激光切割，让热成型钢加工更高效

　　过去三十年来，汽车行业经历了飞速发展，为了追求极致的安全性与轻量化，热压硬化钢（PHS）与一体式压铸铝等新型材料，在汽车行业得到越来越多的应用。由于其强度高，加工难度大的特点，经过不断摸索，激光切割逐步成为行业首选。

　　激光技术的优势

　　激光技术发展至今，已在工业领域得到了广泛应用。简单概况来说，激光技术的优势主要有几个方面，首先是激光切割适用于多种材料加工，包括高强度钢和铝等，使汽车制造商能够选择更轻、更强的材料，以满足安全性和轻量化的需求；其次，激光光斑直径通常在50μm左右，理论上精度可以做到±0.02mm，聚焦后的能量非常高，加工速度快、效率高。在加工PHS零部件时，实际加工速度可达300mm/s。

　　此外，采用激光技术，还可以帮助企业节省模具成本。由于PHS零件硬度高，传统冲压需要复杂模具，而激光切割可以避免模具成本支出，简化制造过程。对于多种加工材料，借助机器人的灵活性优势，让激光切割在加工领域更灵活可控。同时，由于激光切割是非接触性加工，相对于冲压，可以减少废料产生，有助于降低生产成本。综合而言，激光切割凭借灵活、高效的特点，使其成为汽车行业中的首选解决方案，为企业实现降本增效。

　　效率与质量之间的平衡

　　优化激光切割路径和运动性能，对于提高生产效率至关重要，同样重要的还有平衡激光切割速度与切割质量之间的关系。镭麦激光基于实际经验出发，给出了如下建议：首先，对于切割路径优化，目前主要依赖机器人的路径优化。机器人的路径优化，一种方式是手动示教，形成路径轨迹；另一种方式是通过离线编程进行路径规划。两种方式的核心在于，如何在高速运行过程中避开干涉区，而这完全取决于各家机器人企业的技术实力。抛开干涉区的因素，在实际加工过程中，激光切割的速度可以高达300mm/s，对于激光头的运动性能要求较高。

　　针对激光头需要具备很高的运动性能，镭麦激光推出了AccuShaper2.0切割头，即行业所熟悉的牛顿头。这款激光头集成了XYZ轴，能在30m×30mm×17mm范围内做自主运动。激光头独有的惯性抵消系统，可以有效降低对外部运动机构的负载要求。高集成的设计让激光头的重量仅有17kg，再加上独特的推拉机构，使激光头的加工精度控制在±0.05mm，有效解决了行业对于高柔性、高精度、低成本的难题。

　　不少企业认为，效率越高说明企业的效益越好，所以一味地追求效率而忽略了质量。对于激光切割而言，最终的效率和质量取决于激光器的功率、切割气体的压力、切割速度和激光头的响应速度。相对来说，前三者比较容易调节。但激光头的响应速度不仅需要激光头具有高速采集与反馈信号的能力，还需要简洁轻巧的随动控制，这样才能快速与主控系统形成闭环，最终在确保质量的前提下尽可能地提升效率。从而为企业找到质量与效率的平衡点，实现效益最大化。

　　切割的精度和效率

　　AccuShaper2.0激光切割头主要从几个方面改善切割精度与效率：专利惯性抵消系统加持，再加上高精度的XY运动机构，实现达到±0.05mm的轨迹加工精度；紧凑轻巧搭配高精度机器人或其他高精度机械结构，实现高精度三维加工；集成式XYZ轴，在确保精度的前提下，最高运动速度可达250mm/s；高响应的随动控制系统，可确保在±8.5mm在起伏面进行高速随动响应，在确保质量的前提下，最大化提升切割效率。

　　相比三维五轴激光切割机，企业运用这款激光切割头的优势在于成本低、灵活性高、操作方便等特点。相对三维五轴激光切割机，采用AccuShaper2.0激光切割头搭配机器人的成本约为三维五轴激光切割机成本的50-60%左右，加工效率也约为三维五轴激光切割机的70-80%左右。

　　AccuShaper2.0激光切割头小巧紧凑，便于集成到自动化产线，提升关键加工环节的效率，便于促进整条产线的效率。激光切割方案会将所有控制接入机器人主控，操作只需要通过主控系统进行即可。对于后续维护，只要按需更换保护镜与喷嘴即可，方便快捷。

　　近年来，随着新能源汽车行业的快速崛起，企业对加工效率也是越来越看重。为更好地提升效率，同时兼容更多的产品加工，目前行业里有部分客户逐步采用多台联动加工的方案，即用两台或以上的AccuShaper2.0激光切割头，进行同时差补切割，一方面确保了设备的灵活性与兼容性，另一方面提升了加工效率。就目前来看，在无干涉区的情况下，两台联动的效率可以达到三维五轴激光切割机的 1.4-1.6倍左右，有效解决了成本与效率的问题。