数控切割机技术

数控切割是钢材大批量、高效率、高质量的切割生产方式，数控切割的核心是数控切割机的数控系统即控制器。目前我国切割焊接企业在使用数控切割机切割钢板过程中存在许多质量问题，诸如:零件引割点过烧、零件拐角过烧、切割面倾斜、以及切割圆形零件时圆变形或不能闭合等，直接导致钢材的严重浪费和切割生产效率低下。数控切割技术就是指数控系统的切割控制软件中提供先进的切割工艺和丰富的切割经验，使切割机操作工人通过熟练使用控制系统，达到高质量，高效率的数控切割。

数控切割由于切割效率高，编程套料更加复杂，如果使用不当，就会造成钢材切割越多，切割越快，浪费越多。目前我国切割焊接企业在使用数控切割机切割时，普遍使用简单的NC转换软件，把CAD/DXF零件图转换为NC切割文件，然后在切割机控制器上进行人工排料，在钢板上进行局部切割，不能做到整板优化套料切割，从而产生大量边角余料，造成钢材的严重浪费。同时，由于在切割机控制器上进行编程排料，造成数控切割机大部分的时间处于等待编程的闲置状态。

切割是焊接的前道工序，切割为焊接服务。坡口切割就是打好焊接需要的坡口，做好焊接准备，使产品能够焊透、焊牢。目前我国切割焊接企业一般都是使用数控切割机加上刨边机、坡口切割机器人、小车切割机，或是手工加工等方式，经过二次甚至三次加工，才能完成焊接坡口，坡口焊接余量就需要放得很大，因此，坡口切割不仅切割生产效率低，而且钢材浪费严重。

数控坡口切割技术就是通过数控坡口编程套料软件在计算机上预先完成零件的坡口设置和带坡口零件的套料和编程，生成带坡口切割命令的NC切割套料文件，然后在数控坡口切割机上一次完成整板零件的坡口及套料切割，从而有效节省钢材，有效提高坡口切割的质量和效率。

数控切割机加工具有效率高、质量好、成本低等诸多优势而为国内众多的机械加工及周边行业所青睐。由于引入数控切割技术及相关设备时间并不长，经过近十余年的消化吸收，国内一批有规模、有实力的生产企业开始推出拥有完全自主知识产权的数控切割机品牌，并得到了国内外市场的认可。

从全球行业比较来看，主要数控切割机床生产基地主要分为亚洲、欧盟、美洲三大地区，其中欧盟以欧洲数控切割机床协会最具代表性，而亚洲主要生产国为中国、韩国、日本，两大基地几乎占据全世界生产总值，而三大生产基地同时也是三大主力消费市场。

就现阶段情况来看，国内数控切割机品牌的主要优势还体现在价格经济方面，在技术层面与国际诸多品牌还存在一定的差距。

当今世界科学技术发展日新月异，正孕育着新的革命性突破。加工技术进入亚微米、纳米级超精加工时代，网络化制造技术方兴未艾，绿色制造正在兴起，以数控机床为技术平台的数字化制造提升了智能制造的新阶段，技术集成和技术复合已成为数控机床技术最活跃的发展趋势之一。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为，我们要成为机床强国，还有一段很长的路要走。从社会、经济发展的大趋势来看，机床作为生产工具和功能产品，其产品创新今后若干年的焦点可以概括为以下4个方面:

(1)生态机床。绿色制造是可持续发展的前提。

什么是绿色生态机床呢?绿色生态机床的愿景应该具有以下几个特点:

机床主要零部件由再生材料制造。

机床的重量和体积减少50以上。

通过减轻移动部件质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30~40。

使用过程中的各种废弃物减少50~60，保证基本没有污染的工作环境。

报废后机床的材料100回收。

绿色生态机床提出的全新理念是:减少机床的重量，节省材料，同时降低机床使用时的能源消耗。 机床必须体现节能减排、以整体效益为本的评价标准。多年来，精度、速度、功率等测度的机床能力指标是机床产品的主要追求目标。当前在阻止环境恶化的压力下，工业生产需要全方位地降低对环境的负面影响，机床的发展方向也应该从提高能力指标转变为提高效益指标，以更少投入获得更多产出。

机床绿色化的主要途径是:采用新结构和新材料，减轻移动部件质量，达到节能;采用干切削和MQL实现减排，注意排屑路径畅通，热移除迅速，保证不由于采用干切削和MQL而造成机床热变形，影响加工精度。

(2)聪明机床。基于互联网和计算机技术的智能化是机床进一步延伸人的脑力的体现。智能化可以提高机床工作的稳定性和可靠性。聪明机床能借助各种传感器对自己的状态进行监控，自行分析机床状态、加工过程以及周边环境有关的信息，然后自行采取应对措施来保证最优化的加工。换句话说，机床已经进化到可发出信息和自行进行思考及调节。例如，能减小振动的主动振动抑制，能控制热位移的智能热屏障，能防止部件碰撞的智能安全屏障，语音提示和短信通知以及按照加工要求帮助选择切削参数等。

聪明机床其实是一个完整的加工系统，而该加工系统的实质又是制造系统的网络化和智能化。

系统动态优化。将相关工艺过程和设备知识集成后进行建模，进行系统的动态性能优化。

设备自适应化。开发新的测量方法、模型和标准，在运行状态下对机床状态监控，借助在线测量、传感和实时分析进行自我诊断和误差补偿，提高机床的工作性能。

采用新一代数控系统。与STEP-NC兼容的接口和数据格式，使基于CAD模型的机器控制能够无缝运行。

在加工过程中直接测量刀具磨损和工件精度的方法。

(3)客户化。从大批量生产向大规模定制转变是制造业总趋势，机床产业也不例外。当好用户的工艺师、为用户创造价值不是一句空话，用户生产的产品是不同的，对机床设备的要求也当然各异。例如，复合加工机床的目标是一个复杂工件在一台机床上加工完毕，不同工件有不同的工艺过程和加工方法，复合机床的配置就应该有所不同。可以预见，相当一部分只专注生产和销售传统通用机床的企业将被为用户提供模块化、可重构、柔性化的全面解决方案的竞争者逐步取代。

为了争取更大的销售亮点，国外公司将服务经济的理念用于机床的销售中，传统的机床维修保养服务受到不同的冲击，从而发生了很大的变化。传统的数控机床维修服务已经拓展到怎样帮助用户创造价值，提高生产力，达到效益最大化。为客户设计解决方案，才是共同发展的基本战略。

(4)软硬结合。传统的机床制造商在销售机床产品时通常不提供软件产品，即使是数控机床，其数控系统的软件也是由系统供应商植入数控系统之中，并非由机床制造商提供。随着机床加工对象的形状越来越复杂、数控机床的功能不断扩展、控制轴数的逐渐增加，要充分发挥机床的最大效益、保证用户以最高的工艺安全性和高效率地进行加工，就必须依靠软件的支持。

2010年，世界28个主要数控切割机床生产国家和地区产值达663亿美元，同比2009年的547亿美元增长了21。在世界数控切割机床产业的复苏过程中，中国起着主导作用。中国已连续多年成为世界最大数控切割机床消费国和进口国，2002~2005年期间，进口数控切割机床在中国数控切割机床消费中，平均占62。2006~2010年期间，中国国内数控切割机床企业和一些外资数控切割机床企业逐步扩大市场份额，2010年进口数控切割机床在消费中占比为33。