| 成果名称: | 大尺寸钣金件高功率激光高效高质复杂廓形切割技术与装备 |
| 完成单位: | 大族激光科技产业集团股份有限公司、湖南大学 |
| 主要人员: | 陈根余、陈燚、赵剑、罗贵长、高云峰、周聪、向水平、欧阳征定、刘旭飞、封雨鑫、李荣、胡家生、夏小川、张永峰、刘朝润、陆志勇、肖俊君、邓超 等31人 |
| 介绍: | 激光切割是激光加工行业中很重要的一项应用技术，也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。随着制造业升级，工业4.0的提出，激光切割设备正朝着高度自动化、智能化、数字化发展；而从激光切割设备自身来看，随着市场需求不断提高，更高功率，更高效率，更高精度是其主要发展方向；三维曲线零件的精密激光切割或焊接，在国外发达国家应用比较成熟，然而国内仍属于起步阶段，目前设备只能依赖进口，价格昂贵，开发自主三维切割设备，能有效打破国外垄断。本次课题来源于科技重大专项。 我司开发的高架龙门式大幅面高精度三维五轴联动光纤激光切割机床，采用特殊材料横梁和结构，提高机床刚性和稳定性；采用n×360°无限旋转的三维加工头，提高加工效率，在满足切割功能的同时，还可方便地更换成焊接头。基于RTCP的五轴数控系统的应用开发，可避免三维切割头的碰撞；避免工件变形所带来得切割误差；三维件切割转角的质量控制方法，转角切割时激光型式的选择。多机联线自动化光纤激光切割生产线，采用非导磁性金属板材铝板分层技术、激光切割机群组上下料指令智能调度技术、基于图像模式识别的激光切割机工作台面料况确定技术、基于激光切割的板材立体仓库自动化存取过程控制技术以及激光加工过程的信息化管理系统。自动化光纤激光切管机采用卧式结构，进口齿轮齿条及高精密的直线导轨，传动平稳，精度高，配置全自动上、下料装置，大大提高了机床的生产效率；采用基于Windows的数控软件，人机界面好，操作简单，实现全时切割和高效切割。高速高功率光纤激光切割机采用二维平面激光切割机床龙门梁式双驱动床身结构，齿轮齿条传动技术；龙门梁高速同步控制及反馈调整技术；外光路整形补偿技术；穿孔、切割状态控制反馈技术、碳钢厚板尖角切割、光纤厚板极限切割小孔技术、中厚碳钢板穿孔喷油技术、高功率光纤氮气切割中薄板碳钢工艺技术。 我司研发的多款激光切割设备均有如下创新点： （1）高架龙门式结构，双驱动高速高精度同步稳定运行技术，大行程Z轴配重滑枕技术；解决了大尺寸三维钣金件的高速加工难题。 （2）双驱动高速高精度同步稳定运行技术+料库+上下料装置+智能联线控制技术与生产管理软件集成；减少了人工干预及劳动强度，大幅提高激光切割效率30-50%。 （3）多个高速大行程回转夹头组合匹配自动上下料装置、管材辅助支撑、切管软件；解决了多种形状管材和复杂廓形切割难题，极大提高了管材切割柔性、质量和劳动生率。 （4）建立了二维和三维激光切割工艺数据库；解决了复杂廓形厚板高质量切割及薄板高速切割技术难题。 高架龙门式大幅面高精度三维五轴联动光纤激光切割机床广泛应用于航空航天领域大尺寸钣金件曲面切割；我司研发的自动化激光切割生产线已成熟稳定应用于徐工集团、宇通客车、日立电梯、星光农机和明宇重工等公司，国内设备市场上占有率100%；针对管材加工，已成有近20台自动化光纤激光切管机成熟稳定应用于苏州、杭州、佛上、上海等市场。自2009年国内第一台高功率光纤激光切割机问世以来，到目前为止我司总共实现销售突破2000台，分别应用于碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金等各种金属板材的精密切割。设备研制过程中充分考虑其人身安全及设备安全，安全系统久经市场考验，赢得客户的广泛认可。 历年获奖情况如下： （1）2015.12.1 厚板、难焊材料激光焊接与复杂曲面曲线激光切割关键技术及系列装备 科技 中国机械工业科技将进步一等奖 机械工业联合会机械工程学会 （2）2013.12.1 2013年度中国产学研合作创新（个人）奖 个人 中国产学研合作创新奖 中国产学研合作促进会 （3）2013.10.1 高功率激光三维切割焊接与轴快流激光器的关键技术及应用 科技 科学技术进步二等奖 教育部 （4）2012.12.1 高功率轴快流激光器与激光加工装备研发及产业化 研究 中国产学研合作创新成果奖 中国产学研合作促进会 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2018】0117 |
| 登记日期: | 2018-03-19 |
| 研究起止时间: | 2007.01 至2015.03 |
| 所属行业: | 制造业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 中国机械工业联合会、中国机械工程学会 |
| 评价日期: | 2015.03.24 |
