浅谈宏山激光在激光切管机上的发展与应用

文／成军·广东宏石激光技术股份有限公司

众所周知，金属管材与型材在工业领域中应用极其广泛，像农机农具、桥梁建设、钢结构建筑、家具家装、运动器材等等。在加工方式上，传统的加工手段基本以机械加工为主，比如锯切下料（图1）、冲孔加工（图2）等；而等离子相贯线管材加工机（图3）的出现，虽然解决了一部分圆管的简易加工问题，但在方管以及型材结构上，并不能满足其加工需求，直到激光切管机的出现。

图1 锯管

图2 冲孔

图3 等离子相贯线切管机

此前，激光切管技术一直都掌握在国外的激光企业手中，而当时中国在激光切管机上的发展相对缓慢。不过，随着我国近年来激光技术的快速发展和应用，2010年首次出现了国产的激光切管机，但相较于国外技术还不成熟。

传统机械方式加工管材往往不能切割加工复杂的管材，而等离子相贯线切割机也只能切割圆管，但对于型材则束手无策，并且等离子切管机切割精度比较差。在二氧化碳激光时代，激光切管机因为受光路的影响，制造过程往往非常复杂，而光纤激光的出现则有效解决了光路传输的问题，也导致此后光纤激光切管机大量的生产，但是在产品标准不断提升、激光技术快速发展的今天，客户仍需要更高精度的激光切管机。

在激光切管行业中，很多厂商都属于系统集成商，而少有的厂商才去研发基础的部分。宏山激光在2013年开始立项设计研发光纤激光切管机，经过不懈努力，终于在2014年推出了第1代B60系列的光纤激光切管机。随着宏山激光慢慢发展壮大，现今宏山的切管机技术已经处于行业领先水平，并且还拥有行业最全的激光切管机型（图4）。比如我司设计研发的光纤激光切管机可以加工从10mm的极小管到426mm的超大管；可以从单根几千克的轻型管材到单根1.5吨的超重管材；设备型号有从入门级E系列到高端级TX系列；有从两卡盘的R系列到重四卡盘的TL系列；还有从普通直口到特殊坡口，总有一款能满足客户的加工需求。

图4 宏山激光切管机家族

在研发过程中，为了解决加工过程中出现的痛点，宏山激光投入大笔资金进行软件以及卡盘的研发，并首次在行业中推出了智能数字卡盘（图5），将激光切管机的精度提升了一个档次。而在实际的应用中，这个“会思考”的智能数字卡盘会在夹紧管材的一瞬间就“感知”出管材的各种数据，并将其反馈给数控系统；每当开始切割加工时（如切割薄壁管材），系统就会根据管壁的厚度进行气压调节，防止夹伤、夹扁管材。

图5 数字卡盘和操作系统

不仅如此，宏山激光自主研发的切管机系统已经过多次迭代（图6），不仅配备了多年积累的切割和拼接工艺，而且界面简单，操作简便，非常的人性化。此外，系统中还根据切割工艺配有图库，彻底解决了一些客户成批量切割零件编程的难题。

图6 激光切管系统迭代史

纵观我国激光行业中如雨后春笋般出现的激光切割厂商，基本都在向激光切管方面发展。但是激光切管机并不能简单的做拼凑集成，要想做到持续稳定的发展，厂商就必须要做基础部件的研发。而一台优秀的激光切管机，除了要配备稳定的切割头、高效的操作系统和智能的卡盘之外，还需要提供日益成熟的工艺及生产解决方案。另外，自动化生产线也是激光切管机发展的未来，而宏山激光此前已经陆续推出了多条自动生产线，如汽车座椅自动化生产线（图7），并且现在依然在稳定的运行中。

图7 汽车座椅生产线示意图