第一小段、第一跨周期咬合区、第二小段、第一周期内咬合区以及第三小段围成所述一号加工圆的余量环；第四小段、第二周期内咬合区、第五小段、第四跨周期咬合区、第六小段、第三跨周期咬合区、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑，郭伟建，邓超，邓舟泰，杨盛林，曾楷滨，陈焱，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，大族激光智能装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44