數(shù)控激光切割數(shù)控等離子

根據(jù)配置的等離子電源大小切割厚度范圍一般在：0.5~100mm以內(nèi)，極少數(shù)進口大功率等離子電源能切到100mm以，上但一般也超不過很多。該設(shè)備投資成本根據(jù)等離子切割機的功率、品牌等不同，價格不等，使用成本較高，基本上只要能夠?qū)щ姴牧隙寄芮懈睢?

數(shù)控火焰切割機：普通割炬6~180mm（最大可到250mm），專用割炬也一般不超過300mm，當然也可定制到更大，不過一般廠家用不到。該設(shè)備投資成本最低，使用成本也不高，但切割的材料范圍較小。

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。

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(fù)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(xué)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(fù)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

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(fù)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(fù)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(fù)合材料、工程陶瓷等。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件、蜂窩件外形復(fù)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。

激光器 光纖

激光器激光功率 10W—1000W

任選光路形式 光纖傳導(dǎo)方式

切割幅面 1300mm×2500mm

傳動方式 伺服滾珠絲桿傳動

對焦方式 跟隨式自動對焦

系統(tǒng)定位精度 0.05mm

控制方式 脫機運動控制

支持圖形格式 PLT、DXF、BMP、AI

控制軟件 正版切割軟件

發(fā)展方向

數(shù)

數(shù)控激光切割機行業(yè)未來的發(fā)展，從適用行業(yè)及企業(yè)來看，數(shù)控激光切割機重點發(fā)展范圍將圍繞在在以下幾個方面：

1、高速、精密數(shù)控車床，車削中心類及四軸以上聯(lián)動的復(fù)合加工機床。主要滿足航天、航空、儀器、儀表、電子信息和生物工程等產(chǎn)業(yè)的需要。

2、高速、高精度數(shù)控銑鏜床及高速、高精度立臥式加工中心。主要滿足汽車發(fā)動機缸體缸蓋及航天航空、高新技術(shù)等行業(yè)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)支架、殼體、箱體、輕金屬材料零件和精密零件加工需求。

3、重型、超重型數(shù)控機床類：數(shù)控落地銑鏜床、重型數(shù)控龍門鏜銑床和龍門加工中心、重型數(shù)控臥式車床及立式車床，數(shù)控重型滾齒機等，該類產(chǎn)品滿足能源、航天航空、軍工、艦船主機制造、重型機械制造、大型模具加工、汽輪機缸體等行業(yè)零件加工需求。

4、數(shù)控磨床類：數(shù)控超精密磨床、高速高精度曲軸磨床和凸輪軸磨床、各類高精高速專用磨床等，滿足精密超精密加工需求。

5、數(shù)控金屬成形機床類（鍛壓設(shè)備）：數(shù)控高速精密板材沖壓設(shè)備、激光切割復(fù)合機、數(shù)控強力旋壓機等，主要滿足汽車、摩托車、電子信息產(chǎn)業(yè)、家電等行業(yè)板金批量高效生產(chǎn)需求及汽車輪轂及軍工行業(yè)各種薄壁、高強度、高精度回轉(zhuǎn)型零件加工需求。

6數(shù)控電加工機床類：大型精密數(shù)控電火花成形機床、數(shù)控低速走絲電火花切割機床、精密小孔電加工機床等，主要滿足大型和精密模具加工、精密零件加工、錐孔或異型孔加工及航天、航空等行業(yè)的特殊需求。

7、數(shù)控專用機床及生產(chǎn)線：柔性加工自動生產(chǎn)線FMS/FMC）及各種專用數(shù)控機床，該類生產(chǎn)線是針對汽車、家電等行業(yè)加工缸體、缸蓋、變速箱箱體等及多品種變批量殼體、箱體類零件加工需求。

工業(yè)母機式機床設(shè)計，確保了激光切割過程的高速和穩(wěn)定，選配不同功率的光纖激光器，能對各種金屬和材料進行切割打孔高速精密加工，配合跟隨式動態(tài)調(diào)焦裝置，在切割過程中，始終能夠保持切割品質(zhì)如一，不失為一款高性價比的大幅面激光切割機。