數控激光切割

這種設備説簡單了就是一隻手，用它“抓”着“切割介質”，並控制切割的前進方向，它的工作原理是：首先編制程序，將程序輸入數控切割機的控制系統，控制系統發送前進、後退、左、右的指令到機牀的驅動系統，並由驅動系統控制電機的正反轉以及轉速，來帶動機牀的行動，由此而實現對割槍的控制。數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，所以就有了數控等離子切割機、數控火焰切割機、數控激光切割機（簡稱激光切割機）、數控水射流切割機（簡稱水刀）等等。

根據配置的等離子電源大小切割厚度範圍一般在：0.5~100mm以內，極少數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。該設備投資成本根據等離子切割機的功率、品牌等不同，價格不等，使用成本較高，基本上只要能夠導電材料都能切割。

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

根據激光發生器的大小，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，切割材料範圍較大。

數控水射流切割機（簡稱水刀），一般切割厚度都小於20mm，採用高壓水射流並加入磨料(金剛砂或石榴石)的方式切割，切割材料範圍是最廣的，幾乎沒有切不了的東西，設備投資成本僅次於激光，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，因此帶來的環境污染也比較嚴重。

3.1 國外數控激光切割技術現狀與發展趨勢

目前，國際上有代表性的激光切割設備製造商有：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，他們的代表性技術如表1。這些國際知名公司已陸續開發出了大功率、大幅面、高速、飛行光路，三維立體、數控自動的激光切割機，並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的高速機牀，技術發展之迅速可見一斑。

隨着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)、擴大應用面(向三維立體切割、厚板、高反射材料發展)、降低運行成本(降低電耗)等。國外激光切割技術發展趨勢有：

3.1.1 高速度

在設備的運行速度上，目前多家企業競相開發高速高精度切割機，用以取代機械衝牀，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的不鏽鋼，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衝牀相當。

普瑞瑪工業公司最新推出的SYNCRONO機牀則採用了一種與眾不同的全新設計理念，首次在激光切割設計中引入了並聯機牀的概念，並將兩台機牀合二為一：一台具有極高動態性能和極輕重量的小型切割機牀(切割頭)和一台負責在大加工範圍內移動的大型傳統機牀，兩者之間通過數控實現完美的同步運動和最佳的加工效率優化。由於切割頭部分的重量極輕，故能實現非常高的動態性能，同時機牀還採取了特殊的動態平衡設計和專門優化的驅動控制算法，使其在高速運動的同時軌跡光滑且完全避免了振動。這種設計的結果使SYNCRONO機牀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於對手，實際上，SYNCRONO正在開創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用到複雜曲面，工件的加工，如激光切割機器人、專門用於管材切割的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飾件的切割，無法加工金屬衝壓件。普瑞瑪工業公司創造性地將電容式傳感器集成到三維激光切割設備中，使機牀可以自動適應衝壓件彈性變形造成的誤差，從而使三維激光切割技術真正成為汽車車身加工的一種精密、靈活的加工手段，廣泛應用於汽車、航天航空工業、工程機械、模具、健身器材、鈑金加工等製造領域。

3.1.3 大幅面大厚板

目前，國際上出現了“精密造船”的概念，美國、歐盟、日本、韓國等圍家和地區的船舶製造普遍採用高功率激光切割技術。目前國外主流大幅面激光切割機一般採取機載激光器結構，加工幅面為3m×25m，切割板厚可達到40mm，在船舶、艦艇等行業得到越來越多的應用。

3.1.4 智能化

進一步把激光器與計算機數控技術、先進的光學系統以及高精度和自動化的T件定位相結合，將自動排料、切割工藝數據庫、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，製成如激光衝牀等多功能加工機，更符合工廠複雜加工高效的需要，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。