管材激光切割系統的關鍵技術（一）

金屬管材在航空器制造、工程機械、汽車工業、石油化工、農牧機械等行業應用非常廣泛。因應用場景的不同，需要加工成不同形狀、不同尺寸的零件，以滿足不同行業的需要。激光加工技術特別適合應用于各種金屬管材的加工。管材激光切割系統有著高柔性、高自動化的特點，能實現不同材料小批量多品種的生產模式。

導光聚焦系統的作用是把激光發生器輸出的光束引導到聚焦光路的切割頭上。對于激光切割管材，要得到高質量的切縫就需要聚焦光束的聚焦光斑直徑小、功率高。這就使得激光發生器進行低階模輸出。在進行管材激光切割時，為了獲得較為細小的光束聚焦直徑，激光的橫模階次要小，最好是基模。激光切割設備的切割頭帶有聚焦透鏡，激光光束通過透鏡聚焦后，就能獲得較小的聚焦光斑，這樣就可進行高質量的管材切割。

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軌跡控制

在管材切割中，被加工的管材屬于空間曲面，形狀比較復雜，如果用常規方法編程加工會有一定的困難，這就要求操作人員根據加工工藝要求，選擇正確的加工路徑以及合適的參考點，利用數控系統記錄下各軸的進給情況以及參考點的坐標值，再通過激光切割系統的空間直線和圓弧插補功能，記錄加工過程的坐標值，并生成加工程序。

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自動控制

如何控制激光切割焦點位置是影響切割質量的重要因素。通過自動測量和控制裝置使焦點相對工件表面的垂直方向不變，是激光切割管材的關鍵技術之一。通過對激光焦點位置的控制與激光加工系統直線軸（X-Y-Z ）的一體化，使激光切割頭的運動更加輕巧靈活，而且對焦點的位置都能了如指掌，避免了切割頭在加工過程中與切割管材或者其他物件發生碰撞。

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光功率的影響

對于連續波輸出的激光發生器來說，激光功率的大小會對激光切割產生重要的影響。理論上來說，激光切割管材設備的激光功率越大可獲得的切割速度越大，但是結合管材自身的特點，最大的切割功率并非最佳的選擇。當提高切割功率時，激光自身的模式也發生變化，這就會影響激光光束的聚焦。在實際加工中，我們常常會選擇在小于最大功率的情況下，讓焦點獲得最高的功率密度，從而保證整個激光切割的效率與切割質量。