激光切割，让热成型钢（PHS）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，热成型钢（PHS）与一体式压铸铝等新型材料越来越多的应用到汽车行业。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。

在使用PHS等高强度材料时，为什么激光切割成为更有效的选择？
主要有以下几个优势：
1.加工范围广：激光切割适用于多种材料，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。
2.高精度高效率：激光光斑通常在50μm左右，理论上精度可以做到±0.05mm，加之其聚焦后的能量非常高，因此在加工时速度快，效率高，尤其是在加工PHS的零部件时，实际加工速度可达300mm/s。
3.节省模具，批量生产成本低： 由于PHS零件硬度高，传统冲压需要复杂的模具，而激光切割能够避免这一环节，激光切割借助于机器人的优势，简化了制造过程，节省了模具，降低了成本。
4.加工灵活：对于多种加工材料，激光切割经常与机器人搭配使用，借助于机器人的灵活性优势，让激光切割在加工领域更加灵活可控。
5.耗材少：由于激光切割是非接触性加工，相对于冲压，耗材仅有保护镜和喷嘴，有助于降低生产成本和环保。

综合而言，激光切割由于其灵活、高效使其成为汽车行业中的首选解决方案。

激光切割PHS

为了提高生产效率，如何优化激光切割机器人的路径规划和运动性能，特别是在处理形状各异的汽车零部件时？在制造过程中，如何平衡激光切割效率与切割质量之间的关系？

优化激光切割路径和运动性能对提高生产效率至关重要，同时平衡激光切割速度与切割质量之间的关系也很关键。结合我们的实际经验，给出一点建议：

首先，对于切割路径的优化，目前主要依赖机器人的路径优化，而对于机器人的路径优化，一种就是手动示教，形成路径轨迹；另一种就是通过离线编程进行路径规划。二者的核心在于怎么在高速运行过程中，避开干涉区。这个完全取决于各机器人厂家的实力，抛开干涉区这个因素的话，实际加工过程中，激光切割的速度可以做到高达300mm/s，对于激光头的运动性能要求较高。

另外，提到切割过程中激光头的运动性能，我们的AccuShaper2.0切割头，也就是大家熟知的牛顿头。它集成了XYZ轴，能自主在30x30x17mm的范围内运动，同时独有的惯性抵消系统，能有效降低对外部运动机构的负载要求。因为其高集成，使得整个激光头的重量仅有17Kg，再加上其独特的推拉机构，使整个加工精度控制在±0.05mm，有效解决了相关行业的高柔性、高精度、低成本的难题。

最后，对于效率与质量的平衡，就如鱼与熊掌不可兼得一样。在确保质量的前提下，效率越高，企业的效益就越好，所以有很多企业一味的追求效率而忽略了质量，导致看似产量高了，但年终一看，却发现产量与收益不成正比。而对于激光切割而言，最终的效率和质量都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，前三者相对来说都好调节，最后一项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，尽可能的提升效率。找到质量与效率的平衡点，实现企业效益最大化。

AccuShaper 2.0激光切割头

刚才提到了AccuShaper 2.0激光切割头，它是如何改善激光切割的精度和效率？与三维五轴激光切割机相比的话，有什么差异？
AccuShaper2.0激光切割头主要从以下几个方面来改善切割精度与效率：
一、专利惯性抵消系统加持，再加上高精度的XY运动机构，从而达到±0.05mm的轨迹加工精度。
二、极致的紧凑轻巧，整个激光头重量仅有17Kg,可能搭配更高精度的机器人或其它高精度机械结构，实现高精度的三维加工。
三、集成式XYZ轴，能实现在30x30x17mm范围内自主运动，在确保精度的前提下，最高运动速度可达250mm/s。
四、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，最大化的提升切割效率。
正因为以上的特性，使得AccuShaper2.0激光切割头在精度与效率方面更优于同行其它产品。

当然相比起三维五轴激光切割机的话，主要差异如下：
一、成本低：相对三维五轴激光切割机来说，采用单台AccuShaper2.0激光切割头搭配机器人的成本约为进口三维五轴激光切割机成本的50%-60%左右，加工效率约为三维五轴激光切割机的70%-80%左右。
二、灵活性高：采用AccuShaper2.0激光切割头的方案后，只要机器人可到达的范围，均可以加工。突破了加工幅面和加工零件的限制，极大地提升了灵活性。
三、可集成到自动化产线：采用AccuShaper2.0激光切割头的方案后，整体设备小巧紧凑，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。
四、操作维护方便：AccuShaper2.0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。

效率，是加工行业永恒的追求，与三维五轴激光切割机相比的话，我们有在效率上有一定的差异，实际加工中有没有更好的解决方案，能进一步的提升加工效率？

近几年来，随着新能源汽车的快速崛起，加工行业对效率也是越来越看重。为了更好的提升效率，同时也能兼容更多产品的加工，目前行业里有一部分客户逐步采用多台联动加工的方案，也就是用两台或以上的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。就我们目前的经验来看，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。

CO₂非金属激光切割方案

在汽车加工行业，除了金属材料外，还有塑料、碳纤维等非金属材料，这些材料是否也可以用激光加工？如果可以用激光加工，其优势是什么？

在行业里流传一句关于激光切割的俗话，叫“万物皆可切”。严格意义上来讲，不同的材料对于不同波长的激光吸收率不一样，而吸收率是决定该材料能否用此波段激光切割核心因素。而对于塑料、碳纤维等非金属材料来讲的话，CO₂激光器是首选。由于CO₂激光器无法进行柔性传输，需要借助于类似于光纤的光学元器件来实现柔性传输，从而实现非金属的三维加工。其优势主要表现在以下几个方面：

一、效率高。相比传统的加工流程，激光由于其高能量的光斑，使得在加工时的效率很高。
二、兼容性强。由于非金属材料对于CO₂激光的吸收率高，所以对于绝大多数非金属材料来讲，都可以使用CO₂激光器进行切割加工。
三、维护方便，使用成本低。由于激光头的耗材很少，仅仅是喷嘴与保护镜，所以使用成本很低。再加上CO₂激光对于灰尘不敏感，只要定期保养清洁，几乎没有维护成本。