【編者按】FANUC作為激光器與系統(tǒng)集成供應(yīng)商涮俄，F(xiàn)ANUC一體化提供激光器鞋伸、控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)莱妥，在這方面具有先進(jìn)克导、獨(dú)到符貌、成熟的集成經(jīng)驗(yàn)。也正是得益于三者的無(wú)縫結(jié)合肪斗，才展現(xiàn)出如此“飛”的藝術(shù)钾排。

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　　隨著近幾年激光設(shè)備的普及，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)從“我要激光”發(fā)展到“為什么要激光”的階段共螺。如何讓激光切割速度更快精度更高就是其中一個(gè)永恒的課題该肴。本文通過(guò)對(duì)高速飛行加工的探討，介紹了FANUC作為激光器與系統(tǒng)集成供應(yīng)商藐不，在這方面先進(jìn)的解決方案與思路匀哄。

　　1、高速飛行機(jī)理

　　1）控制原理：

　　傳統(tǒng)控制方法如圖一所示雏蛮，CNC程序經(jīng)預(yù)處理以后涎嚼，激光功率輸出指令與伺服指令分為相互獨(dú)立的兩路阱州，分別進(jìn)行控制。這樣的結(jié)果是法梯，在插補(bǔ)程序段執(zhí)行過(guò)程中苔货，如果要穿插激光功率控制，時(shí)序上就會(huì)不可控立哑。FANUC 激光系統(tǒng)如圖二所示夜惭，增加了插補(bǔ)和激光功率控制之間的雙向通信，使得激光功率可以跟插補(bǔ)周期同步控制刁憋。如此滥嘴，在插補(bǔ)程序段中穿插激光功率控制成為現(xiàn)實(shí)能眠。

　　2）指令傳輸：

　　僅僅做到激光功率控制跟插補(bǔ)周期同步嫁潦，還不足以實(shí)現(xiàn)高速飛行。傳統(tǒng)方法因使用I/O控制激光器（如圖三）糖窃，指令傳輸速度慢近殖。低速飛行加工（≤3m/min）尚可達(dá)成，高速加工場(chǎng)合烦优，會(huì)因?yàn)楣馐_(kāi)關(guān)響應(yīng)延遲菱砚，引起較大的位置偏差。以切割速度30m/min萤掷，數(shù)據(jù)傳輸周期2ms計(jì)算理促，最大會(huì)引起的位置偏差：

　　△E=30m/min×2ms=1mm

　　不僅達(dá)不到激光切割精度（≤0.1mm）,甚至可能造成切割線段不合縫，切割廢料不能自行脫落焊轴。不僅沒(méi)有提高效率控栓，反而增加了后道工序。所以相梭，要想順利進(jìn)行高速飛行控制辽乎，比較可行性的方法是實(shí)現(xiàn)激光指令的高速傳輸及激光器光閘的高速響應(yīng)。

　　FANUC產(chǎn)品使用光纖傳輸相關(guān)激光數(shù)據(jù)涂滴，縮短了傳輸周期（ms提升至us級(jí)友酱，F(xiàn)ANUC專(zhuān)利技術(shù)），并采用了高速響應(yīng)的電子光閘柔纵，極大提升了高速切割的精確度缔杉。圖三所示，兩種傳輸周期條件下搁料，實(shí)際切割的樣件對(duì)比可以印證：2ms傳輸周期條件下或详，在切割直線線段相交點(diǎn)處（②與③），位置偏差很大加缘，而傳輸周期提升至us級(jí)后鸭叙，已無(wú)明顯偏差。至此，我們才真正實(shí)現(xiàn)了高速飛行控制沈贝。

　　2杠人、高速飛行加工樣例

　　飛行加工包括高速飛行加工和低速飛行加工，他們的工藝?yán)砟钍且粯拥模涸诩庸み^(guò)程中宋下，以連貫線為主嗡善，盡量避免出現(xiàn)拐角軌跡，進(jìn)而減少加減速的次數(shù)岖酸，提高加工效率皆坚。下面根據(jù)高速飛行切割與高速飛行打標(biāo)樣例的加工軌跡，簡(jiǎn)單介紹飛行加工的應(yīng)用方法币遮。

　　1）高速飛行切割

圖四所示零件有大量的規(guī)整方孔笑敷，橫向7排，縱向7列躏印，共49個(gè)嫁商。按傳統(tǒng)方法，需要對(duì)每個(gè)方孔單獨(dú)切割笋俭，在每個(gè)拐角都需要加減速捏趴，耗時(shí)較長(zhǎng)。按一個(gè)方孔4次加減速算沦恩，共需要196次筑唁。采用飛行加工，軌跡可以改成縱向14條和橫向14條直線線段拒惯，加減速減少到28次饺饭，大大減少了加工耗時(shí)。

圖五(右)所示龙助，飛行切割進(jìn)給過(guò)程中砰奕，速度保持恒定，通過(guò)控制光束的開(kāi)關(guān)提鸟，分別達(dá)到切割與快移的目的军援。圖五（左）所示V-T曲線可見(jiàn)，因?yàn)橐蚤L(zhǎng)直線線段代替了拐角軌跡称勋，無(wú)需加減速胸哥，所以保證了恒定高速切割。

　　2）高速飛行打標(biāo)

　　圖六所示為高速飛行打標(biāo)樣例赡鲜，在高速飛行加工應(yīng)用中比較有代表性空厌。加工的要求是在不銹鋼板材上進(jìn)行明文打標(biāo)。實(shí)際加工過(guò)程中银酬，整個(gè)圖形被分成N條直線線段嘲更，每條線段均通過(guò)飛行加工的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高速打標(biāo)筐钟。因?yàn)榧す庵噶畹母咚賯鬏敿凹す馄鞴忾l的高速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了恒速率穩(wěn)定高精打標(biāo)赋朦。

　　3咳讲、飛行加工應(yīng)用

　　市場(chǎng)上有一種誤區(qū)認(rèn)識(shí)，認(rèn)為飛行控制只能應(yīng)用于特定形狀线盔，比如方形孔或者扇形孔的常規(guī)排列灸颜，而實(shí)際上任何形狀的工件均可應(yīng)用飛行控制方法。在加工過(guò)程中柄童，我們需要靈活掌握拇从。下面介紹了幾種典型的應(yīng)用場(chǎng)合，以供參考免趋。

　　高可靠性赠恭、高效率的激光設(shè)備能給企業(yè)帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力，而激光設(shè)備的高可靠性索廊、高效率不僅來(lái)源于激光器舒搬、控制系統(tǒng)耻债、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及激光頭這樣的核心部件政辕，更來(lái)源于這幾項(xiàng)技術(shù)的完美匹配。FANUC一體化提供激光器吩猴、控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)淹遵，在這方面具有先進(jìn)、獨(dú)到负溪、成熟的集成經(jīng)驗(yàn)透揣。也正是得益于三者的無(wú)縫結(jié)合，才展現(xiàn)出如此“飛”的藝術(shù)川抡。

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