激光切割機的切割效率和切割質量對用戶至關重要,也是企業評價數控切割機采購成功與否和好壞優劣的唯一標準。在激光切割機結構和硬件配置基本相同或類似情況下,激光切割機的切割效率和切割質量主要由優化套料軟件和操作系統的切割控制軟件決定。要想提高激光切割機的切割效率和切割質量,應該采用全時切割、自動切割和高效切割的切割方法,避免在操作系統上進行編程、套料和手動控制切割過程。
激光切割機質量受到各種因素的綜合影響,為了獲得理想的切割質量,各個切割參數被限制在一個狹窄的范圍內,目前仍只能靠反復的實驗來摸索不同條件下合理的切割參數,不僅費時費力,而且無法對切割過程中的擾動因素作出響應。如何在不同的切割條件下迅速尋找到最優的切割參數并使之在切割過程保持穩定顯得尤為重要。因此,有必要在研究對激光切割質量進行在線檢測并實時控制的方法。
高質量激光切割最主要的指標就是無切割缺陷且切割面粗糙度值小,所以實時檢測的目標應能識別切割缺陷并能檢測到反映切割面粗糙度的信息,其中以獲得粗糙度的信息最重要,難度也最大。
進一步研究表明,切割前沿光輻射信號主頻與切割面上部條紋頻率的一致性僅限于較小切割速度的范圍內,當大于一定的切割速度時,信號主頻消失,已找不到與上訓切割條紋相關的任何信息。僅僅依靠切割前沿的光輻射強度信號局限性較大,難以在正常的切割速度下獲得有價值的切割機面粗糙度信息,尤其是近下緣粗糙度的信息。而采用視覺偉感器同時監測切割沒沿和火花簇射的圖像,可以獲得有關切割缺陷和切割面粗糙度更全面更豐富的信息。尤其由切縫下端噴射出來的火花簇射,與切割面下緣的質量狀況更有著昆密的關系,是獲得切割面下緣粗糙度重要的信息源。
所提取的激光切割機前沿光輻射信號的頻譜和主頻,只與切割面上部切割條紋相關,不反映下部切割條紋的情況,所得到不提最有價值的信息。因為一般切割面(很薄板材的切割除處)都分上、下兩部分,上部切割條紋整齊、細密,粗糙度小;下部切割條紋紊亂,粗糙度大,越靠下越粗糙,至近下緣達粗糙度最大值。而檢測信號只反映質量最好區域的情況,不反映下部質量差的情況,更不反映近下緣質量最差的信息,以它作為切割質量評價和控制的依據是不合理的,也是不可靠的。
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