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1技術(shù)應用

板材坡口切割是數(shù)控切割機行業(yè)的一項技術(shù)，廣泛用于造船、工程機械等行業(yè)。它要求在一個完整的工件切割中，切割高度、刀縫補償、刀口偏鋒補償、進給速度、拐角過渡都要隨坡口角度的變化而同步實時調(diào)整，以實現(xiàn)正確的切割尺寸、坡口角度，和滿意的表面質(zhì)量。圖示1為一例典型的坡口切割工件。

目前真正商業(yè)化的坡口數(shù)控切割產(chǎn)品多為*，例如德國的Esab（伊薩），Messer（梅薩），澳洲的Farley（法利萊），Trivers（競孚），日本的Koike（小池）等。這些技術(shù)采用的切割刀具多為氧焰（主要用于精度要求不高的厚板）、等離子（主要用于精度要求較高的中板）。對于精度要求很高的精密中薄板坡口切割，激光有著不可取代的優(yōu)勢。

但是長久以來激光用于板材的坡口切割一直是一項空白。絕大部分國際上的3D激光切割機主要用于薄板的三維路徑切割，由于3D光路的技術(shù)復雜性、功率局限和價格因素，3D激光頭無法在中薄板坡口切割上普及。

在2010北京埃森國際焊割設備展會上，如岡自動化控制技術(shù)（上海）有限公司采用其澳洲母公司Trivers的TNC2000LA激光坡口切割專用數(shù)控器，推出了基于光纖激光或光纖傳導激光的數(shù)控坡口切割概念機（見圖2），為中薄板精密坡口切割提供了一個高性價比和實用可靠的技術(shù)方案。

2技術(shù)方案

基于光纖激光或光纖傳導激光的數(shù)控激光坡口切割概念機由四大關(guān)鍵技術(shù)部件組成：

（1） 澳大利亞Trivers的TNC2000LA激光坡口切割專用數(shù)控器

（2） 如岡自動化控制技術(shù)（上海）有限公司的TB-1LA擬合角坡口切割機械手

（3） 中科同益YAG光纖傳導激光器或阿帕奇半導體光纖激光器，配東露陽水冷系統(tǒng)

（4） 上海嘉強自動化的laserMech激光切割頭及高度跟蹤器

TNC2000LA激光坡口切割專用數(shù)控器在Trivers性能的等離子平面以及坡口焊割數(shù)控器基礎(chǔ)上，增加了激光功率和頻率的高速平滑控制及其界面設置，在拐角、打孔的功率控制上更有精細的處理，支持多種激光類型和輸出模式，配合激光高精度位置特性的螺距補償功能，以及全面的切割氣體控制。該款數(shù)控的制造商與柔性光路激光供應商中科同益和阿帕奇密切合作，針對光纖類激光的特殊性量身定做控制，并且建立和優(yōu)化加工工藝參數(shù)庫，尤其是復雜的坡口切割工藝參數(shù)，使得激光器控制得到優(yōu)化，加工質(zhì)量顯著提高。

柔性光路激光系統(tǒng)的大優(yōu)點是免除了傳統(tǒng)機械光路的復雜性和維護困難性，使得5軸聯(lián)動的坡口切割動作*依賴于坡口切割機械手，而無須任何光路方面的設計考量和設備投入。

上海如岡自動化的坡口切割機械手TB-1系列已在國內(nèi)外數(shù)控坡口等離子切割機上有較廣泛的應用，TB-1LA是專用于激光坡口切割的輕載高速型坡口機械手，在精度、剛性、慣性、速度方面比其等離子坡口切割頭都有較大技術(shù)規(guī)格提升，保證了精密高速激光坡口切割的需求。

柔性傳導激光目前有兩大技術(shù)流派：YAG激光發(fā)生器，光纖傳輸，功率可達數(shù)千瓦，中科同益是較有代表性的一家；半導體光纖激光器，功率可到萬瓦，國內(nèi)目前流行的阿帕奇為行業(yè)內(nèi)廣為知曉。與傳統(tǒng)的CO2激光器相比，YAG激光用于厚板切割時發(fā)散角較大（約為CO2的兩倍），但金屬對其吸收率較好（約為CO2的3倍），用于坡口切割時通過數(shù)控和坡口切割頭對發(fā)散角進行動態(tài)補償，同樣功率下的切割厚度高于CO2激光，采購和運行成本也遠低于CO2激光器。

3機器維護

一臺柔性光路激光坡口切割整機的成本約為數(shù)控3D激光切割機的1/2。其維護成本則遠低于3D激光切割機，一直以來令人生畏的光路調(diào)整維護、3D切割頭保養(yǎng)維護都一概省略。這一技術(shù)方案為中薄板坡口切割提供了一整套完整的從激光坡口切割數(shù)控器、坡口切割機械手，到柔性光路激光器及其水冷系統(tǒng)的實用工作方案，對光纖類激光的特殊控制、激光器與工藝控制的配合、柔性光路與機械坡口切割頭的集成、光纖類激光與激光割炬的配合、乃至配用光纖類激光的冷卻方案和選型，都給出了較周全的技術(shù)考慮和實用答案。