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多轴切割实现复杂激光光路的数控编程
2011-02-15 17:22:54
在全球的制造机构中,多轴联动激光切割机的应用正变得日益普遍。这些长期以来应用于航空与汽车工程领域的复杂的多功能机床,正在成为许多中小型精密与合同工场的标准设备。

  这种高生产力设备的应用大致可分为两个不同的领域:比如应用于在受压或拉延3D部件上切割孔,或在透平机部件上激光钻孔的机床,以及那些特别设计用于切割管道部件——圆管或非圆管部分、非线性管道及预成型管道等部件的机床。许多模型还拥有二次旋转轴附件,能够对加工期间需要旋转移动的部件进行加工。  最近的机床技术发展要求这两种程序能够完全转换,采用3D五轴切割,视需求插入“管道模式”切割操作,在微型部件的制造应用中,比如那些医疗设备制造的应用中正在采用占地面积小的机床。

  快速移动设备

  由于“自由度”、损害的可能性、代价巨大的碰撞以及对激光光路精度的要求,这些硬件都需要进行大量的编程及控制。

  近年来,CAM软件在这些技术方面已取得了快速的进展。例如,Camtek公司的PEPSSolidCut套件正在减轻世界各地的许多编程人员及生产经理的工作负担,显著提高了生产力,节约了大量时间。这种解决方案由3D/三—五轴程序及三—六轴管道加工应用两种模块组成。

  全球成功应用多轴程序的几个实例说明了各公司所获得的好处。

  位于英国艾塞克斯(Essex)郡巴西尔登(Basildon)的IlfordEngineering公司是汽车工业高精度部件的供应商,因Lotus与McLaren等公司需要更为复杂的部件,该公司安装了一台PrimaRapido五轴激光切割机。该公司以前曾经将此类工作分包出去。因功能及价格原因,该公司所选择的激光软件CAD/CAM系统是PEPSSolidCut。该软件具有许多益处,其中一项是模拟功能的改进。首席编程员RobBlackwell指出这一特点领先于他在其它地方测试的软件,他指出,该版本甚至能够显示应用中的加料管道。采用PEPSSolidCut程序的Rapido激光切割机,大大增加了Ilford公司内部能够制造的零件类型.

  在世界另一端的澳大利亚墨尔本,成立15年、拥有40名员工的激光加工代工中心Laser3D公司,运行着13台由辛辛那提的LaserLab(8)与TRUMPF(4)提供的激光切割系统。该公司供应成型的金属部件及塑料部件,主要供给汽车工业的客户,如福特、丰田及通用汽车霍顿公司(图2)。工件在两个车间中生产,使公司能够提供范围广泛的激光切割与焊接服务。为了满足日益增加的金属切割要求,Laser3D公司扩大了激光切割机组,因此,公司必须更为高效地处理编程问题。

  总经理BrianFinn称:“我们正在寻找可能的方式,改进我们的五轴切割设备的响应时间及精度”。例如,在LaserLab系统上的初始编程是通过示教方式,夹具的生产缓慢,程序不是很准确,因此浪费了加工时间。该公司购买了PEPSSolidCut激光软件,用于LaserLab及TRUMPF机床,除获得其它好处外,还节约了大量设计与制造夹具的时间(达到80%),设置时间比手动示教方式缩短了50%,精度也得到了提高。

  Laser3D公司计划扩大其现有的工厂。Finn说:“我们的TRUMPF激光单元,三台LaserLab五轴Pentacon机床及其它设备,与PEPSSolidCut激光软件一起,使我们能够满足苛刻的交货限期。因切割是直接采用设计数据,实际上消除了人为误差因素,因此,我们能够生产更高精度的成品。

  在欧洲,FerralSystemsB.V.(位于荷兰的Monster)公司已成立六年,拥有27名员工,是主要生产用于温室产业的钢铝构件。两年前,它从Balliu购买了当时世界上最长的激光管道切割机。该LTC13000管道切割机能够切割13米长的管道;因为这些管道是在13米长的卡车上输送的,因此这点很重要。Camtek与Balliu密切合作,为PEPSSolidCut激光管道切割系统提供支持。

  在评论采用PEPS的优点时,主程序员GuidoHofstede说:“各种特点,诸如对角切割,使我们能够直线切割管道,且仍能在切割角下放一块板。”该公司生产的许多构件需要将各种部件焊接到一起,因此新产品采用SolidCutLaser设计,使各个部件能够就地嵌入与拧入,因此,各部件更易于包装和运输给客户,损坏更少,而客户能够更容易地组装各部件。而且,在激光方面的生产时间仅需增加4-5分钟,与之相比,手动焊接需要20分钟。Hofstede说:“客户喜欢这种无焊接概念,有些客户甚至投资购买特殊的工具,以适应我们的新设计,使工作速度更快。”

  FerralSystems公司分两班以90%的负荷运行激光切割机,在12个月内,其业务已经增加了30%,因此,公司正在考虑另装一台激光切割机。

  切割部件

  对用户来说,在SolidCutLaser内生成一个复杂的多轴激光光路很简单。该系统可以自动使用或交互应用。特征寻找工具可以快速确定待加工区域;用户控制合适的切割技术,应用于任何切边切割。

  对部件表面的切<
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