多轴激光加工的编程策略
激光多轴切割与其它多轴数控加工一样,都会涉及到工件定位夹具的问题, 来自英国Camtek公司的PEPS软件解决这一问题的方法非常简单、实用。PEPS使用了一个夹具自动报表,首先通过CAD转换接口读入产品模型数据,并对碎面与破面等丢失或失真的数据进行修复,然后为加工模型设置参考位置进行固定,确定需要加工的范围、高度以及夹具材质、板厚等参数,系统会根据这些参数产生适当的产品截面轮廓线,生成实体轮廓图形支撑工件,在确定好夹具相应的间距后,这些实体的夹具会自动生成二维平面图形,按预先提供的夹具板材大小,生成自动排样好的图形文件与NC切割文件,使夹具的制作简便、快捷。
但切割钣金件与加工模具或其它机加产品不同,由于夹具和被切割的产品都是一些相对较薄的钣金件,其强度比较弱,除了一些辅助措施(如在非干涉区域加定位销或压嵌夹)以提高产品的定位精度外,程序的编制也尤为关键。
众所周知,板件冲压成型后,根据产品形状的不同有着不同程度的回弹,切割顺序的不同,在内部应力的释放和切割时的辅助高压气体的冲击下,回弹和变形的程度也有所不同,对后续切割产品的定位有着很大的影响,所以切割一般遵循先孔后边、先小后大、先内后外的原则,对于一些复杂的产品需做特殊处理的例外;刀轴矢量的控制一直是五轴加工技术中的重点和难点,在刀轴矢量的控制方面,PEPS五轴编程系统具有较智能化和便捷、灵活的控制模块,在程序的编制过程中,系统会根据产品曲面上的三维轮廓自动捕捉各节点的矢量方向,不需编程技术人员设置驱动面或驱动线而产生流畅的加工轨迹。
对于一些形状复杂的产品,由于局部曲率有很大的变化,如R附近,切割时曲率的改变造成进给的减小,使激光的能量在有效的切割长度内集聚堆积而烧伤产品,严重影响产品的质量,这就需要对这些区域的刀轴矢量方向做适当的调整,使之产生理想的刀轨。