吳琦

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文/吳琦·上海柏楚電子科技股份有限公司

近些年激光加工設備的行業市場規模一路攀升，根據相關數據，激光切割設備作為激光加工技術的第一大應用領域，在2022年預計達到300億元的市場規模。激光切割技術憑借其精度高、速度快、加工效果好等優勢正逐步實現對傳統加工技術的替代，并成為國家大力支持和推廣的高新技術之一。在這個替代過程中，柏楚通過提供全套坡口下料解決方案為鋼構行業及工程設備制造行業的產能升級成功賦能。

在工業制造領域，坡口通常和焊接聯系在一起，需要焊接的零部件基本都要提前做好坡口處理，因此鋼構行業及工程機械行業對厚板開坡口有著較大的需求。傳統的坡口加工設備主要包括火焰坡口切割機、等離子坡口切割機、小烏龜切割機、手持火焰切割機、銑邊機等，采用這些設備切割通常會帶來諸多問題，如割縫較寬、速度較慢、板材利用率低、精度較低、覆蓋場景有限等，這也就意味著需要更多的人力成本和更長的交付周期。借助柏楚FACut坡口下料軟件進行激光切割，傳統的坡口加工問題便會迎刃而解。

多快好“省”

在對厚板進行下料時，考慮到其高昂的價格，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，基于法向量跟隨技術能夠完美實現各姿態的平滑連續過渡，避免了傳統等離子切割機執行釋放角所帶來的浪費。同時“一刀切”的切割方式也大大減少了過多的穿孔點和引線，既提高了材料利用率又降低了加工時長。

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，采用刀路復用或者刀路靠近的形式減少材料浪費，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”則是針對二次下料場景，通過對板材側面的跟隨定位，直接進行坡口補刀，從而實現極致省料。“凌空切割”與常規切割對比如圖3所示，考慮到激光切割屬于貫穿式加工，傳統的板內跟隨及加工方式勢必會帶來黃色區域的材料浪費。啟用“凌空切割”后，板材邊緣本身即為K形坡口直切邊緣，只需要通過在上表面及側面補刀即可實現零浪費下的K形坡口成形。

圖3 “凌空切割”與常規切割對比

當然這種特殊的加工方式對系統控制的精確度及穩定性也有著較高的要求，在客戶現場，面對長度為10m以上的大板開K形坡口，柏楚FACut坡口下料軟件仍然表現出了充分的穩定性和一致性。

圖4 長度為10m以上的大板開K形坡口

“精”益求精

傳統坡口的加工精度嚴重依賴于加工設備的加工精度及裝配精度，而設備加工精度的調校周期較長，一旦出現機械問題，存在返廠風險。柏楚FACut坡口下料軟件利用獨有的視覺標定模塊，如圖5所示，獲取模型參數精度高，耗時短，后續維護也不依賴機械調整。

圖5 視覺標定

除了設備本身對坡口加工造成的精度影響，熱處理也會帶來很大的熱變形，尤其是處理長條零件時，板材往往會發生嚴重翹起，極大地影響加工精度。坡口加工前實測材料變形非常嚴重，如圖6所示。

圖6 實測材料變形

常規的加工設備往往通過添加“微連”的方式來減輕材料的變形，當然這種方法起到的作用也很有限。柏楚FACut坡口下料軟件通過對板材變形的數據采集與分析，提供了一套變形補償算法，極大程度上對這一痛點問題進行了優化，如圖7所示。

圖7 變形補償

“面”面俱到

柏楚8000系列始終致力于在激光行業提供全面專業的解決方案。無論是鋼構建材還是農機、工程設備，不管是X形、Y形、V形、K形坡口，還是異形盲坡、風管展開，都可以看到柏楚FACut坡口下料軟件在細節處針對性的設計和優化。

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

圖8 柏楚FACut坡口下料軟件應用實例

未來柏楚系統也仍然會不斷優化并完善激光切割技術的每個細分流程，擁抱更多的細分行業和市場，讓激光加工走進“千家萬戶”，為激光加工行業發展保駕護航。

作者簡介

吳琦，產品管理部產品經理，主要負責激光切割平面業務的項目管理以及高功率相關工藝預研。

吳琦

——摘自《鈑金與制作》2022年第10期