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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(jī),并且每年都在推出新的機(jī)型。如百超2002年推出加速度2g,2007年推出3g的高速機(jī)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(jìn)一步提高切割效率(高速切割)、降低待機(jī)時間(自動上下料系統(tǒng))、擴(kuò)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(yùn)行成本(降低電耗)等。國外激光切割技術(shù)發(fā)展趨勢有:

高速度

在設(shè)備的運(yùn)行速度上,目前多家企業(yè)競相開發(fā)高速高精度切割機(jī),用以取代機(jī)械沖床,例如瑞士百超激光有限公司推出的BYSPEED機(jī)型,切割速度可達(dá)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(jī)器有效利用率可達(dá)95%,在薄板加工效率上與沖床相當(dāng)。

普瑞瑪工業(yè)公司最新推出的SYNCRONO機(jī)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(jī)床的概念,并將兩臺機(jī)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(jī)床(切割頭)和一臺負(fù)責(zé)在大加工范圍內(nèi)移動的大型傳統(tǒng)機(jī)床,兩者之間通過數(shù)控實現(xiàn)完美的同步運(yùn)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(jī)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(yùn)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(jī)床達(dá)到了一種超乎想象的加T效率,其切割時的加速度可達(dá)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(jī)還要快一倍。同時其運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對手,實際上,SYNCRONO正在開創(chuàng)一個激光切割新時代。   

多自由度

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

以前的三維激光切割機(jī)只能進(jìn)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(jī)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(jī)械、模具、健身器材、鈑金加工等制造領(lǐng)域。

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(jī)一般采取機(jī)載激光器結(jié)構(gòu),加工幅面為3m×25m,切割板厚可達(dá)到40mm,在船舶、艦艇等行業(yè)得到越來越多的應(yīng)用。

智能化

進(jìn)一步把激光器與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)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(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)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(jī),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(diǎn),可同時完成切割、打孔、打標(biāo)、劃線、成形等。


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