高速激光切割机使用创新 CNC 技术来提高生产率
CNC 专家 NUM 正在帮助 Grupo Plasma Automation —— 拉丁美洲顶级制造设备制造商之一 —— 开发一种创新的高速激光切割机，该切割机使用实时自适应高度控制系统，以提高生产率。
Grupo Plasma Automation 由八家专门从事制造自动化的设计和制造的公司组成。该集团生产各种等离子、激光和水刀切割机。GPA 成立于 1991 年，多年来稳步增长，并建立了庞大而有声望的客户群；仅墨西哥公司就安装了 700 多套切割系统，如今服务于国内和国际市场。
GPA 最新的 CNC 激光切割机旨在为钣金制造商提供超灵活的精密切割解决方案。该切割机品牌为 SPEED CUT，能够切割各种不同密度的金属，包括镀锌铁、铝、黄铜、不锈钢和碳钢。它的工作区域为 1.5×3 米，最高切割速度为每分钟 120 米，定位精度为 40 微米。该系统即使在高速下也能提供极其平稳的运行。
为了帮助实现性能和可靠性的最大化，GPA 的新型切割机完全基于行业领先的激光和控制技术。激光源是 2 千瓦的 IPG Photonics 固态镱光纤系统，波长为 1.07 微米，而切割头是 Precitec LightCutter 2.0 装置。这种特殊的切割头以其动态性能著称 —— 它具有电机驱动的轴向焦点位置自动调整功能，可处理高达 3g 的加速率，并覆盖 23mm 的大焦点位置范围。
机床上的所有切割头定位功能均由 NUM Flexium+ 8 CNC 系统控制。GPA 公司所有者兼首席执行官 Omar Sandoval 表示：“我们之所以选择与 NUM 合作，主要是因为 NUM 的开放式架构 CNC 平台，并且 NUM 愿意积极参与此类联合开发项目。”
所有四个机床轴均由 NUM 高扭矩 BPX 伺服电机进行驱动，这些电机由 NUMDrive X 数字伺服驱动器控制；Y1 和 Y2 龙门轴配备了功能强大的 9.8 Nm 电机，而 X 和 Z 轴配备了扭矩较小的电机，分别为 2.7 Nm 和 1.4 Nm。NUM 的 Flexium Tool 调试软件允许在同步激活时调整 Y1/Y2 轴，这是最大限度地提高性能和精度的有效方法。
Z 轴控制激光切割头在被切割金属板上方的垂直高度。通过利用 NUM Flexium 软件中独特的“动态操作符” (DO) 功能 —— 可将事件驱动的机床循环集成到实时 CNC 内核中 —— SPEED CUT 切割机用户可从适应极快切割速度的自动化动态高度控制系统中获益。该系统对来自机床切割头高度传感器的数据进行解释，并利用这些数据快速调整 Z 轴伺服中的比例-积分-微分 (PID) 回路参数。高度传感器还用于实现自动板材检测程序：这将确定工件的尺寸、零点和角度偏置，从而进一步简化机床的操作。
伊利诺伊州纳波维尔市 NUM 公司总经理 Steven Schilling 指出：“我们很高兴能与 GPA 合作开发这款新机床。除了实时自适应高度控制系统和板材检测系统外，我们提供的定制版 NUMcut 软件还具有材料切割条件用户库。GPA 根据材料类型和厚度，在用户库中预先加载最佳激光功率水平、切割速度等。该库的提供将进一步提高机床的生产率和切割精度。”
(九月 2020)