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激光在工控自动化中的应用
来源: | 作者:zhongshide | 发布时间: 2019-12-27 | 62 次浏览 | 分享到:
导语:我国拥有世界最大的工业自动控制系统装置市场,传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化需要大量的工业自动化系统,市场前景广阔。

01智造时代,工控自动化发展前景广阔

随着物联网、人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展,以及工业4.0的推行与变革,亚洲尤其是中国作为制造业的重要区域,工控自动化行业也得到了快速发展。

根据MarketsandMarkets最新的市场研究报告,2019年全球工业4.0市场规模预计为717亿美元,包括物联网,人工智能,工业计量,工业机器人,AR和VR,区块链,3D打印,数字孪生和5G技术等。预计到2024年,工业4.0市场规模将达到1566亿美元,期间复合年增长率为16.9%。

我国拥有世界最大的工业自动控制系统装置市场,传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化需要大量的工业自动化系统,市场前景广阔。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。当前工业自动化控制技术已经在我国很多行业中都得到了应用,自动化控制大大减轻了人工负担,有效提升了工作效率,提高了生产质量,同时自动化的应用是科技发展的体现,它促进了我国产业结构的调整和升级优化。

随着工业自动化的不断升级,工业生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求。在这种大背景下,激光设备的性价比优势愈发明显,引进激光切割设备加工逐渐形成了技术更新换代的趋势。

02激光技术的重要优势

激光技术作为现在的高新技术,在我国工控自动化领域中发挥了重要的作用,有力地推动了我国工业自动化向智能化的快速发展和转型!

传统的金属加工工艺包括火焰切割、水切割、等离子切割等,这几种加工工艺在切割厚度,切割精度,冶金性能,生产效率等方面都各有特点,但也存在着加工效率低下、加工效果较差等问题。

如今,激光切割技术凭借高效、高质、低成本的优势,逐渐替代传统工艺,成为金属加工中的首选工具,随着激光技术在制造业的不断应用,激光切割技术市场空间广阔。

激光加工属于无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。激光加工柔性大主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。

1、激光焊接

激光焊接优势:产能更高、适应性更强、更加经济

随着制造部门把自动化技术应用到焊接过程,激光和计算机控制的结合能够更好更精确地控制焊接过程,从而提高产品质量。保证激光焊接的质量,也就是激光焊接过程监测与质量控制也已成为激光利用领域的重要内容,包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器,通过电子计算机处理,针对不同焊接对象和要求,实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目,通过反馈控制调节焊接工艺参数,从而实现自动化激光焊接。

2、激光切割

激光切割的主要优点

(1)切割品质好:切口宽度窄(一般为0.1-0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1-0.4mm,轮廓尺寸误差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5~25μm),切缝一般不需要二次加工即可焊接。

(2)切割速度快,例如采用2kW激光功率,厚度8mm的碳钢切割速度为1.6m/min;厚度2mm的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。

(3)清洁、安全、无污染,大大改善了操作人员的工作环境。

激光切割属于非接触光学热加工,被誉为“永不磨损的万能工具”。工件可以进行任意形式的紧密排料或套裁,使原材料得到充分利用。由于是非接触加工,加工后的零件的扭曲现象降至最低并减少了磨损量。

其实激光切割亦有其不足之处,就精度和切口表面粗度而言,激光切割未能超过电加工,就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水准。另外它亦不能像转塔冲床一样进行成型、攻牙及折边等。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、广泛的材料适应性等优点。激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。

3激光打孔

激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑直径缩小到微米级从而获得105-1015W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度几乎可以在任何材料实行激光打孔,而且与其它方法如机械钻孔、电火花加工等常规打孔手段相比,具有以下显著的优点:

①激光打孔速度快,效率高,经济效益好。

②激光打孔可获得大的深径比。

③激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。

④激光打孔无工具损耗。

⑤激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。

⑥用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。

LFWC观点:

随着“中国制造2025”规划的实施,激光技术以其无法比拟的优势,成为推动制造业转型升级的重要工具。在激光产业链中,我国拥有大量激光设备集成商,同时也是激光应用的最主要市场之一。目前,我国激光产业已经具备了一定规模,市场份额也在不断增长当中。尤其在工控自动化领域中,激光技术发挥了非常重要的作用,为工控自动化的发展解决了许多难题!

03应用案例

1、华工激光切割机

华工A系列MAGICPLUS型中档交换台切割机

A系列MAGICPLUS型中档交换台切割机,是1000W-3000W中功率的光纤激光切割机,灵活、高效、可靠、经济,中薄板金属加工高性价比之选。

产品描述:

Magic系列是华工激光专为中薄板金属加工,推出的一款高性价比高品质的中功率光纤激光切割机。Magic系列为敞开式光纤激光切割机,Magicplus系列封闭式金属外壳,给生产加工多一重保障。

产品特点:

锐科激光器:自主研发光源,媲美进口品质,电光转换效率高;

全新机床:刚性好,精度高,动态响应效果好,保障设备稳定运行;

多样化选择:功率范围涵盖1000W、1500W、2000W、3000W,幅面可选3015、4022、6025,满足市场主流金属加工需求。

2、华和激光打标机

效率:在效率上激光打标机采用激光束为加工媒介,比起传统的各种打印设备快好几倍。而且激光打标机更加适用在自动化集成的生产线上使用。

成本:激光打标机虽然一次性的投资大,但是在后期的使用生产中可以大大的节省成本。激光打标机的寿命长,使用中发挥稳定,因此在正常使用中维护成本更加低,消耗更加低,从而节省了企业许多的成本。但是由于激光打标机近几年的设备成本降低许多,这对各行各业来说是一个福音。

效果:激光打标机使用激光束对材料加工,打标的效应是激光束照射到材料表面时,使材料表面蒸发从而露出底层的物质。这种的加工方式最大优点就是,美观、有层次感、永久不脱落等优点。

效果:激光焊接机焊成的焊缝更加坚固,平整,效率是传统的好几倍,要是在自动化集成的应用下,效率更加是不可估量。激光焊接机的热影响小,不容易使产品本身变形,不会改变材料本身的材质。应用在焊接中可以增加产品本身的钢性。

成本:激光焊接机,虽然一次性投资的成本较大,但是在使用和维护的成本小。普通人通过三两天的学习就可以达到老师傅的焊接的效果,当然老师傅使用效果更加好。这也就解决了人员上的问题。而且焊接后基本上无需处理。种种的优势可以使成本将低。

效率:激光焊接机操作简单,加工产品是传统焊接设备好几倍,使用集成自动化的情况下可以达到传统生产的10几倍。

3、三克激光打孔切割一体机

产品特点

激光打孔机是利用激光技术和数控技术设计而成的一种打孔专用设备。具有激光功率稳定、光束模式好、峰值功率高、稳定、操作简便等特点。

适用材料和行业应用

汽车喷油嘴,细孔穿孔,吸嘴,雾化器,精密模具,航天电子,微晶电路板,滤网滤芯,激光冲孔筛网,微孔滤膜,微孔曝气管,金属微孔管,微孔膜过滤器,内燃机燃油喷嘴,手表夹板,飞机透平叶片,探测器,传感器,喷油孔,冲孔铝板,微孔增氧机,微孔振荡器,微孔网,雾化喷嘴。

LFWC观点:

我国工业自动化的发展是我国对改造传统产业、建立自动化工业体系及高新技术产业的关键力量。因此,发展前景十分广阔巨大。随着工业自动化的不断发展,激光技术也因此迎来了新的发展契机!目前,我国激光技术已经在工业自动化领域得到了广泛的应用,未来,激光技术也将随着冬夜自动化的发展不断进步发展,据2019年中国激光产业市场现状及发展前景分析预测,截止2024年整体市场规模将超4300亿。

               

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