小技巧与大突破：激光切割“蛙跳”技术

2023-12-14 16:45

激光的切割速度，是决定生产效率的关键。对大规模工业生产而言，小小的激光切割头每提升一点运动速度，都能使整个切割过程效率提升，或许就能在竞争激烈的激光切割中脱颖而出。

这个运动速度不仅取决于激光加工功率大小，也取决于激光头运动路径设计是否合理。在切割过程中，激光头都是按照编写好的程序进行运动的，整个过程看似简单，其实也凝聚着工程师智慧的技巧。比如“蛙跳”技术的开发，就是在实际应用中逐步总结出来的。

蛙跳技术是一种简单的效率改进策略。技术原理其实很简单。早期光纤激光切割机未配置蛙跳技术，如果想要在金属材料上的A、B两个点先后打孔，由于激光头运动过需要离开金属表面，这就需要让激光头从A点开始打孔，打孔完成后，上抬到一定高度达到A点上方，然后再水平运动到B点上方，再落下到B点开始打孔，整个流程十分繁琐。

其中激光切割头水平运动的时间，被称为“空程”时间，属于无谓的浪费。

未配备蛙跳技术

针对此，蛙跳技术逐渐被引入。简单而言，就是让激光头从A点到B点的过程中完成上抬和下移操作。当A点打孔完成后，激光头上抬的同时向B点运动；运动到A、B中点附近时激光头达到最高点，同时开始下落。当下落完成时，激光头同时也运动到了B点。

这样，就把运动轨迹中的“折线”化为了“斜线”，三个步骤变成了两个步骤，缩短了激光头运动的路径，从而提升了整个过程的效率。由于这个路径有点像青蛙高高跃起，捕捉猎物然后落下的过程，所以被形象地称为“蛙跳”技术。

配备蛙跳技术

不要小看这个小小的技术革新。首先，在大规模金属板加工中，需要对两个间隔的点加工的情况可谓是多如牛毛，如果每次蛙跳技术能让这个过程快1秒钟，那么对于6000块板材，每块板材都需要“蛙跳”60次的话，就能节约100小时的工时，这就非常可观了。其次，对于大型板材，需要打孔的A，B点之间可能相距很远，一来二去，有无蛙跳技术，其间差距就很大了。

中国制造业“内卷”现状大家都有所了解，而激光切割行业更是如此。某个企业生产的激光切割机一旦配备了蛙跳技术，改进了效率，其他企业就会迅速模仿，否则就会迅速被市场淘汰。很快，蛙跳技术成为了光纤激光切割机的“标配”，这也是激光加工技术升级道路上无数的更新迭代之一。

后来，技术人员又对“蛙跳”的过程做了进一步优化。在蛙跳的上升过程中，让激光头加速运动，直到最高点时达到最高速；在下降过程中减速运动，直到B点停止，正好可以开始加工。实际加工中体现为“无感启停”，避免了急停急走的损耗。

当然，实际加工中情况往往比较复杂，“飞行切割”“短距不上抬”等具体处理逐步被应用于光纤切割中。就是这样一次次细微的技术优化、迭代，日积月累，令激光切割逐步对等离子切割建立了压倒性的优势，也令金属加工行业如“蛙跳”般逾越障碍，突破瓶颈。