在工业4.0时代，生产效率、零件质量成为各企业在生产制造过程中重点关注的对象，借助新技术的集成化解决方案，以减少人工、提高零件生产效率和质量的方式越来越受到现代制造业者们的青睐。
通快公司作为机床行业的领导者，中国市场一直是其业务重要组成部分，其新型激光快速切割机床在国内钣金行业形成了一定的影响力。出于对生产效率的考虑，我司在新工艺布局过程中，经过对解决方案、性价比等多方面的对比，最终确定新增一台通快管件激光切割机。经过实际应用，我司管类零件的生产效率和质量稳定性有了较大的提升，但在使用过程中，也出现了一些过程问题，以下从我司实际应用角度出发，借用两项具体案例，对通快管件激光切割机的编程技巧和注意事项进行探讨。
过程探讨以下将从我司实际使用中出现的，有代表性的几个方面进行探讨说明。
管件外形R角处割孔出现“喇叭口”直管类零件上多存在各种定位孔，在我司某零件的加工过程中，矩形管R角处圆孔加工后出现“喇叭口”的现象，具体如图1所示。
图1中Φ4孔位置在矩形管R角相贯线处，按正常步骤，画图并编程后，程序自检结果如图2所示。
图中无异常，程序也未提示报错，但是实际零件加工后，孔外形却如图3所示，整个孔呈“ 喇叭口”状，型材外表面圆形不规则，且在R角上部分出现明显变形。
由于该孔为外露面，顾客对外观质量要求较高，因此需要对该缺陷进行整改，经过与厂家沟通，得出原因为在管件激光切割过程中，默认激光头与所切割平面法相垂直，在加工本案例中孔的时候，激光头切割到R角面上孔外圆的时候，机床为保证激光头与切割面的垂直状态，会对原材料进行轻微旋转，最终导致了“喇叭口”缺陷的产生。
图1 图纸要求
图2 管件激光自检结果
图3 加工后实物状态
鉴于此，为解决此问题，经验证，可以在程序基准图准备过程中，对切割路径添加约束，如图4所示。
修改后，切割路径及效果如图5所示。从图5中可以看出，对孔位置的切割路径进行了约束使其成为规则圆形，实物与效果图一致。
从本案例可以看出，通快管件激光切割过程中，默认激光头的位置与切割面成法向垂直，在切割圆弧面时，机床会依据此原则对材料进行角度微调，但是此微调会导致圆弧面的路径与实际需求出现偏差，对于非外露面可以不予理会，但是如果影响到外观质量，针对此情况，就需要在基准图准备过程中对激光头位置进行约束。同时，在产品设计过程中，需要尽可能避免此类孔的出现。
异形管内凹型面的切割
图4 对切割路径添加约束
图5 修改后切割路径图
由于产品设计的差异化，各个厂家或多或少都会设计符合自身产品需求的异形截面型材，此类型材与国标管不同的是，截面尺寸不定，形状不定，在实际加工过程中，常规的程序编制步骤无法使用，程序各种报错，发生撞枪现象。经过与厂家人员对设备和程序的反复调试验证，最终发现，在加工异形管时，如果异形管存在内凹面，需要对内凹面的切割路径进行调整，通过对切割线、切割角度的调整，人为的规划内凹面的切割路径。经此方案验证，我司常用的几种异形管，如八字管、P形管（图6）等，均实现了正常生产，效果良好。
图6 P形管自生成截面切割路径
原切割路径为程序依据基准图自动生成，系统显示正常，但实际上已经发生碰撞，无法使用，需要进行调整，首先确定做调整的切割线，如图7所示。
图7 确定做调整的切割线
图8 激光头角度的调整
内凹面切割路径调整后，为防止激光头与型材外壁干涉，出现撞枪现象，需要对路径上不同位置的激光头角度进行微调（图8），经过我们长时间验证，得出这样的结论：在不干涉的前提下，激光头角度小于25°为宜。
内凹面调整后，同样为防止干涉，在切割过程中，需要激光头在进入内凹面前，将角度调整完成，因此，在过渡面上，增加角度约束，使机床在切割时，提前将激光头位置调整完成，以防止出入内凹面时出现干涉，如图9所示。
上述所有位置调整后现场反馈能正常生产，但还是偶尔会出现报错情况，后经过对路径、实际切割报错时的位置进行对比，发现，每次报错均为需要切割图10所示位置时。由于上述问题通快公司没有遇到过，只能现场一种方法一种方法的试，最终发现，当把图示位置料厚方向进行倒角后（图中已做倒角），切割得以顺利进行，并且再未出现过报错。
图9 过渡面位置调整
图10 报错位置
经过对解决方案的原理进行分析讨论，一致认为，通快的激光器在切割过程中，切割面与激光头必须存在一定的角度，如果出现切割路径中激光头与切割面小于一定角度的时候，系统默认将无法加工，以我司在此案例中所用到的型材来说，该角度为30°，即将料厚方向进行30°倒角的时候，问题可得以解决。
结束语上述阐述的两种问题仅仅是我司在实际应用过程中出现的两种具有代表性的问题，作为集成方案提供商，通快确实能够带来效率、质量的提升。但是每个企业的生产特点不同，通快公司也不可能完全了解每一家企业的详细特点，在实际应用中，就需要我们依据企业自身的需求特点、产品特点，在集成化的基础上进一步调整，以形成完全适用于自身需求的解决方案。
作者简介
技术开发部副部长，工程师，主要从事公司新产品研发及生产准备、技改技措、信息化工作，主持完成的网眼板冲孔工艺研究项目获得中国一拖集团有限公司青年科技创新三等奖，拥有8项专利。
——摘自《钣金与制作》 2020年第12期
