吳琦

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文/吳琦·上海柏楚電子科技股份有限公司

近些年激光加工設(shè)備的行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模一路攀升，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，激光切割設(shè)備作為激光加工技術(shù)的第一大應(yīng)用領(lǐng)域，在2022年預(yù)計(jì)達(dá)到300億元的市場(chǎng)規(guī)模。激光切割技術(shù)憑借其精度高、速度快、加工效果好等優(yōu)勢(shì)正逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)加工技術(shù)的替代，并成為國(guó)家大力支持和推廣的高新技術(shù)之一。在這個(gè)替代過(guò)程中，柏楚通過(guò)提供全套坡口下料解決方案為鋼構(gòu)行業(yè)及工程設(shè)備制造行業(yè)的產(chǎn)能升級(jí)成功賦能。

在工業(yè)制造領(lǐng)域，坡口通常和焊接聯(lián)系在一起，需要焊接的零部件基本都要提前做好坡口處理，因此鋼構(gòu)行業(yè)及工程機(jī)械行業(yè)對(duì)厚板開坡口有著較大的需求。傳統(tǒng)的坡口加工設(shè)備主要包括火焰坡口切割機(jī)、等離子坡口切割機(jī)、小烏龜切割機(jī)、手持火焰切割機(jī)、銑邊機(jī)等，采用這些設(shè)備切割通常會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題，如割縫較寬、速度較慢、板材利用率低、精度較低、覆蓋場(chǎng)景有限等，這也就意味著需要更多的人力成本和更長(zhǎng)的交付周期。借助柏楚FACut坡口下料軟件進(jìn)行激光切割，傳統(tǒng)的坡口加工問(wèn)題便會(huì)迎刃而解。

多快好“省”

在對(duì)厚板進(jìn)行下料時(shí)，考慮到其高昂的價(jià)格，材料的利用率自然被提到了更高的高度。

除了激光本身具備更小的割縫外，柏楚的FACut軟件在處理拐角時(shí)，基于法向量跟隨技術(shù)能夠完美實(shí)現(xiàn)各姿態(tài)的平滑連續(xù)過(guò)渡，避免了傳統(tǒng)等離子切割機(jī)執(zhí)行釋放角所帶來(lái)的浪費(fèi)。同時(shí)“一刀切”的切割方式也大大減少了過(guò)多的穿孔點(diǎn)和引線，既提高了材料利用率又降低了加工時(shí)長(zhǎng)。

除此之外，柏楚FACut坡口下料軟件還能提供“坡口共邊”和“凌空切割”兩種極致省料策略。

“坡口共邊”類似于直切共邊策略，如圖1所示，采用刀路復(fù)用或者刀路靠近的形式減少材料浪費(fèi)，坡口共邊零件如圖2所示。

圖1 坡口共邊示意圖

圖2 坡口共邊零件

而“凌空切割”則是針對(duì)二次下料場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)板材側(cè)面的跟隨定位，直接進(jìn)行坡口補(bǔ)刀，從而實(shí)現(xiàn)極致省料?！傲杩涨懈睢迸c常規(guī)切割對(duì)比如圖3所示，考慮到激光切割屬于貫穿式加工，傳統(tǒng)的板內(nèi)跟隨及加工方式勢(shì)必會(huì)帶來(lái)黃色區(qū)域的材料浪費(fèi)。啟用“凌空切割”后，板材邊緣本身即為K形坡口直切邊緣，只需要通過(guò)在上表面及側(cè)面補(bǔ)刀即可實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)下的K形坡口成形。

圖3 “凌空切割”與常規(guī)切割對(duì)比

當(dāng)然這種特殊的加工方式對(duì)系統(tǒng)控制的精確度及穩(wěn)定性也有著較高的要求，在客戶現(xiàn)場(chǎng)，面對(duì)長(zhǎng)度為10m以上的大板開K形坡口，柏楚FACut坡口下料軟件仍然表現(xiàn)出了充分的穩(wěn)定性和一致性。

圖4 長(zhǎng)度為10m以上的大板開K形坡口

“精”益求精

傳統(tǒng)坡口的加工精度嚴(yán)重依賴于加工設(shè)備的加工精度及裝配精度，而設(shè)備加工精度的調(diào)校周期較長(zhǎng)，一旦出現(xiàn)機(jī)械問(wèn)題，存在返廠風(fēng)險(xiǎn)。柏楚FACut坡口下料軟件利用獨(dú)有的視覺標(biāo)定模塊，如圖5所示，獲取模型參數(shù)精度高，耗時(shí)短，后續(xù)維護(hù)也不依賴機(jī)械調(diào)整。

圖5 視覺標(biāo)定

除了設(shè)備本身對(duì)坡口加工造成的精度影響，熱處理也會(huì)帶來(lái)很大的熱變形，尤其是處理長(zhǎng)條零件時(shí)，板材往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重翹起，極大地影響加工精度。坡口加工前實(shí)測(cè)材料變形非常嚴(yán)重，如圖6所示。

圖6 實(shí)測(cè)材料變形

常規(guī)的加工設(shè)備往往通過(guò)添加“微連”的方式來(lái)減輕材料的變形，當(dāng)然這種方法起到的作用也很有限。柏楚FACut坡口下料軟件通過(guò)對(duì)板材變形的數(shù)據(jù)采集與分析，提供了一套變形補(bǔ)償算法，極大程度上對(duì)這一痛點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化，如圖7所示。

圖7 變形補(bǔ)償

“面”面俱到

柏楚8000系列始終致力于在激光行業(yè)提供全面專業(yè)的解決方案。無(wú)論是鋼構(gòu)建材還是農(nóng)機(jī)、工程設(shè)備，不管是X形、Y形、V形、K形坡口，還是異形盲坡、風(fēng)管展開，都可以看到柏楚FACut坡口下料軟件在細(xì)節(jié)處針對(duì)性的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

目前，柏楚已經(jīng)為上百家企業(yè)提供了專業(yè)的坡口解決方案，沉頭孔、法蘭盤、壓力容器、挖機(jī)大臂、建筑樓板、軍工裝甲……柏楚FACut坡口下料軟件也已經(jīng)運(yùn)用到了需要坡口切割的方方面面，如圖8所示。

圖8 柏楚FACut坡口下料軟件應(yīng)用實(shí)例

未來(lái)柏楚系統(tǒng)也仍然會(huì)不斷優(yōu)化并完善激光切割技術(shù)的每個(gè)細(xì)分流程，擁抱更多的細(xì)分行業(yè)和市場(chǎng)，讓激光加工走進(jìn)“千家萬(wàn)戶”，為激光加工行業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。

作者簡(jiǎn)介

吳琦，產(chǎn)品管理部產(chǎn)品經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)激光切割平面業(yè)務(wù)的項(xiàng)目管理以及高功率相關(guān)工藝預(yù)研。

吳琦

——摘自《鈑金與制作》2022年第10期