在全球的制造機構(gòu)中，多軸聯(lián)動激光切割機的應(yīng)用正變得日益普遍。這些長期以來應(yīng)用于航空與汽車工程領(lǐng)域的復(fù)雜的多功能機床，正在成為許多中小型精密與合同工場的標準設(shè)備。 這種高生產(chǎn)力設(shè)備的應(yīng)用大致可分為兩個不同的領(lǐng)域：比如應(yīng)用于在受壓或拉延3D部件上切割孔，或在透平機部件上激光鉆孔的機床，以及那些特別設(shè)計用于切割管道部件——圓管或非圓管部分、非線性管道及預(yù)成型管道等部件的機床。許多模型還擁有二次旋轉(zhuǎn)軸附件，能夠?qū)庸て陂g需要旋轉(zhuǎn)移動的部件進行加工。 最近的機床技術(shù)發(fā)展要求這兩種程序能夠完全轉(zhuǎn)換，采用3D 五軸切割，視需求插入“管道模式”切割操作，在微型部件的制造應(yīng)用中，比如那些醫(yī)療設(shè)備制造的應(yīng)用中正在采用占地面積小的機床。 快速移動設(shè)備 由于“自由度”、損害的可能性、代價巨大的碰撞以及對激光光路精度的要求，這些硬件都需要進行大量的編程及控制。 近年來，CAM軟件在這些技術(shù)方面已取得了快速的進展。例如，Camtek 公司的PEPS SolidCut套件正在減輕世界各地的許多編程人員及生產(chǎn)經(jīng)理的工作負擔，顯著提高了生產(chǎn)力，節(jié)約了大量時間。這種解決方案由3D/三 — 五軸程序及三 — 六軸管道加工應(yīng)用兩種模塊組成。 全球成功應(yīng)用多軸程序的幾個實例說明了各公司所獲得的好處。 位于英國艾塞克斯（Essex）郡巴西爾登(Basildon)的Ilford Engineering公司是汽車工業(yè)高精度部件的供應(yīng)商，因Lotus與McLaren等公司需要更為復(fù)雜的部件，該公司安裝了一臺Prima Rapido 五軸激光切割機。該公司以前曾經(jīng)將此類工作分包出去。因功能及價格原因，該公司所選擇的激光軟件CAD/CAM系統(tǒng)是PEPS SolidCut。該軟件具有許多益處，其中一項是模擬功能的改進。首席編程員Rob Blackwell指出這一特點領(lǐng)先于他在其它地方測試的軟件，他指出，該版本甚至能夠顯示應(yīng)用中的加料管道。采用PEPS SolidCut程序的 Rapido激光切割機，大大增加了Ilford (www.ilfordengineering.co.uk)公司內(nèi)部能夠制造的零件類型（圖1）。 在世界另一端的澳大利亞墨爾本，成立15年、擁有40名員工的激光加工代工中心Laser 3D公司，運行著13臺由辛辛那提的Laser Lab (8)與TRUMPF (4)提供的激光切割系統(tǒng)。該公司供應(yīng)成型的金屬部件及塑料部件，主要供給汽車工業(yè)的客戶，如福特、豐田及通用汽車霍頓公司（圖2）。工件在兩個車間中生產(chǎn)，使公司能夠提供范圍廣泛的激光切割與焊接服務(wù)。為了滿足日益增加的金屬切割要求，Laser 3D公司擴大了激光切割機組，因此，公司必須更為高效地處理編程問題?？偨?jīng)理Brian Finn稱：“我們正在尋找可能的方式，改進我們的五軸切割設(shè)備的響應(yīng)時間及精度”。例如，在LaserLab系統(tǒng)上的初始編程是通過示教方式，夾具的生產(chǎn)緩慢，程序不是很準確，因此浪費了加工時間。該公司購買了PEPS SolidCut激光軟件，用于LaserLab 及TRUMPF機床，除獲得其它好處外，還節(jié)約了大量設(shè)計與制造夾具的時間（達到80%），設(shè)置時間比手動示教方式縮短了50%，精度也得到了提高。 Laser 3D公司計劃擴大其現(xiàn)有的工廠。Finn說：“我們的TRUMPF激光單元，三臺LaserLab 五軸Pentacon機床及其它設(shè)備，與PEPS SolidCut激光軟件一起，使我們能夠滿足苛刻的交貨限期。因切割是直接采用設(shè)計數(shù)據(jù)，實際上消除了人為誤差因素，因此，我們能夠生產(chǎn)更高精度的成品。 在歐洲，F(xiàn)erral Systems B.V.（位于荷蘭的Monster）公司已成立六年，擁有27名員工，是主要生產(chǎn)用于溫室產(chǎn)業(yè)的鋼鋁構(gòu)件。兩年前，它從Balliu購買了當時世界上最長的激光管道切割機。該LTC 13000管道切割機能夠切割13米長的管道；因為這些管道是在13米長的卡車上輸送的，因此這點很重要（圖3）。Camtek與Balliu密切合作，為PEPS SolidCut激光管道切割系統(tǒng)提供支持。 圖3在評論采用PEPS的優(yōu)點時，主程序員Guido Hofstede說：“各種特點，諸如對角切割，使我們能夠直線切割管道，且仍能在切割角下放一塊板?！痹摴旧a(chǎn)的許多構(gòu)件需要將各種部件焊接到一起，因此新產(chǎn)品采用SolidCut Laser設(shè)計，使各個部件能夠就地嵌入與擰入，因此，各部件更易于包裝和運輸給客戶，損壞更少，而客戶能夠更容易地組裝各部件。而且，在激光方面的生產(chǎn)時間僅需增加4-5分鐘，與之相比，手動焊接需要20分鐘。Hofstede說：“客戶喜歡這種無焊接概念，有些客戶甚至投資購買特殊的工具，以適應(yīng)我們的新設(shè)計，使工作速度更快。” Ferral Systems (www.ferralsystems.nl)公司分兩班以90%的負荷運行激光切割機，在12個月內(nèi)，其業(yè)務(wù)已經(jīng)增加了30%，因此，公司正在考慮另裝一臺激光切割機。 切割部件 對用戶來說，在SolidCut Laser內(nèi)生成一個復(fù)雜的多軸激光光路很簡單。該系統(tǒng)可以自動使用或交互應(yīng)用。特征尋找工具可以快速確定待加工區(qū)域；用戶控制合適的切割技術(shù)，應(yīng)用于任何切邊切割。 對部件表面的切割頭方向可以設(shè)定默認值，然后再根據(jù)需要改變。各種選項包括“表面法線”、固定角及“跟隨面（follow face）”。在任意位置的任意切割，用戶能夠引入“變點”，在此點可改變方向或技術(shù)。 管道部件成套設(shè)施能夠用于準備采用同一材料來生產(chǎn)的不同數(shù)量部件的部件程序。三軸管道制造設(shè)備設(shè)置無法達到制造稍微復(fù)雜一點的管道所需要的角度。這樣的例子有斜管端或以一定角度穿過管壁的孔，與之相反的是與管道表面垂直。對SolidCut用戶來說，最大的好處是創(chuàng)建幾何結(jié)構(gòu)的能力，這樣，所得到的幾何結(jié)構(gòu)可在三軸設(shè)備上加工。 最后 對于任何CAM操作的CAM系統(tǒng)最重要的產(chǎn)品，就是運行該機器的編碼。該編碼必須以高標準產(chǎn)生且達到技術(shù)性的準確度。對各種特點，比如機床控制器上的孔與槽循環(huán)數(shù)的支持必須得到保證。例如，給人深刻印象的是，SolidCut Laser產(chǎn)品可為當今使用的所有機床提供大量經(jīng)過證明的后加工解決方案。 Terry Antrobus (terry.antrobus@peps.com), Camtek (www.peps.com)公司銷售總監(jiān)及市場總監(jiān)。