數(shù)控激光切割機床

用于工業(yè)切割以及刻蝕金屬材料所制成的主料板。

最大切割功率1000W，切割幅面3000*1500&4000*1500。

根據(jù)激光發(fā)生器的大小，切割厚度在0.1~20mm左右一般都不超過10mm，否則投入成本太大，該設(shè)備投資成本在所有的切割方式中是最高的，而且不是高了一點點，使用維護成本也相當高，切割材料范圍較大。

數(shù)控水射流切割機（簡稱水刀），一般切割厚度都小于20mm，采用高壓水射流并加入磨料(金剛砂或石榴石)的方式切割，切割材料范圍是最廣的，幾乎沒有切不了的東西，設(shè)備投資成本僅次于激光，使用成本也較高，因為所有的磨料都是一次性的，用過一次就排放到大自然中去了，因此帶來的環(huán)境污染也比較嚴重。

技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及需突破的共性關(guān)鍵技術(shù)

3.1 國外數(shù)控激光切割技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

目前，國際上有代表性的激光切割設(shè)備制造商有：德國通快TRUMPF公司，瑞士百超BYSTRONIC，意大利PRIMA，美國WHITNEY公司和日本TANAKA公司等，他們的代表性技術(shù)如表1。這些國際知名公司已陸續(xù)開發(fā)出了大功率、大幅面、高速、飛行光路，三維立體、數(shù)控自動的激光切割機，并且每年都在推出新的機型。如百超2002年推出加速度2g，2007年推出3g的高速機床，技術(shù)發(fā)展之迅速可見一斑。

隨著激光切割的逐步普及，市場要求進一步提高切割效率(高速切割)、降低待機時間(自動上下料系統(tǒng))、擴大應(yīng)用面(向三維立體切割、厚板、高反射材料發(fā)展)、降低運行成本(降低電耗)等。國外激光切割技術(shù)發(fā)展趨勢有：

3.1.1 高速度

在設(shè)備的運行速度上，目前多家企業(yè)競相開發(fā)高速高精度切割機，用以取代機械沖床，例如瑞士百超激光有限公司推出的BYSPEED機型，切割速度可達40m/min，加速度為3g，可切割20 mm的不銹鋼，12mm的鋁合金和6mm的紫銅等，其電耗僅60kW，機器有效利用率可達95%，在薄板加工效率上與沖床相當。

普瑞瑪工業(yè)公司最新推出的SYNCRONO機床則采用了一種與眾不同的全新設(shè)計理念，首次在激光切割設(shè)計中引入了并聯(lián)機床的概念，并將兩臺機床合二為一：一臺具有極高動態(tài)性能和極輕重量的小型切割機床(切割頭)和一臺負責在大加工范圍內(nèi)移動的大型傳統(tǒng)機床，兩者之間通過數(shù)控實現(xiàn)完美的同步運動和最佳的加工效率優(yōu)化。由于切割頭部分的重量極輕，故能實現(xiàn)非常高的動態(tài)性能，同時機床還采取了特殊的動態(tài)平衡設(shè)計和專門優(yōu)化的驅(qū)動控制算法，使其在高速運動的同時軌跡光滑且完全避免了振動。這種設(shè)計的結(jié)果使SYNCRONO機床達到了一種超乎想象的加T效率，其切割時的加速度可達6g，一分鐘內(nèi)可以切割1000個孔，幾乎比目前市場上最快的切割機還要快一倍。同時其運行成本遠遠低于對手，實際上，SYNCRONO正在開創(chuàng)一個激光切割新時代。

3.1.2 多自由度

激光切割機廣泛地應(yīng)用到復雜曲面，工件的加工，如激光切割機器人、專門用于管材切割的2.5D激光切割機、3D光纖傳輸激光切割機等。

以前的三維激光切割機只能進行汽車內(nèi)飾件的切割，無法加工金屬沖壓件。普瑞瑪工業(yè)公司創(chuàng)造性地將電容式傳感器集成到三維激光切割設(shè)備中，使機床可以自動適應(yīng)沖壓件彈性變形造成的誤差，從而使三維激光切割技術(shù)真正成為汽車車身加工的一種精密、靈活的加工手段，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空工業(yè)、工程機械、模具、健身器材、鈑金加工等制造領(lǐng)域。

3.1.3 大幅面大厚板

目前，國際上出現(xiàn)了“精密造船”的概念，美國、歐盟、日本、韓國等圍家和地區(qū)的船舶制造普遍采用高功率激光切割技術(shù)。目前國外主流大幅面激光切割機一般采取機載激光器結(jié)構(gòu)，加工幅面為3m×25m，切割板厚可達到40mm，在船舶、艦艇等行業(yè)得到越來越多的應(yīng)用。

3.1.4 智能化

進一步把激光器與計算機數(shù)控技術(shù)、先進的光學系統(tǒng)以及高精度和自動化的T件定位相結(jié)合，將自動排料、切割工藝數(shù)據(jù)庫、遠程診斷、遠程控制集成一體，把激光切割的功能部件與其他加工方法組合，制成如激光沖床等多功能加工機，更符合工廠復雜加工高效的需要，它兼有激光切割的多功能性和其他加工形式的高速高效的特點，可同時完成切割、打孔、打標、劃線、成形等。2100433B

這種設(shè)備說簡單了就是一只手，用它“抓”著“切割介質(zhì)”，并控制切割的前進方向，它的工作原理是：首先編制程序，將程序輸入數(shù)控切割機的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)送前進、后退、左、右的指令到機床的驅(qū)動系統(tǒng)，并由驅(qū)動系統(tǒng)控制電機的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速，來帶動機床的行動，由此而實現(xiàn)對割槍的控制。數(shù)控切割機一般配置火焰割炬、等離子割炬、激光頭、水刀等切割介質(zhì)，所以就有了數(shù)控等離子切割機、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控激光切割機（簡稱激光切割機)、數(shù)控水射流切割機（簡稱水刀）等等。

適用于各種金屬材料的高精度切割。

數(shù)控激光切割機可加工的材料

不銹鋼、碳鋼、合金鋼、硅鋼、彈簧鋼、鋁、鋁合金、鍍鋅板、鍍鋁鋅版、酸洗板、鈦等金屬板材及管材切割。

數(shù)控激光切割機適用行業(yè)

廣泛應(yīng)用于鈑金加工、廣告標牌字制作、高低壓電器柜制作、機械零件、廚具、汽車、機械、金屬工藝品、鋸片、電器零件、眼鏡行業(yè)、彈簧片、電路板、電水壺、醫(yī)療微電子、五金、刀量具等行業(yè)。

數(shù)控激光切割機要求

各行業(yè)對數(shù)控激光切割機提出了下列要求：

汽車發(fā)念頭和車身沖壓件出產(chǎn)線具有連續(xù)、高效、高可靠性的特點，汽車行業(yè)要求能專門研究汽車零部件的工藝特點、與汽車行業(yè)相互交流共同研發(fā)具有模塊化、系列化的成套柔性出產(chǎn)線。柔性出產(chǎn)線以汽車發(fā)念頭缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸、箱體等樞紐加工件加工為對象，適應(yīng)混流出產(chǎn)的模塊快速組合可重組出產(chǎn)線，把握機能評價、誤差溯源、質(zhì)量控制與治理集成技術(shù)，開發(fā)高速精密、機能可靠的數(shù)控切割機，同時具有高速取料、輔助設(shè)備如具有去毛刺功能等。

大型船舶的樞紐加工件集中在大功率柴油機的機座、機架、氣缸體、缸蓋、活塞桿、十字頭、連桿、曲軸，以及減速箱傳動軸、舵軸和推進器等，樞紐加工件材質(zhì)為特種合金鋼，一般為小批加工，要求加工成品率100%。樞紐加工件具有重量大，外形復雜、精度高，加工難度大等特點。大型船舶樞紐件加工需要具有大功率、高可靠性以及多軸的重型、超重型數(shù)控切割機。

發(fā)電設(shè)備樞紐加工件重量大，外形特殊、精度高、加工難度大、價格昂貴，如核電站壓力容器單件重達400~500噸，大型汽輪機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)子單件重超過百噸，要求可靠工作30年以上。因此，發(fā)電設(shè)備樞紐件制造需要的數(shù)控切割機特點是大規(guī)格、高剛度、高可靠性。

航空產(chǎn)業(yè)典型零件的結(jié)構(gòu)特點是大量采用整體薄壁結(jié)構(gòu)，外形復雜。為了增加航空器的機動性，增加有效載荷和航程，降低本錢，進行輕量化設(shè)計和廣泛采用新型輕質(zhì)材料。大量采用鋁合金、高溫合金、鈦合金、高強度鋼、復合材料、工程陶瓷等。結(jié)構(gòu)復雜的薄壁件、蜂窩件外形復雜，孔、空穴、溝槽、加強筋等較多，工藝剛性差。根據(jù)航空產(chǎn)業(yè)加工件的結(jié)構(gòu)特點和加工要求，要求數(shù)控切割機具有足夠的剛性、操縱簡樸、人機界面清晰、要求樣條插補、過程平均控制，以減少對拐角處加工精度的影響，具有在線丈量仿真功能。