光纤激光解决方案丨AMADA光纤激光加工机LCG4020AJ

AMADA LCG-AJ系列

本次我们将为大家介绍一款光纤激光加工机：LCG4020AJ。它搭载了6000W功率光纤激光发振器，可加工4m×2m的板材。看上去普通的设备，其实却是一台内含各种最先进功能和配置的、高度智能化的激光加工设备。

最佳光束品质的激光发振器

作为最新一代光纤激光加工机系统，光源部分实现了单模块3000W大功率，在同样3kW输出的前提下，实现了M²≤1.4的最优化光束品质，对提高切割速度和切割精度起到关键作用。并且可以通过耦合，实现6kW和9kW的光源阵列，配合切割头内气体流动的一致性设计，使光纤激光也能高品质的加工中厚板。

▲ AMADA独有的新型大功率激光发振器

以往的光纤激光设备只适合切割薄板，在中厚板的切割效果上不如传统的二氧化碳激光机。这是由于光纤激光的光束特点所决定的。由于光纤激光较二氧化碳激光光束更细，模态更尖，所以能聚焦出更小面积的焦点。焦点面积更小，切割的割缝就越细，虽然在薄板加工中能以更集中的能量进行更高速的切割，但在中厚板加工中，由于割缝太细的缘故，将导致切割熔渣难以顺利的被气体吹走，导致切割断面不良。

而新一代的LCGAJ系列，则通过改变切割头内的气体流动性，使更多的气体能够以同一个方向吹出，由于气吹的力度更大，熔渣就更容易被吹出，从而使中厚板的切割品质得到了质的提升。

同时，由于气流得到调整，使激光切割时的喷嘴间隙（切割头与板材之间的距离）也可以提升到更高的位置（见图三）。以往，由于剑山的损耗，有可能会导致喷嘴与材料相干涉，导致喷嘴过快的消耗以及产品的损伤。而提升了喷嘴间隙后，不仅可以避免因干涉而导致喷嘴消耗和产品损伤的问题，还能大幅度提升切割效率和降低加工成本。

经过实际验证，同样切割1.6mm的SPCC，采用新型的LCGAJ进行加工，其加工时间缩短了60%，切割成本也能降低43%（LCGAJ6kW与AMADA以往CO₂4kW机型相比）。

      ▲以往的喷嘴间隙                  ▲ 新型LCGAJ的喷嘴间隙

IoT对应型的数控系统AMNC3i

作为IoT互联工厂的一个加工环节，在激光加工的同时已经考虑到折弯和焊接等后道工序的困难点，并在激光编程时加以自动补偿，实现产品整体的高品位制作。自动排版系统不盲目追求板材利用率，而是综合考虑加工后的分拣、下道工序喂料难度和效率等，自动进行最经济适合的模块化排版，最大限度节约工厂整体成本。

▲ IoT对应型数控系统：AMNC 3i

▲ 考虑到装配工序的激光加工

由于孔距离折弯线太近，折弯后将会改变孔尺寸精度，为装配带来麻烦，进而影响整体生产周期。此处可利用PD^*添加激光割缝，以实现高品质的加工，降低装配的难度，缩短整体生产周期。

▲考虑到焊接工序的激光加工

由于折弯处会自然形成折弯膨胀，所以直接与底板拼接时将出现不均一的缝隙，无法焊接，所以在焊接之前必须多一道打磨工序，抛去折弯膨胀的部分，耗时费力，且难以保证每一件的品质稳定。此处可同样利用PD添加维纳斯切割，在折弯线部分如右图一般切去一角，如此在折弯之后则正好抵消折弯膨胀，提高焊接效率和精度。

▲ 考虑到物料流转过程的排版

无论切割、折弯、还是焊接，这些主要工序上所花费的时间和成本都是可计算的，但如落料后续的拆解、分拣、堆垛等物料流转工作很难得出标准的时间和成本。所以当零件品种较多，形状又比较容易混淆的加工情况下，如左图一般每张板材一种排版的方式就显得不太合适了。

虽然这种混搭的排版能最大限度的提高板材利用率，但实际节省下来的余料的价值可能还远远不及为此浪费的物料流转过程的经济价值。所以这种情况下，可以利用Dr.ABE_Blank 3i 的“按模板排版”功能，使每张板材的排版都完全一致。虽然无法节省出余料，但由于加快了物料流转效率、节省了中间成本，所以从整体产品生产来看，是最高效经济的做法。
无需人工干预的智能化工前准备

由于升级版的LCG-AJ是一台能够对应IoT互联工厂体系的激光加工设备，所以在实际加工可能用到的各方各面，都经过充分的考虑，添加或改善了很多实用且稳定高效的新配置：

喷嘴自动更换装置：通过4工位或8工位的喷嘴工作站，可以自动更换切割所需的最合适的喷嘴，实现工前准备省力化效果。这是长时间稳定加工的第一步。如果每次更换材料时都要相应的人工更换喷嘴的话，生产进度可视化的意义则会大打折扣。

▲ 喷嘴自动更换装置（图中为4工作站规格，另有8工作站规格可选）

统一切割镜：光自动更换喷嘴，如果还需要频繁更换聚焦镜的话，停机准备时间长的问题依然无法得到解决。所以AMADA将聚焦镜都统一成同样高度，并且无论是薄板切割还是厚板切割，只要材质相同，就可以在无需更换切割镜的前提下进行连续加工。

▲ 重新设计的激光切割头
全面升级的各种设计

高高度保护窗镜：光纤激光的一大易耗品就是为了保护聚焦镜而挡在其前面的保护窗镜。与聚焦镜同样的道理，连续稳定的运行不能因为频繁更换保护窗镜而被中断。所以AMADA将其高度提到更高的位置，以降低熔渣溅射对其带来的寿命影响。

滑动式防护罩：与上述连续稳定切割相对立的，就是工厂里经常会遇到的急单、补单的插入加工。这时候需要的反而不是高度自动化，而是更便于人工操作（如上下料等）的配置了。AMADA为升级版LCG-AJ添加了全开放的滑动式防护罩，在上侧覆盖防护罩以确保安全性的同时，可以通过滑动式防护罩进行简便的上下料等人工准备工作。

▲ 滑动式防护罩

斜尺结构驱动实现同级别激光设备中最高的加速度和切割加速度，加工同样产品，即使加工条件（包括切割速度、移动速度等）完全一致，还是会比一般设备节约约一半或以上的时间。

▲ 加工如图6mm SPHC零件，实际切割速度高达每分钟7米

通过上述各种改良，使LCG-AJ成为更强大、更方便的激光加工设备。相信最新版的LCG-AJ系列产品，一定会帮助用户的生产达到更高产品品质、更短生产周期和更低运行成本的效果。