第22屆上海工博會已落下帷幕。本屆工博會上，依瑪網采訪了三菱電機加工機事業部營業企劃部部長糸谷彰規及激光加工機科副科長李林英，就三菱電機在激光加工上的布局進行了交流。

三菱激光機特色：人工智能優化加工流程 關鍵部件全自產確保售后高效

本次工博會，三菱電機展出了3米機型的6kW光纖激光切割機及組合的上下料系統。糸谷彰規介紹說：“我們這款產品有三大特點，一是我們在鈑金激光領域導入了人工智能控制系統，二是我們所有的關鍵零部件都是自己開發生產的，三是當設備出現故障或需要測試時，因為我們的零部件都是自產的，所以只需要一個工程師去現場就能夠解決問題。”

對于這三大特點，李林英做了進一步解釋。所謂人工智能控制系統，是指在切割過程中通過光傳感器或聲音傳感器采集切割時火花的光、氣流聲音等信息，與數據庫信息進行對比來判斷加工是否正常，如果出現異常會自動檢測噴嘴，自動清洗、更換噴嘴，改變加工速度，而通常這些工作都需要人工完成。李林英表示：“開發這個功能的初衷在于，加工時會出現工人不在場的情況。如果人不在場加工出現了異常，要么是停機不動，要么還繼續切割但生產一堆廢品。加上這個功能之后，工人只要把板放上，選擇好加工條件就不用管了。如果加工出現故障，機床會立即自動進行調整，減少了產品的不良率和客戶的損失。這種無人化的產品最早在2018年就推向市場了。”

此外，三菱電機實現了從控制裝置、到激光器、到激光頭，包括所有的馬達、傳感器、遠程監控設備等所有相關零部件的自主生產。李林英解釋說：“激光器、切割頭、控制裝置這三個關鍵部件的自主生產，能夠使我們的設備達到最好的整合性。如果通過外購，在需求不大的時候供應商不會進行針對性開發。同時，關鍵部件外購，當出現故障的時候需要多家供應商維護，但可能多個供應商無法及時按照用戶需求服務。三菱所有的東西都是自己生產，自己售后，可以大大降低用戶的等待時間。”

高功率激光技術：關鍵部件逐步升級 切割工藝繼續迭代

除了三大特色之外，依瑪網還注意到三菱切割頭可變光模的特點。李林英介紹說：“我們開發的自動變光模切割頭主要是針對光纖激光應用。現在多數的激光切割頭可以改變光斑直徑、焦距，但變不了光模。我們除了能改變光斑直徑、焦距外，能夠根據加工條件自動變化光模，比如圓形、環形等，這大大提升了激光加工的能力和效率。”

隨著萬瓦激光規模化應用，切割頭易發熱的問題已成為一個普遍且難以徹底解決的問題。造成切割頭發熱的原因通常是加工過程中聚焦鏡上出現異物灰塵，這些灰塵吸收光纖激光的能量后引起鏡片發熱，輕則影響加工質量，嚴重的可能導致鏡片炸毀。為解決密封性問題，國內激光廠家通常會在切割頭外部纏膠帶。李林英表示：“國內貼膠布似乎已經標準化了，大家都以此為標準，甚至還有在外面套密封袋的，但這是不應該的，不僅不美觀而且存在安全隱患。三菱的切割頭用的是全密封腔體，整個生產過程都在無塵室里進行。切割時我們用清洗氣體，給切割頭一個正壓，通過往外噴氣隔絕外面的灰塵。而在透鏡周圍我們加了水冷系統，能對鏡片不斷進行冷卻。憑借過硬的技術，三菱生產的切割頭基本都能達到半永久的標準，使用過程中幾乎不需要維護，10kW切割頭也能長時間穩定不間斷加工。”

在光纖激光器上，目前三菱開開發出的最高功率是10kW。糸谷表示：“我們認為，對切割市場尤其是碳鋼加工市場，6000W功率已經足夠使用，再多就是多余的能量。但現在客戶提出了不同的需求，比如生產率要提高，加工速度要提高，像銅、鋁等高反材料的加工能力也要提高，而這些需要更高功率，為此我們開發了10kW激光器。我們計劃相繼推出12kW和15kW的激光器，新產品預計會在明年和大家見面。”

隨著萬瓦激光設備推出，氮氣、空氣切割碳鋼的工藝也逐步被市場接受。用氮氣切割碳鋼能夠大大提升生產效率，但氮氣壓力大，用氣成本高。空氣切割成本低，但端面會發生氧化，需要后續進行拋光打磨，同時空氣中存在的水、油也會給設備帶來一定風險。為解決這些問題，三菱開發出氮氣、空氣同軸供給的切割工藝。李林英表示：“實際上在氮氣切割過程中真正起作用的僅僅是流到割縫里的氮氣，外面的氮氣對切割是起不到作用的。三菱用一定比例的空氣來代替外圍的氮氣，既降低了用氣成本，也確保了端面的品質。經過驗證我們看到，采用同軸供給切割的端面稍微帶黃但幾乎看不出來，和氮氣切割效果非常接近。在5-16mm的板材加工上能夠節省70%的氮氣，但對過薄或者過厚的板只能節約20-30%。”

當然，既然使用空氣就無法回避空氣中水和油的問題。李林英表示：“如果客戶有用空氣的需求，我們會在技術提案里要求客戶選配無油空壓機并配齊三級過濾。無油空壓機價格高，但對設備的壽命作用非常大。此外三菱的機床內部也有三級過濾裝置，但這個是防止萬一客戶的過濾失效，能夠一定程度上保護自己的設備，而不能夠長時間承擔空氣的過濾任務。如果用戶能夠按照標準配置無油空壓機和三級過濾系統，并定時更換濾芯，那么空氣是完全可以放心使用的。”

三菱戰略：立足高端市場 布局未來應用

目前國內的激光切割市場基本實現了國產化，國產激光切割機在市場上占據絕對的主流位置，但進口產品依然無法被完全取代。糸谷認為：“國產廠家非常多，包括三菱在內的進口機床，在銷售上確實因價格方面的問題碰到很多困難。但是我們三菱一貫堅持的理念是設備穩定性好、能長時間加工、自動化程度高。基于這樣的理念，我們的目標客戶也是那些追求高品質、希望設備能長期穩定使用的客戶，通常這類客戶有自己的產品需要生產，激光機床加工的是他們自己的零部件，所以對他們來說穩定更加重要。”

目前國內代加工市場龐大，但代加工本身對效率、成本的要求特別高，反而對品質的要求會相對低一些。糸谷表示：“對于眾多的代加工用戶，我們覺得國產設備更適合。國產設備有自己的優勢，在這樣的市場我們不會去參與競爭。我們更在意的是有自己產品、對品質要求非常高的客戶。”

激光加工未來將走向智能化已成為業內的共識，但目前絕大多數的激光切割仍非常依賴操作員的盯守。隨著中國產業的不斷升級，無人化、智能化的需求會越來越多，如何才能實現智能化？本次展會三菱展示的方案或許是一個選項。李林英表示：“我們這次展出的光纖激光切割機，設計的初衷就是要打造不停頓的加工機，哪怕是噴嘴壞了、出現加工不良，都不需要人為干預，它會自己更換、調整。這才是面向未來的智能化設備。”

除二維鈑金激光切割機外，三菱激光還開發出用于碳纖維成型件切割的三維五軸切割系統。目前市場上的鈑金加工機床多用于碳鋼不銹鋼加工，隨著汽車的輕量化不斷的發展，碳纖維、鋁合金等新材料的需求也不斷提高。碳纖維憑借輕巧且耐腐蝕的特點，受到眾多領域的歡迎，目前多用于寶馬、奧迪等高端車型，以及碳纖維自行車（價值萬元以上）、高鐵操作面板、無人機、賽車手的頭盔等等。李林英表示：“我們對碳纖維市場付出很多努力。目前市場上已經有平面碳纖維切割設備，但三菱率先開發出三維成型的碳纖維激光切割系統，將能夠進一步拓寬激光的應用領域。由于碳纖維的材料特性，無法用光纖激光來加工，直接用連續的CO2激光也不行。為此我們開發了光脈沖的CO2激光器，這項技術比較難。以后我們會不斷進行研究，開發出更多適合中國市場需求的產品。”