现代激光切割技术的快速发展

当前，光纤激光切割机的运行速度让人印象深刻，相比之下，二氧化碳激光切割机看起来有点落后于时代。但速度并不是金属加工厂商定期投资新激光切割机的唯一原因。随着原材料成本和人工成本的上涨，再加上劳动力市场的短缺紧张，厂商开始更多地依靠技术来保持车间的高效生产。

材料利用率最大化
近年来，钢材价格普遍上涨。尽管这种情况并不常见，但对于任何财务状况不佳的作业车间来说，仍会带来风险。这时，切割机编程软件中的套料算法就发挥了重要作用。厂商可以从简单的静态套料转变为更动态的套料，从而最大限度地提高材料利用率并减少废料。

这种编程能力使套料具有智能共线的切割功能。例如，一次激光切割最终实现两个不同零件的共边。套料算法可以将这种安排扩展到四个零件，这些零件在一个2×2的网格中共享一条切割线，甚至是共享一个切割产生共同边缘的不同零件集合。

今天的套料算法比五年前的技术更强大。现在的设备拥有强大的计算能力，不仅可以有效地计算出在一张板材上放置尽可能多的零件，还能计算出最有效的切割方法，从而最大限度地延长生产时间，减少耗材损耗。

自动零件分拣臂现在配备了位于旋转机头内的工具。分拣臂无需再到工具站进行更换

消除人工干预
如果一名操作员已经工作了至少10年或更长时间，那么一定还记得正确切割所需的条件。以往，他们需要参与到每个切割过程，时刻关注作业，例如手动检查、更换喷嘴、将喷嘴对准中心以及校准焦点位置，确保每种材料的设置都正确无误。激光切割前的准备工作并不像按下按钮那么简单。

如今，大量的人工干预已不再需要。这就是为什么现在的控制装置设计得像平板电脑的原因。图标非常普遍，操作员可以点击屏幕来执行命令。这种控制方式是为那些可能从未在该行业工作过的人量身定制的，更容易上手操作。

鉴于疫情期间发生的情况，控制界面的简化非常及时。当2020年餐厅和酒店因所有人都呆在家里时，许多被解雇的工人在制造业找到了工作。他们可能需要更长的学习曲线才能熟悉老式机器，但如今有了用户友好的控制界面和自动化功能的设备，学习时间被大大缩短了。

10年前，如果操作员发现激光切割部件的底部毛刺过多时就必须操纵焦点或者调整切割速度，使切割速度稍稍减慢。现在，设备可以借助人工智能（AI）来即时调整切割参数，避免产生毛刺。此时，操作员无需数百小时的机器操作经验也能有效操作。

将人工智能融入设备控制中，可使激光切割机生产出始终符合质量规格的零件

对于喷嘴检查，这在过去是一个需要手动才能完成的过程。如果操作员发现激光切割的边缘有问题就必须停止生产，检查喷嘴是否损坏。现在，设备上的摄像头可以映射出喷嘴表面并观察喷嘴，评估质量和使用寿命。喷嘴的可视化显示可以及时给出关键信息。如果是绿色，证明喷嘴可以正常工作。如果是黄色或橙色，说明喷嘴存在一些损坏，可能需要更换。如果是红色，喷嘴就必须更换。

对于焦距调整，过去是根据所使用的聚焦透镜类型来设定的，通常是在插装式透镜中找到的。在大多数情况下，更换镜头确实不需要太多时间。在不到一分钟里，操作员就可以完成镜头更换。但作为镜头更换的标准程序是，要求在将镜头装入设备之前进行清洁。对于高效的操作员来说，可以将更换时间延长到大约五分钟。同样是五分钟，考虑到一年中每个班次更换镜头的停机时间，这就损失了大量的切割时间。

现在，切割头无需更换镜头即可调整焦距。同样的切割头可以从3.75英寸调整到10英寸。操作员在控制面板上选择材料类型和厚度，实际焦距就会自动改变。事实上，切割机可以根据具体工作调整焦距，可以以0.05英寸为增量调整焦距。灵活性带来的是最佳质量、最佳性能或质量与性能的最佳组合。

优化切割
过去，操作员是激光切割机性能的实际质量检查者，但在使用新型激光切割机时，操作员不必再承担这一重任。我们引入了人工智能技术，即使操作员经验不足，也能帮助机器生产出高质量的零件。切割头旁边装有摄像头和麦克风，可以实时监听和观察切割过程。例如，当切割效果良好时，机器会自动加速，直到确定达到最佳速度，同时仍能保持最佳边缘质量，从而进一步提高生产率。

当切割头检测到零件上有毛刺时，机器会对喷嘴进行拍照，以确定喷嘴是否是切割不良的原因。如果喷嘴是原因就会更换，然后回到上一次切割。如果喷嘴不是原因，机器会对切割条件进行调整。如果机器在尝试五次后仍无法纠正问题，则会发出停止警报并向操作员或主管发送推送通知。人工智能提供的支持，在10年前是无法想象的。如今，切割设备可以跟踪250多种切割条件，涉及各种材料和厚度。

两个零件分拣臂同时拾取不同的零件，这就是快速拆卸零件的一个例子

改进材料移除和分类
随着激光切割速度的不断提高，装载和卸载的自动化程度也在不断提高。利用现代自动化技术，可以在50秒内从托盘上取下一张板材，如果板材粘在一起则将其分开，测量厚度，然后送到工作台上并放入激光机开始切割。在绝大多数情况下，激光切割机无法在一分钟内完成整张板材的切割。在这种情况下，自动化将确保激光器永远不会处于待机状态。

当然，技术进步不仅限于板材输送和零件拆卸。设备制造商在零件分拣方面也花费了大量时间和精力。过去，装有吸盘和磁铁的工具被用来从激光切割的板材上分拣零件，但在某些情况下，零件分拣臂上的工具不得不因移动零件的尺寸或重量而改变。如今，分拣臂不必停止零件分拣就能移动到工具站，并根据工作需要拾取合适的工具。

零件分拣臂不仅能协调零件在工作台上的摆放位置，还能确保零件的方向符合冲压制动器等下游工序的需要

展望未来
激光切割技术在不断进步，设备便于操作，加工效率更高。这些设备的生产速度决定了整个金属加工作业的节奏。先进的激光切割技术要想对制造企业产生影响，就必须与其他现代制造设备配合使用。现实情况是，激光切割技术和配套的自动化设备每年都在不断改进，让这个行业内的企业受益。