透过数控机床展看激光切割机的快速发展

透过数控机床展看激光切割机的快速发展资料介绍资料大小：277KB资料栏目：技术开发软件评级：下载方式：免费下载更新时间：2011-03-01资料详细信息数控激光切割机是近l0年来发展迅速的金属成型设备，与数控转塔冲床相比，具有更好的加工柔性和适应性，既可加工金属板材也可以加工非金属板材。仅就加工金属板材而言，采用激光切割工艺不仅可以节省昂贵的模具费用，而且能使加工周期大为缩短，因此特别适用于单件小批生产和大型板材类零件的切割。此外，数控激光切割机可通过编程方便地实现复杂零件的切割和多种零件的优化排料，在这一领域所显现的优势也是其他金属加工设备难以替代的。我国数控激光切割机与其它数控金属成型机床的发展有着相似的历程。起步较早，经历了近l0年的艰苦探索，近l0年的快速发展，终于形成了有自主知识产权的成熟产品及其生产企业群体。高端产品标志着我国数控激光切割机在国际主流产品中的地位，生产企业群体的形成代表了我国在该领域的整体实力。20世纪80年代中期，机械工业部济南铸造锻压机械研究所研制成功了国内第一台数控激光切割机，实现了我国在激光切割领域零的突破。与此同时，我国对激光发生器、光路系统、数控系统的研制相继取得突破性进展，出现了多技术层面齐头并进的可喜局面。应该承认，我国数控激光切割机问世的第一个10年，进步与发展是缓慢的、艰难的。有两点可以证明，一是研制开发数控激光切割机的企业不多；二是数控激光切割机技术性能的突破不大。进入20世纪90年代后期，随着企业体制的多样化、技术来源的多元化，我国数控激光切割机进入了快速发展的阶段。同样有两点可以说明，一是我国数控激光切割机的技术水平已经达到国际先进水平；二是我国生产数控激光切割机的企业已经形成了一个梯队。成熟的国产数控激光切割机很快便出现在中国国际机床展和中国数控机床展上，并成为展会的一大亮点。历届展会展出数控激光切割机的国内企业主要有济南铸造锻压机械研究所、济南铸锻所捷迈机械有限公司、江苏金方圆数控机床有限公司、上海团结普瑞玛激光设备有限公司、江苏扬力集团、深圳市大族激光科技股份有限公司、上海冲剪机床厂等。历届展会展出数控激光切割机的国外企业主要有瑞士百超公司(BYSTRONIC)、德国通快公司(TRUMPF)、日本天田公司(AMADA)、意大利普瑞玛工业公司(PRIMAINDUSTRIE)以及日本三菱电气公司(MITSUBISHIELECTRIC)、FI本马扎克(MAZAK)公司和韩国韩光公司(HANKWANG)等。目前国产数控激光切割机的主流技术是全飞行光路技术，更加强调动态加速性能，并通过高性能数控系统和内置激光切割专用工艺软件，使机床自动处于最佳运行状态。大多产品配置有封闭式防护舱，以避免辐射泄露，提高机床的安全性能；同时，在宜人化造型设计和人性化用户界面方面进步显著；网络连接控制技术也得到应用。济南铸造锻压机械研究所研制~t~LC2—15~30型交换台式数控激光切割机，在原组合式光路基础上开发出飞行光路，使该机动态特性大大提高，快速定位速度达~1]70m／min，定位精度达到了0．03ram。由于装备了上下料装置，减少了生产准备时间，提高了设备的利用率。该设备性能指标与国外参展设备技术水平同等，个别指标还高于国外产品。这说明我国在激光加工设备的技术力量上已经接近或达到了国外先进技术水平。济南铸锻所捷迈机械有限公司研制的LCM一1212型数控激光切割机是动光路形式数控激光切割机的系列产品。由于动光路的特点，运动部件重量更轻，惯量更小，切割机动态特性大大提高。激光切割机床采用全封闭式结构，龙门式移动横梁。运动机构采用精密滚珠直线导轨、精密滚珠丝杠及成对精密滚珠轴承组成，保证机床运动精度高，速度快。激光切割头配有反应灵敏的电感式自动寻找焦点检测系统，以适应板面不平整的有效切割。机床配有除尘装置，切割的气体、灰尘可有效排出，使得工作环境优良。激光切割机配置了南京东方激光公司新开发的NEL2000A型2kW开关电源的C0激光器。机床运动控制系统采用了德国PA8000数控系统，并内置激光切割专用工艺软件，针对激光切割的特殊工艺要求，根据所需切割的材料及厚度，自动设定激光切割时所需的激光功率、切割速度、打孔时间、辅助气体的选择、辅助气体压力、激光焦点位置等最佳切割参数，而无须人工参与，保证最佳切割工艺。该机可加工板材的最大尺寸为1250mmx1250mm，、l，轴快速移动速度15m／min，最大插补速度10m／min，定位精度±0．03mm／m，重复定位精度0．003mm。江苏金方圆数控机床有限公司的LC6—3015型数控激光切割机，采用日本FANUC激光发生器，射频(RF)激励方式，开机即可工作；采用日本FANUC18i—LB激光切割机专用系统，内置激光工艺参数软件；采用飞行光路等光程，保证切割质量稳定；悬挂式龙门梁飞行光路结构，高阻尼床身，提高了机床的稳定性；双交换工作台，有效地提高了工作效率；CAD／CAM一体化自动编程软件，支持全过程的CNC操作，可实现单个零件编程、多个零件自动排样，完成整套切割方案。此外，上海团结普瑞玛激光设备有限公司、江苏扬力集团、深圳市大族激光科技股份有限公司、上海冲剪机床厂等企业生产的数控激光切割机，也有着各自的特点。虽然国产数控激光切割机的技术水平与国际主流产品大体相当，但国际知名品牌和高端产品的整体优势还是可圈可点的。瑞士百超公司(BYSTRONIC)生产的BYSPRINT3015／3型数控激光切割机，采用飞行光路技术、配备板材边界自动检测装置、可选择自动交换工作台、带电磁分离装置的自动上下料机构以及大功率的激光器等。该机的控制系统具有多任务、多处理连续轨迹控制功能，可根据机床动态状况和切割零件轮廓等参数，自动计算出最佳切割速度和激光功率；图形交互式自动编程系统可实现零件的自动编程和自动套裁。瑞士百超激光有限公司(BYSTRONICLASERAG)~Byspeed3015型数控激光切割机，采用了全飞行光路技术及先进的直启螺旋马达驱动系统(DHM)，动态加速度达3g。该机床采用涡轮泵式激光发生器，其精确的温度控制和动态减振设计可保证光束长时间优质稳定；通过光纤高速传递数据，实现切割速度与激光功率同步控制，可高速精确地加工尖角和小圆角。切割头的所有管道和电路优化内置，无需借助任何工具，几秒钟之内可更换切割头；切割头通过非接触传感器精确测量板料位置，确定切割零点；实现非接触测边，无需编程。该机可加工板材的最大尺寸为3048mmxl525mm，可切割的板材厚度分别为0．5mm～20mm(碳钢)、0．5ram～12ram(不锈钢)和0．5ram～8mm(铝)；加工精度为±0．05mm／m，重复精度0．025ram；激光器功率高达5．2kW；每分钟可连续切割板材厚度1mm、孑L径2ram、间距3ram的孔型600个以上。德国通快公司(TRUMPF)生产的L3050—6型数控激光切割机，配备功率为6kW的激光器，直线电机驱动技术，实现高速定位，可获得高速流畅切割的最佳效果；该机特有的Flycut高速飞行切割技术，具有良好的动态加速性能；全封闭式防护舱有效地避免了辐射泄露；人性化的用户界面不仅体现在先进的控制设计‘，而且体现在机床宜人化的总体设计上。该机可加工板材的最大尺寸为3000mmx1500mm，可切割的板材厚度分别为25ram(低碳钢)、25ram(不锈钢)和15ram(铝合金)；编程精度0．O01mill，定位精度±0．1mm，重复精度0．03mm。该机床切割不锈钢的厚度达~lJ25mm是数控激光切割机前所未有的，切割速度比采用5kW的激光器时也提高了约20％。Et本天田公司(AMADA)展出的F0—3015NT型数控激光切割机，采用双直线伺服电机驱动和高速飞行光路技术，突出体现出快速的特点。该机激光发生器功率为2kW／4kW，最大加速度可达5g；最大合成速度最高l15rrdmin，最大加工进给速度20m／rain；、y、Z轴行程分别为3070mm、1550mm、200mm；最大装夹板材重量850kg。此外，该机床可实现网络连接控制，为数控激光切割机的新趋势。意大利普瑞玛工业公司(PRIMAINDUSTRIE)展出的RAPIDO5型数控激光切割机，是真正意义上的三维五轴激光切割机。该机床是专门针对大型三维零件切割设计的，采用飞行光路技术，龙门框架式机身，配置自动双门防护，结构紧凑操作简便，工件上下料时间大为节省。作为五轴激光切割机，利用模块化设计的便利，专门设计了第六数控随动轴，配合电容式传感器，以满足加工要求苛刻的工件，保证了复杂零件的加工精度和重复精度。RAPI—DO5型数控激光切割机轴行程3200mm、l，轴1525mm、Z轴600mm，A轴旋转角度360。、B轴旋转角度~120。，C轴(随动轴)行程±7．5ram，切割零件的最大尺寸为3440minx1765mmx800mm；最大轴向进给速度30rids．最大合成速度52m／s，最大旋转速度l80。／s；零件加工精度0．1mm。数控激光切割机的主角是三轴控制的平面切割机型，虽然不少厂商声称可以用于立体切割，但只有意大利普瑞玛工业公司(PRIMAINDUSTRIE)的RAPIDO5型数控激光切割机，在现场演示了大型覆盖件的切割。意大利普瑞玛工业公司(PRIMAINDUSTRIE)的SYNCRONO数控激光切割机，堪称是最具特色的激光切割机。切割过程中的加速度超过6g，是目前市场上加工速度最快的激光切割机。该机床的运动由两部分组成，一是三轴(、’，、Z)联动的主轴，在整个加工范围内移动；二是两轴(U、V)联动的局部轴，带动切割头在局部范围内移动。主轴的惯量较大，运动速度相对较慢，仅执行大尺寸外形加工或粗略轮廓的定位等“宏观”移动；局部轴采用并联机床运动形式，直线电机驱动，惯量小、速度快，即使执行最复杂的运动轨迹，也保证了优异的动态特性和优秀的切割之质量。该机光路采用恒定步长设计，可确保在加工区域内的任意位置都有相同的高精度；同时，激光焦点位置采用可编程的独立数控方式直接控制。SYNCRONO数控激光切割机激光器功率为4～5kW，主轴X轴行程3000mm、Y轴行程1500mm、Z轴行程l30mln，局部轴轴行程100mm、轴行程100mm。单轴速度轴、y轴100m／min，U轴、轴150m／min，主轴加速度0．8g，局部轴加速度6g。定位精度主轴为0．03mm，局部轴为0．02ram。该机数控系统采用普瑞玛公司自行开发的PRIMACH一20L系统，带l5”触摸屏，内置网卡、光驱和USB接口。该机床展出时现场切割的样件为直径650mm、厚lmm~J碳钢锯片，加工时间为365s。其上共有2mm圆孔2000个、103种外形轮廓~9：FL和槽494个，此外还有两个普瑞玛公司标志和两个SYNCRONO标志的打标。此外，日本三菱电气公司(MITSUBISHIELECTRIC)的ML3015LVP型数控激光切割机、日本马扎克(MAZAK)公司展出的SUPERTURBO—X优胜者型激光切割机以及韩国韩光公司(HAN．KWANG)fl~FS3015型和FC3015型数控激光切割机，均采用了全飞行光路系统、高精度和高动态双驱动系统、数控焦点控制系统、数控气压控制系统、封闭式防护舱等项技术，控制轴数为3轴或3轴以上，保证了机床良好的动态特性和优异的加工精度。然而，13本马扎克(MAZAK)公司的激光切割机，结构上采用了混合式控制轴，其轴为工作台移动，y轴为切割头移动。使工作台作、l，方向移动的老机型难以加工的形状和部位，在新机型上可以加工了。此外，采用了定长光路系统，使工作台上任意位置均可得到完全一致的优质光束，从而实现了切割质量和切割效率的完美统一。中国数控机床展览会是一个检阅各类数控机床的大舞台，既能看到国际数控机床的发展趋势，也能看到我国数控机床的技术进步。近年来，我国金属成型机床的进步与发展令世人瞩目，而数控激光切割机的快速发展历程更令人欣慰。当然，必须承认，毕竟我国在该领域的起步较晚，在核心技术、制造