领创先进激光装备赋能高端制造业

长久以来，三维激光切割技术都是激光切割领域的顶尖技术之一，一定程度上代表了数控切割技术的最高水准，长期被欧洲日本等厂家垄断，中国是继日本、德国、意大利之后，全球第四个自主掌握三维五轴核心技术的国家。

近年来，三维激光切割装备领域创新不断，但对于中国装备制造业的整体发展而言，仍然面临不少的挑战和瓶颈亟待攻克。今后，中国激光行业要从过去辉煌的“黄金十年”迈向全新的“白金十年”，必须找到真正通向高质量的发展新路径。诚然，中国激光高端装备制造业任重道远，但定是前景可期。

三维激光技术助力行业转型升级

三维激光切割机应用范围非常广泛，主要在大型零件加工、汽车、航空航天、机车车辆、工程机械、农机、涡轮组建、白色家电等行业的小批量、原型件的加工以金属热成形件的批量加工。

以汽车行业为例，覆盖件研制是汽车开发最重要的环节之一，一般需要通过开模具完成下料、压延、切边和冲孔等工序。每道工序都需要制造对应的模具冲压，而这些模具研制和调试需耗费大量时间成本，往往会制约汽车整车的开发速度。然而，三维激光切割机在覆盖件完成下料、压延和整形之后，可完成切边和冲孔等工序。三维激光切割的热影响区小、切口平滑且无毛刺,无须对切口进行后续处理便可直接使用。这样就能在全套模具没有完成之前，便能生产出完整的汽车覆盖件，加快汽车新产品的开发周期，并降低了模具制作成本。

每一台热成形压力机需要配套数台三维激光切割机，而中国的热冲工艺的应用在不断普及，对高效的三维激光切割机需求在持续增加。事实上需要用到三维激光切割机的行业很多，但是价格门槛让很多潜在客户望而却步，由此对高品质激光切割机的需求水平日益提升。

此外近年来，在针对三维五轴光纤激光切割技术的一系列关键核心技术领域，例如机床结构优化设计及动态设计、动态性能和稳定性、高速度、高精度定位、三维切割头、软件技术，以及三维复杂曲面激光切割工艺等方面也不断取得突破，并且产品的自动化和智能化水平持续提高。

领宝LB3015：优势知多少？

作为中意联合研发的创新产品，在2021年12月举行的领创激光三维五轴激光切割机新品发布暨（苏州）工厂线上技术开放日揭幕的领宝LB3015三维五轴激光切割机，其在功能、技术和应用层面，展现出不少卓越优势和亮点，并且在促进全行业推广和转型升级方面也起到一定的助推作用。

图1. 领宝LB3015三维五轴激光切割机在促进全行业推广和转型升级方面起到助推作用。

这款三维五轴激光切割机是领创与合资企业意大利普玛宝合同研发而成的,该款设备代表了该领域先进技术水平，目前已经成功应用在大型零件加工、热成形钣金件、汽车制造、航空航天、机车车辆、工程机械、农业机械等行业的批量加工，可以极大的提高生产加工效率。设备的核心元器件，例如切割头、操作系统、编程软件都采用普玛宝公司的技术，其性能也与进口设备相差无几。然而，由于在国内领创工厂生产调试，大幅降低了生产成本，因而能够满足那些既想拥有进口机优势性能，又能享受国产机价格的用户。

领宝3015整体式焊接钢龙门结构，保证了极佳的刚性，而且安装便捷，工作台为简易进出工作台。X轴和Y轴应用直线电机和直线驱动，没有减速箱、传动带、齿条和滚珠丝杠，减少磨损和维护，Z轴采用铸铝材质,用无刷电机驱动，硬度高且重量轻，光路穿梭于中空且密封的Z轴中。

此外，激光的加工头同时也是测量头，精度高，一般在0.1mm范围内，提供标准的测量基准块，自动程序重定位，有点位置测量功能，自动测量加工头各轴的几何位置，自动测量激光束的对中位置。自动校验切割头各轴的几何位置，无需操作员干涉，自动计算切割头各轴的零位和偏置量，测量值能够清晰的显示在数控屏幕上，避免人工误操作可能造成的误差。

图2（左和右）. 领宝3015可选专业离线编程软件，提供种类丰富的三维模型数据接口，可导入不同格式的3D图纸,无需转换格式；先进的计算机辅助制造功能，通过优化加工程序，保证加工节拍最短；集成了所有三维激光设备的后置处理器；具备零件工装设计功能；具备加工程序的模拟功能。

在大批量生产过程中，可以精确地检测切割料片是否同零件彻底分离脱落，避免对后续工序造成影响。落料检测功能通过电容式传感器可以检查孔，槽等各种封闭轮廓所切的料片有没有掉落。不同于光学检测的方式，传感器检测不受周围夹具或者材料的影响，一般检测时间大约200ms，最小孔直径大约4mm。

领宝3015的控制系统采用了普玛宝原装的P30L的CNC控制器，这是业内最可靠稳定的三维激光包含切割数据库，可编辑、预览和跟踪，综合诊断和远程监控服务。

图3. 领宝激光切割机配有便携式自学编程手操盒，符合人体工程学，使用更直观，形象的界面大显示屏，带有速度控制功能的操纵杆；接入和使用的时候，单个单元可以用于多台机床的安装。设备操作台上还安装了图形编辑软件，该软件可以将G代码加工程序转化为图形显示，加工路径一目了然，方便修改程序；加工程序的模拟运行，修改程序后可在线保存新程序。

探寻激光装备破局之路

当前，中国激光行业正努力在迈向“白金十年”的发展新征程中寻找出一条真正通向高质量的发展新路径。尽管前景明朗，但要实现这一愿景目标，对于激光装备制造业而言，仍然面临着不少挑战和亟需攻关的难题。

首先，在激光装备的核心器件，如高光束质量激光器及光束整形系统、大功率激光扫描振镜、动态聚焦镜等精密元器件领域仍然严重依赖进口，国产激光装备的工艺稳定性，环境温度控制等方面与进口品牌仍有较大差距。对此，中国激光制造企业要秉持用用匠心做好每一个细节的理念，努力比肩国外同行，在相关短板领域持续发力，加快包括材料、光源、器件、装备等核心激光技术方面的攻关，逐步向产业链和价值链高端迈进，推动高端激光装备及核心部件的国产化，实现全产业链自主可控。其次，目前激光装备在各个行业领域已经实现大批量加工应用，在通用标准化的装备以外，面向具体的不同场景应用需求还有很大的增长空间。从光源、加工头、控制系统、机床等方面针对细分专用领域来设计加工设备，是未来提高企业竞争力的重要方式之一。

再次，中国激光装备产业领域只有部分国家标准以及机械行业标准，尚未建立完整的激光制造技术标准体系，从而造成市场上的产品鱼龙混杂，也制约了整个激光行业的技术提升和健康发展。未来，随着新型激光装备的不断涌现，激光应用的不断拓展，激光装备制造技术的标准化是产业发展的必然之路。

最后，要持续拓展激光装备的功能多用性，譬如采用模块化设计，多模块的组合设计，以实现适用于不同材料和工艺的新型设备。另外，搭载更高水平的智能化、自动化、数字化技术，以及独具匠心的工艺和解决方案，激光装备在新基建、轨交、船舶制造、航空航天、汽车、工程机械、医疗器械、厨卫五金、灯饰行业、钣金加工等诸多领域将迎来更多的用武之地，为实现行业升级和高端替代持续发力；为高质量、高精度、高效率和高灵活性的加工制造保驾护航。

建立良性的行业竞争格局

未来，“光”制造行业的企业，应当真正着眼于提升产品性能、质量及安全性等指标，共同守护行业利润，引导行业可持续、健康发展。同时，激光生态圈要携手走向联动、合作和良性竞争的新格局。

首先，要建立完整的激光制造技术标准体系，该体系要得到国家政府和市场的充分认可，起到监督企业生产，提高整体行业良性运作的作用。其次，展开差异化竞争，寻找蕴藏在细分市场中的机会，拓展激光装备的新应用。要将激光装备作为替代传统加工的灵活应用工具，用技术创新来满足不同场景的需求。譬如三横梁激光切割机，可以满足铝单板加工市场的需求。大幅面坡口切割机则成功应用于工程机械，船舶制造和新基建等领域。当前，激光坡口切割也是一大热点，在高功率激光装备上配备坡口切割功能，能够灵活地将传统切割、焊接、铣削等多道工序完成的坡口加工一次完成，大幅提高加工效率、提升产品质量、提高工件精度，以及节省资源和成本，对于推动应用行业的技术创新和装备升级大有裨益。

图4.  领创激光开发的坡口切割技术能够大幅节约时间与人力成本，并且展现很高的加工灵活性。上图分别展示了内外环形坡口切割（图上右）、坡口+垂直切割（图下左）以及正反坡口切割（图下右）等样式。

最后、未来的竞争，定将是自动上料单元以及生产线、智慧工厂等方面的竞争，结合单机、机器人、生产线、料库、软件系统等为客户提供完整的整体解决方案，也只有这样，才能形成高端激光装备的技术壁垒，避免陷入价格战的恶性竞争。

“领”先科技，“创”造未来

领创一直以“领先科技，创造未来”作为企业发展观，始终不断地加大产品技术等方面投入，在新的激光装备领域也未曾停歇突破创新的步伐。例如在单机方面，公司会持续优化和标准化系列产品，使其性能更稳定，加工应用过程更智能，智能主要体现在软件系统方面，如余料切割、加工过程监控、扫描切割、智能视觉识别功能、自动换割嘴等。另外也会根据市场需求，推出更高功率的激光切割装备，如40000W激光切割，极大提高板材的加工效率。同时，在单机的基础上，可以增加辅助功能，如坡口切割，已成功应用于工程机械、船舶制造、农业机械等厚板加工行业。

其次，领创在激光焊接，激光熔覆，激光清洗等激光应用领域逐渐发力，激光焊接装备已经在医疗器械，压力容器罐、汽车不等厚板焊接等领域获得广泛的应用。激光熔覆已有交付市场上使用。最后，自动化和智慧工厂是激光装备产业的发展方向，为此公司在这方面专门成立事业部。前段时间，刚刚交付验收了一个智慧工厂项目，给客户提供了料库、上料单元、激光切割、激光清洗、下料等加工流程整体解决方案。

图5.智慧工厂项目

领创近年来保持多元化的战略，立足国内市场，发展海外市场。目前公司有华东苏州、华北沧州、华中武汉三大生产基地，总占地面积达8万多平米，每个生产基地都具有技术研发、生产制造、销售服务的能力。在国际合作方面，领创积极引进合资方意大利普玛宝公司在自动化和三维方面的技术优势，形成领创自身的产品推向市场。在海外市场上，借助普玛宝的全球营销网络，领创积极将国内的高性价比产品推向海外市场。