CIMT2023部分激光加工類機(jī)床展品評(píng)述

　　【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評(píng)測(cè)】隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展以及其工業(yè)應(yīng)用的深度拓展，全球激光產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展迅猛，激光加工已成為工業(yè)制造的重要支柱。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，在CIMT2023展會(huì)，境內(nèi)外有30多家企業(yè)展出了約60臺(tái)套激光產(chǎn)品，以激光切割設(shè)備、激光精密加工設(shè)備和激光焊接設(shè)備為主。
 

　　本屆展會(huì)的激光加工類機(jī)床展品，除了在提高產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減少材料消耗等方面表現(xiàn)突出外，在激光器性能、工藝自動(dòng)化、系統(tǒng)智能化等方面也是可圈可點(diǎn)。從參展企業(yè)、展出裝備及其功能特點(diǎn)來(lái)看，激光加工機(jī)床可謂“高能智控亮點(diǎn)突出、國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)明顯”。
 

　　1．激光切割設(shè)備
 

　　激光切割是發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的激光制造技術(shù)。激光切割機(jī)憑借速度快、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，正朝著大功率、高規(guī)格、復(fù)合功能方向發(fā)展，中高功率的激光設(shè)備已經(jīng)成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，板材/管材切割厚度極限不斷獲得突破。相較于上屆展會(huì)，高功率、智能化的趨勢(shì)繼續(xù)保持并快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)及國(guó)產(chǎn)裝備占比快速提升，同時(shí)切割裝備功能向上下游拓展的態(tài)勢(shì)逐步凸顯。
 

　　（1）數(shù)萬(wàn)瓦級(jí)激光器成為“標(biāo)配”。相比于上屆展會(huì)中部分激光切割設(shè)備搭配20kW級(jí)激光器，個(gè)別企業(yè)可選配40kW光纖激光器，本屆展會(huì)展出的激光切割設(shè)備普遍配置了20kW/30kW/40kW級(jí)激光器，如濟(jì)南金威刻科技發(fā)展有限公司GKS-6025DS超高功率激光切割機(jī)、百超(深圳)激光科技有限公司D-Soar Plus-G 40kW大功率高速光纖激光切割機(jī)、武漢華工激光工程有限責(zé)任公司W(wǎng)ALC-P系列大幅面高功率激光坡口切割機(jī)、廣東大族粵銘激光集團(tuán)股份有限公司HyTube652全自動(dòng)光纖激光切管機(jī)；部分切割機(jī)可配置50kW激光器，如江蘇亞威機(jī)床股份有限公司1530HLF系列高速光纖激光切割機(jī)和北京龍雕偉業(yè)數(shù)控設(shè)備有限公司LD-3015E光纖激光切割機(jī)；而奔騰激光(浙江)股份有限公司更是在CIMT2023推出了全球首臺(tái)60kW高功率激光切割機(jī)，并現(xiàn)場(chǎng)見證了60kW針對(duì)50mm厚板的“秒穿孔”以及如薄板般的切割速度。大功率光纖激光器在切割速度、應(yīng)用成本、能量轉(zhuǎn)換效率、材料適應(yīng)性等方面具備綜合優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于大功率光纖激光器制造技術(shù)及制造成本的突破，搭載萬(wàn)瓦級(jí)以上光纖激光器已成為展品中激光切割機(jī)的首選。激光功率的不斷提高，使得其可實(shí)現(xiàn)更高的切割速度、更佳的切割質(zhì)量和更理想的切割效率。與此同時(shí)，隨著切割板厚極限的不斷突破及穩(wěn)定切割速度的不斷提升，激光切割將逐漸形成對(duì)傳統(tǒng)厚板切割工藝(如等離子、火焰、鋸切等)的競(jìng)爭(zhēng)甚至替代優(yōu)勢(shì)。
 

奔騰激光BOLT Ⅶ 6025高功率激光切割機(jī)
 

　　（2）自動(dòng)化、智能化控制水平進(jìn)一步提升。隨著先進(jìn)結(jié)構(gòu)形式和新材料的應(yīng)用，結(jié)合直驅(qū)直聯(lián)的驅(qū)動(dòng)方式，使機(jī)床具有高動(dòng)態(tài)特性，體現(xiàn)在高轉(zhuǎn)速、高線速度、高加速度以及高頻動(dòng)作。如大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司G4020HF50系列超高速磁懸浮平面切割機(jī)，采用微米精度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，三軸無(wú)接觸全磁懸浮驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高加速度及速度，5g加速度僅需55s；并采用絕對(duì)式集成測(cè)量系統(tǒng)、納米精度測(cè)量導(dǎo)軌，全閉環(huán)反饋控制，可實(shí)現(xiàn)更高的切割精度。與此同時(shí)，眾多展品集成了高性能的數(shù)控系統(tǒng)、各種特色軟件、光學(xué)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)、反饋處理等，使機(jī)床具備金屬管材截面自動(dòng)識(shí)別、尋邊、加工頭防碰撞、厚板切割過(guò)熱補(bǔ)償?shù)裙δ?，其他的諸如智能化操作界面(HMI)、全天候設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與切割、遠(yuǎn)程診斷健康保障系統(tǒng)等功能也未缺席。江蘇亞威機(jī)床股份有限公司1530HLF系列高速光纖激光切割機(jī)采用龍門雙驅(qū)結(jié)構(gòu)，輕量化高剛性激光焊接鋼橫梁，自主研發(fā)切割頭360°全方位防撞技術(shù)，通過(guò)搭載焦點(diǎn)補(bǔ)償、自動(dòng)清洗標(biāo)定、智能控速、脈沖調(diào)制技術(shù)、低氣壓切割以及雷暴穿孔等多種先進(jìn)工藝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量激光切割；濟(jì)南邦德激光股份有限公司P系列激光切板機(jī)，配置BodorThinker 4.0自主研發(fā)智能控制系統(tǒng)，具有光眼尋邊、主動(dòng)防碰撞、無(wú)廢邊切割、厚板切割過(guò)熱補(bǔ)償、起步清渣、切割氣壓恒穩(wěn)等功能；湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司PUMA3015/12kW光纖激光切割機(jī)集成了防碰撞保護(hù)、電動(dòng)聚焦位置調(diào)節(jié)、電容高度傳感，以及處理材料類型、切割氣體選擇、壓力控制和割嘴清潔的自動(dòng)化功能。
 

大族激光G4020HF50系列超高速磁懸浮平面切割機(jī)
 

　　（3）裝備功能拓展的發(fā)展趨勢(shì)逐步凸顯。相比于傳統(tǒng)加工工藝，激光的空間控制性和時(shí)間控制性好，對(duì)加工對(duì)象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度大，因而特別適用于自動(dòng)化加工。本屆展會(huì)展出了部分基于激光切割裝備集成的自動(dòng)化下料產(chǎn)線，通過(guò)采用激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、機(jī)器人、光學(xué)系統(tǒng)以及高精度的工件定位等相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)一系列生產(chǎn)流程的自動(dòng)化。如廣東大族粵銘激光集團(tuán)股份有限公司Mach3015柔性激光切割系統(tǒng)及智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)材料出庫(kù)、自動(dòng)上料、激光切割、自動(dòng)下料、入庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)等一系列生產(chǎn)流程的自動(dòng)化、不間斷完成，該系統(tǒng)還能夠根據(jù)客戶實(shí)際生產(chǎn)需求和場(chǎng)地特點(diǎn)而量身定制整體布局，具有優(yōu)化生產(chǎn)工序、減少設(shè)備待機(jī)時(shí)間、減少人工成本、提高場(chǎng)地利用率、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)勢(shì)。江蘇亞威機(jī)床股份有限公司1530HLF系列高速光纖激光切割機(jī)，通過(guò)兼容亞威上下料、料庫(kù)、分揀碼垛等自動(dòng)化設(shè)備，可搭載遠(yuǎn)程診斷健康保障系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、亞威智云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車間透明化。湖北三環(huán)鍛壓設(shè)備有限公司PUMA3015/12kW光纖激光切割機(jī)、大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司PX12050T重管切管機(jī)、廣東大族粵銘激光集團(tuán)股份有限公司HyTube6522全自動(dòng)光纖激光切管機(jī)、濟(jì)南金威刻科技發(fā)展有限公司GKS-6036T3三卡盤自動(dòng)上下料重型激光切管機(jī)等，均可搭配自動(dòng)上下料模塊，實(shí)現(xiàn)上下料與激光切割一體化自動(dòng)操作。
 

大族粵銘Mach3015柔性激光切割系統(tǒng)及智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)
 

　　（4）激光切割裝備國(guó)產(chǎn)替代正逐步實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越有活力，光纖激光器的功率技術(shù)和與之相適應(yīng)的光學(xué)元器件技術(shù)不斷取得突破，機(jī)床數(shù)控技術(shù)、定位與監(jiān)測(cè)技術(shù)、光機(jī)電協(xié)同控制技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)激光切割機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)逐漸與進(jìn)口裝備相媲美，部分指標(biāo)甚至達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。如奔騰激光(浙江)股份有限公司BOLT Ⅶ 6025高功率激光切割機(jī)，是當(dāng)前國(guó)際上應(yīng)用于激光切割的最高功率的成套設(shè)備，60kW切割30mm碳鋼板速度可以達(dá)到5m/min，速度遠(yuǎn)快于等離子、火焰等切割方式，而且隨著其切割的極限厚度超過(guò)300mm，切割范圍已超過(guò)火焰切割；武漢華工激光工程有限責(zé)任公司W(wǎng)ALC-P系列大幅面高功率激光坡口切割機(jī)，搭配高精度五軸聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控系統(tǒng)和自主研發(fā)的編程軟件，解決高精度坡口一次成形問(wèn)題，配備垂直切割、打標(biāo)和坡口切割(V/Y/X/K)等功能，可以與客戶智能工廠MES/PDAC等服務(wù)器進(jìn)行對(duì)接；濟(jì)南邦德激光股份有限公司A6P激光掃描切割機(jī)將靜態(tài)光斑切割升級(jí)為動(dòng)態(tài)光斑切割，1000多種路徑專利算法，掃描頻率200次/s，相同條件下切割速度最大提升200%，切割厚度最高提升150%；廣東宏石激光技術(shù)股份有限公司TX12036S重載型激光切管機(jī)、濟(jì)南金威刻科技發(fā)展有限公司GKS-6036T3三卡盤自動(dòng)上下料重型激光切管機(jī)，切割圓管直徑范圍可達(dá)360mm、方管可達(dá)250mm，管材有效切割長(zhǎng)度超過(guò)12000mm。
 

華工激光WALC-P系列大幅面高功率激光坡口切割機(jī)
 

　　2.激光精密加工設(shè)備
 

　　近年來(lái)，由于人工智能、集成電路、微機(jī)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池、生物智能仿生器件等高端、新興產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)諸如以硬質(zhì)合金、金剛石、陶瓷、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體材料及各種纖維復(fù)合材料等為主體結(jié)構(gòu)的新型器件的傳統(tǒng)制造能力提出挑戰(zhàn)，常規(guī)切割技術(shù)往往難以滿足該類產(chǎn)品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和極端性能需求。極端的需求將零件制造過(guò)程推高到極高品質(zhì)，并將極大地豐富器件的服役功能，使得器件制造過(guò)程呈現(xiàn)精確化、多維化和復(fù)雜化的特點(diǎn)。而隨著短脈沖、超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，激光精密切割技術(shù)將在這些難加工材料的高精細(xì)、高效率切割中占有越來(lái)越重要的地位，尤其是皮秒、飛秒等超快激光加工，憑借其超越衍射極限的加工精度、短流程的工藝方法和極高能量密度等特點(diǎn)，已經(jīng)成為難加工材料精密加工的有效方式。
 

　　隨著高端制造對(duì)器件和材料性能的極限要求，激光精密加工設(shè)備正越來(lái)越受到制造商的重視和工業(yè)用戶的關(guān)注，而這類裝備在激光加工領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。與上屆展會(huì)相比，CIMT2023展出的激光精密加工機(jī)床，無(wú)論是搭載的激光器，還是機(jī)床控制技術(shù)以及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度，都有明顯進(jìn)步。
 

　　（1）配置超短脈沖激光逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)。與上屆展會(huì)激光精密加工機(jī)床普遍搭載的納秒激光器相比，本屆展會(huì)廣東原點(diǎn)智能技術(shù)有限公司、北京安德建奇數(shù)字設(shè)備股份有限公司、北京凝華科技有限公司、山東豪邁機(jī)械科技股份有限公司展出的精密加工機(jī)床，均可選配皮秒甚至飛秒激光器，超短脈沖激光促進(jìn)了難加工材料邁向更為精細(xì)加工和成形，使得超硬PCD刀具、CBN、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石等材料實(shí)現(xiàn)更為高效率和更為復(fù)雜輪廓的加工。瑞士GF加工方案LASER P 400 U激光紋理加工機(jī)床將兩種激光源組合在一體，通過(guò)在內(nèi)部設(shè)置激光源自動(dòng)切換開關(guān)，可根據(jù)需要一鍵切換紅綠飛秒、飛秒納秒，可應(yīng)用在需要特殊功能性或藝術(shù)性紋理處理領(lǐng)域，諸如手表零件、珠寶、刀具加工、微小鑲件及細(xì)微零件加工等應(yīng)用中，具備獨(dú)特的激光紋理加工、蝕刻及表面處理功能。
 

GF加工方案LASER P 400 U激光紋理加工機(jī)床
 

　　（2）多維度、多自由度運(yùn)動(dòng)控制水平快速提升。數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的成熟與普遍應(yīng)用促進(jìn)了激光精密加工機(jī)床平臺(tái)控制水平的提升，本屆展會(huì)展出的精密加工機(jī)床幾乎都采用了三維五軸甚至更多自由度的控制方式。如北京中拓創(chuàng)新科技有限公司ZT-JGQG 6S光纖切割機(jī)，X、Y、Z軸行程200mm×200mm×50mm，切口寬度為0.05-0.1mm，增加A軸作為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)范圍0-45°，可切割帶后角的刀頭和產(chǎn)品，采用閉環(huán)控制，重復(fù)定位精度≤2µm。北京安德建奇數(shù)字設(shè)備股份有限公司AT40L五軸精密數(shù)控激光刀具加工機(jī)床，X、Y、Z軸行程300mm×400mm×300mm，A軸旋轉(zhuǎn)范圍-210°～30°，B軸旋轉(zhuǎn)范圍±360°，可對(duì)超硬PCD刀具材料實(shí)現(xiàn)高效率復(fù)雜輪廓的加工，從而達(dá)到優(yōu)異的表面質(zhì)量和刀口品質(zhì)。廣東原點(diǎn)智能技術(shù)有限公司參展的立式五軸激光加工中心Light 5X 60V，X、Y、Z軸定位精度5µm、重復(fù)定位精度3µm，BC軸定位精度10″、重復(fù)定位精度5″，配合專用加工軟件，實(shí)現(xiàn)汽車刀具、焊片式銑刀、微刃刀具、薄壁金屬件、超硬材料、硬質(zhì)合金、超硬涂層和陶瓷復(fù)雜型面刀具等復(fù)雜輪廓與型面加工。
 

安德建奇AT40L五軸精密數(shù)控激光刀具加工機(jī)床
 

　　（3）應(yīng)用需求逐漸拓展，國(guó)產(chǎn)裝備成為主流。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展升級(jí)也進(jìn)一步促進(jìn)了激光精密加工機(jī)床應(yīng)用需求范圍的擴(kuò)大，機(jī)床制造商及工業(yè)用戶關(guān)注點(diǎn)不再局限于傳統(tǒng)工藝對(duì)刀具材料的加工。如北京凝華科技有限公司展出的LCX30 PDC激光成形機(jī)，通過(guò)搭載納秒激光器(可選配皮秒)可進(jìn)行金剛石等超硬材料、特種硬脆材料的銑削和切割；山東豪邁機(jī)械科技股份有限公司會(huì)展出的LEM200T超硬刀具五軸激光雕刻機(jī)，通過(guò)配置納秒或皮秒激光器，直線電機(jī)及基于光柵尺測(cè)量的閉環(huán)控制技術(shù)，可滿足PCD、CBN、MCD、TC、硬質(zhì)合金、陶瓷等材料的高精加工以及3C、汽車、木工等行業(yè)超硬材料刀具刃口、后角和斷屑槽的加工要求。
 

　　在系統(tǒng)裝備方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)開展了短脈沖甚至超短脈沖激光切割設(shè)備的研發(fā)和功能集成。如廣東原點(diǎn)智能技術(shù)有限公司展出的立式五軸激光加工中心Light 5X 60V，搭載國(guó)產(chǎn)超短脈沖激光器，在加工PCD、CBN、硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬等材料方面表現(xiàn)優(yōu)異，吸引了來(lái)自刀具、航空航天、3C電子等多個(gè)領(lǐng)域的客戶前來(lái)交流。近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)短脈沖和超短脈沖激光器技術(shù)的飛速發(fā)展以及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平的快速提升，為激光精密加工裝備實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化奠定了良好的基礎(chǔ)，伴隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和對(duì)高端制造越來(lái)越迫切的實(shí)際需求，國(guó)產(chǎn)激光精密加工裝備技術(shù)水平不斷突破和進(jìn)步已成為必然發(fā)展趨勢(shì)。
 

廣東原點(diǎn)立式五軸激光加工中心Light 5X 60V
 

　　3．激光焊接設(shè)備
 

　　CIMT2023展出的激光焊接設(shè)備包括手持激光焊接設(shè)備和激光焊接機(jī)床。
 

　　近年來(lái)，針對(duì)激光焊接設(shè)備體積和重量較大、便攜性較差、難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜位置焊接和戶外現(xiàn)場(chǎng)焊接的問(wèn)題，境內(nèi)外企業(yè)紛紛推出了尺寸小、便攜性好的手持式光纖激光焊接機(jī)。高功率是本次展會(huì)上手持激光器的首要特點(diǎn)。上屆展會(huì)中手持式光纖激光焊接機(jī)的激光功率普遍處于1-2kW，多用于薄板焊接場(chǎng)合。相比之下，本屆參展的手持激光器在激光功率方面有了提升，具備了一定的中厚板焊接能力。奔騰激光(浙江)股份有限公司、百超(深圳)激光科技有限公司和北京龍雕偉業(yè)數(shù)控設(shè)備有限公司推出的手持式光纖激光焊接機(jī)均將激光功率提高至2.5kW，最高可選配3.0kW激光器。更高的激光功率在提高焊接能力的同時(shí)，也為焊接質(zhì)量和焊接效率提供了保障。
 

　　功能多樣化是參展手持式光纖激光焊接機(jī)的另一特點(diǎn)。如濟(jì)南金威刻科技發(fā)展有限公司推出的LCW2000手持式激光多功能連續(xù)一體機(jī)集焊接、清洗、切割功能于一體，僅需一臺(tái)設(shè)備便可完成三道工序，極大地提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減小了設(shè)備占地面積。手持式光纖激光焊接設(shè)備作為新型的加工設(shè)備，其成本和便攜性有待進(jìn)一步提高，狹小空間和高處作業(yè)仍然存在諸多不便，且價(jià)格遠(yuǎn)高于其他焊接設(shè)備，因此未來(lái)必然會(huì)向小體積和低成本方向發(fā)展，以得到更加廣闊的應(yīng)用。手持激光焊接屬于Ⅳ類激光產(chǎn)品，激光輻射可對(duì)人體造成不可逆的傷害。但國(guó)內(nèi)很多企業(yè)和個(gè)人對(duì)激光輻射的危害性以及安全防護(hù)的重視程度稍顯不足。因此，在手持式激光器快速普及的同時(shí)，除了操作者的安全意識(shí)必須相應(yīng)提高外，設(shè)備生產(chǎn)廠商也應(yīng)積極開發(fā)各類配套防護(hù)器械，以最大程度地保證操作者的人身安全。
 

　　本次展會(huì)展出的激光焊接機(jī)床具有高集成化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)。如瑞士萊斯豪爾公司展出FLW 400柔性激光焊接機(jī)床，專為圓形對(duì)稱件和回轉(zhuǎn)件而設(shè)計(jì)，如差速器總成、行星齒輪架、離合器和變矩器等。搭配通快TruDisk激光器和BEO D70先進(jìn)激光焊接頭。采用數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多工位的并行工作，極大提高了生產(chǎn)效率。加工精度方面，采用具有熱穩(wěn)定性和高剛性的大理石作為床身材料，同時(shí)配有數(shù)控電主軸，保障了高精度的分度定位。該機(jī)床還具有良好的可集成性，可根據(jù)具體生產(chǎn)需要選配關(guān)節(jié)機(jī)器人、送絲機(jī)構(gòu)、B軸以及OST視覺監(jiān)控系統(tǒng)等。大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司展出了自主研發(fā)制造的協(xié)作智能激光焊接機(jī)。該設(shè)備將擺動(dòng)焊接頭、機(jī)器人、控制系統(tǒng)和大族水冷設(shè)備高度集成，操作簡(jiǎn)單、智能化程度高，僅需拖拽即可自動(dòng)完成編程，解決了焊接設(shè)備上手難度高、切換產(chǎn)品示教時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。同時(shí)，設(shè)備還可與手持激光焊接機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸、雙軸變位機(jī)、進(jìn)出滑臺(tái)等集成實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
 

瑞士萊斯豪爾FLW 400柔性激光焊接機(jī)床
 

　　來(lái)源：協(xié)會(huì)特種加工機(jī)床分會(huì)