數字化激光落料線的特點與應用

文/王建業·廣東庫迪二機激光裝備有限公司

數控和激光技術的發展，使得金屬板料的激光切割工藝日趨成熟，切割成本逐漸降低，效率越來越高，并且國內外都出現了以激光切割機為主機的激光落料線。目前激光落料線的工藝流程是金屬卷料經開卷和矯平，送入激光切割機，切割完成后，自動堆垛成品，并把廢料送入廢料箱。

如表1所示，對比傳統沖壓落料和四種激光落料（切割）的特點，可以看出，皮帶支撐型和往復型激光落料線具有明顯的綜合優勢。同時，與壓力機和模具相比，激光切割主機還具備價格優勢，因此，激光落料線的市場份額呈明顯的增長趨勢。本文主要介紹庫迪二機的皮帶支撐型和往復型兩種激光落料線，并分析其技術特點以及優勢以供參考。

表1 大件薄料落料方法對照表

技術特點

本司在掌握激光落料、全數字化生產線及相關工藝的核心技術的基礎上，研發出多種型號的激光落料線。該生產線的核心技術包括：無損落料、連續變速送料、隨動光縫、工藝包和材料利用率優化等等，其技術架構如圖1所示。

激光落料數控系統

圖2為激光落料數控系統LS100。連續加工控制方法是激光落料數控系統的關鍵技術，屬于國內首創，獲得了國家發明專利。該項技術使LS100實現在板料連續變速送料運動中完成切割加工，充分滿足了激光落料的工藝需求，如圖3所示。

全數字化激光落料線

庫迪二機從2016年開始研發激光連續切割機，2017年建成國內首條激光連續落料實驗線，2019年實現3條生產線投產落料（圖4），2020年已實現累計8條生產線投產，實現累計銷售12條激光落料線。

激光落料線的所有設備都采用數控技術控制，實現了整線的完全數字化和自動化，落料產品切換方便快捷，設備和生產的狀態、數據可以遠程調用，無縫接入智能工廠和數字化工廠。

無損落料技術

庫迪二機的激光落料工藝，可以保證落料件表面無劃傷、無沾污，邊緣無渣瘤、毛刺小，實現了無損落料。

連續變速送料技術

連續變速送料，是實現激光落料工藝優化的關鍵技術。

切割速度與精度是互相矛盾的，需要根據落料件的設計要求來平衡、優化二者的關系，實現高速切割低精度輪廓，低速切割高精度輪廓，達到質量和效率的優化，如圖5所示。通過連續變速送料技術，實現切割運動與送料運動的插補聯動，進而實現工藝優化。

隨動光縫技術

隨動光縫技術是提高切割質量的關鍵技術。隨動光縫技術利用皮帶支撐，使切割頭下方形成空隙光縫，并跟隨切割頭運動。這樣就保證料帶、落料件和廢料都能得到連續的支撐，同時激光束穿透料帶后不會被阻擋，與傳統激光切割機相比，切割質量大大提高。

工藝包技術

當落料件材質和厚度發生變化時，需要調整激光功率、焦點、輔助氣體壓力、矯平機參數和切割速度等工藝參數，才能保證切割質量。

表2 落料件產能及加工成本估算表

工藝包技術是將工藝參數與落料件的材質和厚度等參數在數據庫中關聯起來，使整條落料線能自動適應材料的切換，實現全數字化、全自動化的生產控制。

材料利用率優化技術

材料利用率優化技術，可提高材料利用率5%～10%，顯著降低了材料成本。

應用分析

以常見汽車內外鈑金為例，按4000小時年時基數計算，激光落料線的年產能達到100萬～700萬件，材料利用率達到79%～100%，加工成本為0.72～4.29元/件，如表2所示。

結束語

激光落料是一種全新的落料生產線，并以其全數字化和無損落料的特點，受到市場的青睞，成為落料廠商擴充產能、技術升級的首選。