钣金加工行业新宠高速激光智能开卷落料线

文/熊家毅，吴振泉·武汉华工激光工程有限责任公司

近年来光纤激光的快速发展引发了变革，由于很多激光加工材料厚度都在3mm 以下，所以非常适合用光纤激光来切割。光纤激光高度聚集的光线特别适合快速切割薄板，而且光纤传导激光是固态激光，易于维护和集成及传导能量，排列几个大功率的光纤激光同时连续切割零部件，其生产效率可以得到大幅提高，所以智能化、适应性广、低耗能的激光开卷落料线设备的研发是大势所趋。高速激光智能开卷落料线如图1 所示，它将开卷落料线和激光切割的工作理念进行巧妙组合，为实现智能制造提供了可靠的装备，填补了我国高端切割落料装备的空白，技术达到国内领先、国际先进水平。

图1 高速激光智能开卷落料线

高速激光智能开卷落料线设备

高速激光智能开卷落料线设备通过系统控制的多个激光切割头在激光切割平台上进行动态跟随切割，代替传统压力机及模具，使用卷料进行连续生产，不会产生单片时料头、料尾的损耗，突破了原有激光切割设备只能对单张板进行切割作业的工艺瓶颈，能够将卷材在带料运动中使用激光切割机对其进行飞割（跟随切割），解决了连续的金属和非金属带料的无模具快速下料问题，对于高强度钢的加工，减少了模具的损耗，提升了综合效率，减少了下料设备的投资及模具消耗，“高效的优化排样软件及多通道编程控制软件”使激光切割“无搭边切割技术”发挥到极致，有效提高了材料的利用率。华工激光高速激光智能开卷落料线设备如图2 所示。

图2 华工激光高速激光智能开卷落料线设备

华工激光高速激光智能开卷落料线设备由上料台车、开卷机、板材清洗机（可扩展配置）、校平机、缓冲活套、导向及伺服送料机、激光切割机、零件清洗装置（可扩展配置）、自动分拣码垛装置（可扩展配置）、废料处理系统（可扩展配置）组成。集液压、气动及电气控制、激光切割系统于一体，运用激光测量补偿技术，将采集的数据反馈到数控系统，进行相应的位置补偿，通过传统开卷线与激光切割技术的完美结合，采用多头切割技术实现钣金产品的高效智能化生产。

华工激光高速激光智能开卷落料线设备是拥有完全自主知识产权的新型智能柔性化加工激光切割落料成套装备，自2012年起开始研发相关产品，并获得了多项国家发明专利。已经投产多条高端激光落料线，积累了宝贵的激光落料线生产应用经验。设备具有如下先进性特点。

⑴采用西门子840D sl成熟数控系统，功能强大，系统稳定，可扩展性强，与德国最先进设备一样。

⑵具有自主知识产权的排样及编程系统，可根据产品形状选择单独切割或拼图切割，大大提升了切割效率。

⑶具有自主知识产权的轻量化随动皮带系统的优势如下：

①灵活性高，适合各种批量生产，实现柔性化加工；

②使用成本低，不需要模具进行冲压，降低了模具制造和维护费用；

③材料利用率高，采用优化排样，将各种形状的零件组合进行无搭边切割；

④产品品质高，可适应各种金属材料零件的“高精度无损伤”生产；

⑤设备能耗低，实现了节能、减排的安全绿色环保要求；

⑥技术先进，替代传统落料设备，经济效益回报丰厚。

⑷具备割缝自动分离系统，可处理直径小于 400mm 的废料片。

⑸ 相 对 国 外 产 品 结 构 更 简 化，加速度更高，定位速度更快。可长期保证切割效率及功能，较进口设备价格下降50% 以上。

行业应用

随着中国汽车产业的发展，对钢材的需求量激增，为提高战略产品的服务水平，实现钢板加工服务本地化，特别是以日韩为代表的钢铁配送企业，如以新日铁、浦项、JFE、蒂森克虏伯为代表的外资钢铁企业及以住友商事、美达王、三井物产为代表的外资商社，不断在中国投资成立汽车钢材加工配送中心，为高速激光智能开卷落料线设备提供了巨大的市场容量支撑。

各钢厂建设加工配送中心的目的是强化钢厂与下游行业的产业链建设，提高钢厂的综合竞争能力。通过分布在目标市场的加工配送中心，首先可以实现为终端战略客户提供“门对门、点对点”的营销服务；其次通过加工配送中心延伸营销渠道，加大对目标市场中小客户的开发力度，同时通过有效经营还可以实现投资增值及经营创收。目前就国内而言，宝钢在建设钢材加工配送中心方面最为成功，高速激光智能开卷落料线已于 2021 年成功投产。为后续相关行业客户推广打下坚实基础。

新能源汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流，并成为汽车界所有业内人士的共识。2016 年 10月 26 日，中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布，明确了新能源汽车作为未来汽车行业发展方向的必要性和必然性，更是确定了汽车轻量化作为七大领域之一为新能源汽车产业提供关键技术支撑的重要地位。该路线图中明确了按高强钢、铝合金、镁合金和碳纤维复合材料的顺序逐步过渡的轻量化技术总体思路，从用材、工艺、设计三个方面阐述了 2030 年整体比 2015 年减重 35% 的轻量化规划，足见轻量化技术在新能源汽车开发中占据了举足轻重的地位。高速激光智能开卷落料线设备很好地迎合了汽车行业钣金加工应用且易于实现制造柔性化，不需要模具进行冲压，降低了模具制造和维护费用，可适合各种批量产品生产，助力汽车行业飞速发展。

结束语

华工激光高速激光智能开卷落料线设备是拥有完全自主知识产权的新型智能柔性化加工激光切割落料成套装备，该产品将通过系统控制多个激光切割头，将金属带料在皮带式随动切割平台上进行动态切割落料，解决了钣金制造行业无模具快速下料的问题，替代了常规设备用模具进行冲压落料的生产模式，并有效提高了材料的利用率，为打造绿色节能环保的“智能工厂”奠定基础，已悄然成为钣金行业新宠。

作者简介

熊家毅，平面切割产品线副总经理，高级工程师，主要从事激光设备开发及应用相关工作。曾参与国家级、省部级、市级等大型科研项目近10 余项，并率先参与研发专有技术项目10 余项、新产品20 余款、专利项目20 余项（发明专利5 项）。主持完成漫威系列高速高功率激光切割机开发，近三年累计销售额约5 亿元（海外市场2 亿元）；主持完成中联智慧城智慧工厂薄板线项目，目前项目已交付竣工投产。

熊家毅

——摘自《钣金与制作》2023年第4期