第22屆上海工博會(huì)已落下帷幕。本屆工博會(huì)上，依瑪網(wǎng)采訪了三菱電機(jī)加工機(jī)事業(yè)部營業(yè)企劃部部長糸谷彰規(guī)及激光加工機(jī)科副科長李林英，就三菱電機(jī)在激光加工上的布局進(jìn)行了交流。

三菱激光機(jī)特色：人工智能優(yōu)化加工流程 關(guān)鍵部件全自產(chǎn)確保售后高效

本次工博會(huì)，三菱電機(jī)展出了3米機(jī)型的6kW光纖激光切割機(jī)及組合的上下料系統(tǒng)。糸谷彰規(guī)介紹說：“我們這款產(chǎn)品有三大特點(diǎn)，一是我們在鈑金激光領(lǐng)域?qū)肓巳斯ぶ悄芸刂葡到y(tǒng)，二是我們所有的關(guān)鍵零部件都是自己開發(fā)生產(chǎn)的，三是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要測試時(shí)，因?yàn)槲覀兊牧悴考际亲援a(chǎn)的，所以只需要一個(gè)工程師去現(xiàn)場就能夠解決問題。”

對于這三大特點(diǎn)，李林英做了進(jìn)一步解釋。所謂人工智能控制系統(tǒng)，是指在切割過程中通過光傳感器或聲音傳感器采集切割時(shí)火花的光、氣流聲音等信息，與數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行對比來判斷加工是否正常，如果出現(xiàn)異常會(huì)自動(dòng)檢測噴嘴，自動(dòng)清洗、更換噴嘴，改變加工速度，而通常這些工作都需要人工完成。李林英表示：“開發(fā)這個(gè)功能的初衷在于，加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)工人不在場的情況。如果人不在場加工出現(xiàn)了異常，要么是停機(jī)不動(dòng)，要么還繼續(xù)切割但生產(chǎn)一堆廢品。加上這個(gè)功能之后，工人只要把板放上，選擇好加工條件就不用管了。如果加工出現(xiàn)故障，機(jī)床會(huì)立即自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，減少了產(chǎn)品的不良率和客戶的損失。這種無人化的產(chǎn)品最早在2018年就推向市場了。”

此外，三菱電機(jī)實(shí)現(xiàn)了從控制裝置、到激光器、到激光頭，包括所有的馬達(dá)、傳感器、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備等所有相關(guān)零部件的自主生產(chǎn)。李林英解釋說：“激光器、切割頭、控制裝置這三個(gè)關(guān)鍵部件的自主生產(chǎn)，能夠使我們的設(shè)備達(dá)到最好的整合性。如果通過外購，在需求不大的時(shí)候供應(yīng)商不會(huì)進(jìn)行針對性開發(fā)。同時(shí)，關(guān)鍵部件外購，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候需要多家供應(yīng)商維護(hù)，但可能多個(gè)供應(yīng)商無法及時(shí)按照用戶需求服務(wù)。三菱所有的東西都是自己生產(chǎn)，自己售后，可以大大降低用戶的等待時(shí)間。”

高功率激光技術(shù)：關(guān)鍵部件逐步升級 切割工藝?yán)^續(xù)迭代

除了三大特色之外，依瑪網(wǎng)還注意到三菱切割頭可變光模的特點(diǎn)。李林英介紹說：“我們開發(fā)的自動(dòng)變光模切割頭主要是針對光纖激光應(yīng)用。現(xiàn)在多數(shù)的激光切割頭可以改變光斑直徑、焦距，但變不了光模。我們除了能改變光斑直徑、焦距外，能夠根據(jù)加工條件自動(dòng)變化光模，比如圓形、環(huán)形等，這大大提升了激光加工的能力和效率。”

隨著萬瓦激光規(guī)模化應(yīng)用，切割頭易發(fā)熱的問題已成為一個(gè)普遍且難以徹底解決的問題。造成切割頭發(fā)熱的原因通常是加工過程中聚焦鏡上出現(xiàn)異物灰塵，這些灰塵吸收光纖激光的能量后引起鏡片發(fā)熱，輕則影響加工質(zhì)量，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致鏡片炸毀。為解決密封性問題，國內(nèi)激光廠家通常會(huì)在切割頭外部纏膠帶。李林英表示：“國內(nèi)貼膠布似乎已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，大家都以此為標(biāo)準(zhǔn)，甚至還有在外面套密封袋的，但這是不應(yīng)該的，不僅不美觀而且存在安全隱患。三菱的切割頭用的是全密封腔體，整個(gè)生產(chǎn)過程都在無塵室里進(jìn)行。切割時(shí)我們用清洗氣體，給切割頭一個(gè)正壓，通過往外噴氣隔絕外面的灰塵。而在透鏡周圍我們加了水冷系統(tǒng)，能對鏡片不斷進(jìn)行冷卻。憑借過硬的技術(shù)，三菱生產(chǎn)的切割頭基本都能達(dá)到半永久的標(biāo)準(zhǔn)，使用過程中幾乎不需要維護(hù)，10kW切割頭也能長時(shí)間穩(wěn)定不間斷加工。”

在光纖激光器上，目前三菱開開發(fā)出的最高功率是10kW。糸谷表示：“我們認(rèn)為，對切割市場尤其是碳鋼加工市場，6000W功率已經(jīng)足夠使用，再多就是多余的能量。但現(xiàn)在客戶提出了不同的需求，比如生產(chǎn)率要提高，加工速度要提高，像銅、鋁等高反材料的加工能力也要提高，而這些需要更高功率，為此我們開發(fā)了10kW激光器。我們計(jì)劃相繼推出12kW和15kW的激光器，新產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)在明年和大家見面。”

隨著萬瓦激光設(shè)備推出，氮?dú)狻⒖諝馇懈钐间摰墓に囈仓鸩奖皇袌鼋邮堋Ｓ玫獨(dú)馇懈钐间撃軌虼蟠筇嵘a(chǎn)效率，但氮?dú)鈮毫Υ螅脷獬杀靖摺？諝馇懈畛杀镜停嗣鏁?huì)發(fā)生氧化，需要后續(xù)進(jìn)行拋光打磨，同時(shí)空氣中存在的水、油也會(huì)給設(shè)備帶來一定風(fēng)險(xiǎn)。為解決這些問題，三菱開發(fā)出氮?dú)狻⒖諝馔S供給的切割工藝。李林英表示：“實(shí)際上在氮?dú)馇懈钸^程中真正起作用的僅僅是流到割縫里的氮?dú)猓饷娴牡獨(dú)鈱η懈钍瞧鸩坏阶饔玫摹Ｈ庥靡欢ū壤目諝鈦泶嫱鈬牡獨(dú)猓冉档土擞脷獬杀荆泊_保了端面的品質(zhì)。經(jīng)過驗(yàn)證我們看到，采用同軸供給切割的端面稍微帶黃但幾乎看不出來，和氮?dú)馇懈钚Ч浅＝咏Ｔ?-16mm的板材加工上能夠節(jié)省70%的氮?dú)猓珜^薄或者過厚的板只能節(jié)約20-30%。”

當(dāng)然，既然使用空氣就無法回避空氣中水和油的問題。李林英表示：“如果客戶有用空氣的需求，我們會(huì)在技術(shù)提案里要求客戶選配無油空壓機(jī)并配齊三級過濾。無油空壓機(jī)價(jià)格高，但對設(shè)備的壽命作用非常大。此外三菱的機(jī)床內(nèi)部也有三級過濾裝置，但這個(gè)是防止萬一客戶的過濾失效，能夠一定程度上保護(hù)自己的設(shè)備，而不能夠長時(shí)間承擔(dān)空氣的過濾任務(wù)。如果用戶能夠按照標(biāo)準(zhǔn)配置無油空壓機(jī)和三級過濾系統(tǒng)，并定時(shí)更換濾芯，那么空氣是完全可以放心使用的。”

三菱戰(zhàn)略：立足高端市場 布局未來應(yīng)用

目前國內(nèi)的激光切割市場基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，國產(chǎn)激光切割機(jī)在市場上占據(jù)絕對的主流位置，但進(jìn)口產(chǎn)品依然無法被完全取代。糸谷認(rèn)為：“國產(chǎn)廠家非常多，包括三菱在內(nèi)的進(jìn)口機(jī)床，在銷售上確實(shí)因價(jià)格方面的問題碰到很多困難。但是我們?nèi)庖回瀳?jiān)持的理念是設(shè)備穩(wěn)定性好、能長時(shí)間加工、自動(dòng)化程度高。基于這樣的理念，我們的目標(biāo)客戶也是那些追求高品質(zhì)、希望設(shè)備能長期穩(wěn)定使用的客戶，通常這類客戶有自己的產(chǎn)品需要生產(chǎn)，激光機(jī)床加工的是他們自己的零部件，所以對他們來說穩(wěn)定更加重要。”

目前國內(nèi)代加工市場龐大，但代加工本身對效率、成本的要求特別高，反而對品質(zhì)的要求會(huì)相對低一些。糸谷表示：“對于眾多的代加工用戶，我們覺得國產(chǎn)設(shè)備更適合。國產(chǎn)設(shè)備有自己的優(yōu)勢，在這樣的市場我們不會(huì)去參與競爭。我們更在意的是有自己產(chǎn)品、對品質(zhì)要求非常高的客戶。”

激光加工未來將走向智能化已成為業(yè)內(nèi)的共識，但目前絕大多數(shù)的激光切割仍非常依賴操作員的盯守。隨著中國產(chǎn)業(yè)的不斷升級，無人化、智能化的需求會(huì)越來越多，如何才能實(shí)現(xiàn)智能化？本次展會(huì)三菱展示的方案或許是一個(gè)選項(xiàng)。李林英表示：“我們這次展出的光纖激光切割機(jī)，設(shè)計(jì)的初衷就是要打造不停頓的加工機(jī)，哪怕是噴嘴壞了、出現(xiàn)加工不良，都不需要人為干預(yù)，它會(huì)自己更換、調(diào)整。這才是面向未來的智能化設(shè)備。”

除二維鈑金激光切割機(jī)外，三菱激光還開發(fā)出用于碳纖維成型件切割的三維五軸切割系統(tǒng)。目前市場上的鈑金加工機(jī)床多用于碳鋼不銹鋼加工，隨著汽車的輕量化不斷的發(fā)展，碳纖維、鋁合金等新材料的需求也不斷提高。碳纖維憑借輕巧且耐腐蝕的特點(diǎn)，受到眾多領(lǐng)域的歡迎，目前多用于寶馬、奧迪等高端車型，以及碳纖維自行車（價(jià)值萬元以上）、高鐵操作面板、無人機(jī)、賽車手的頭盔等等。李林英表示：“我們對碳纖維市場付出很多努力。目前市場上已經(jīng)有平面碳纖維切割設(shè)備，但三菱率先開發(fā)出三維成型的碳纖維激光切割系統(tǒng)，將能夠進(jìn)一步拓寬激光的應(yīng)用領(lǐng)域。由于碳纖維的材料特性，無法用光纖激光來加工，直接用連續(xù)的CO2激光也不行。為此我們開發(fā)了光脈沖的CO2激光器，這項(xiàng)技術(shù)比較難。以后我們會(huì)不斷進(jìn)行研究，開發(fā)出更多適合中國市場需求的產(chǎn)品。”