在金屬板材加工領域，數控轉塔衝床、激光切割機是板材成形加工不可缺少的設備，歷經多年發展，具備了技術成熟、加工精度高、效率高、工藝適應性強、自動化程度高等特點。相比較而言，激光切割機優勢明顯，但使用費用和維護成本較高，這也使得數控轉塔衝床一直在市場中具有較大的保有量。除了一般成形工藝外，數控轉塔衝床還可以完成百葉窗、淺拉深、沉孔、翻邊孔、加強筋、壓痕等特殊工藝加工。那麼，能否生產一種將二者優勢結合互補的新型設備，為用戶創造更大的價值呢？經過市場考察、多次試驗、國內第一臺“數控衝床-激光切割複合加工機”在濟南鑄鍛所應運而生。

數控衝床-激光復合加工機

數控衝床-激光復合加工機是對板材進行衝孔、步沖和切割的柔性加工設備，主要用於加工任意形狀和高質量衝孔及拉深工藝的精密鈑金產品。與傳統機型相比，加工時間縮短了約1/2，從衝床加工到激光加工、或從激光加工到衝床加工可在瞬間切換，消除了衝床加工中由材料應力等造成的累計誤差，如圖1所示。

圖1 傳統機型到複合加工的轉變

衝床部分可以完成多種工藝的板材加工，如各種形狀、尺寸及間距的孔的單衝，較大圓孔、方孔、腰形孔及其他曲線輪廓的步衝，以及淺拉深、壓印、翻邊及備用孔等的加工，如圖2、3所示。

圖2 衝孔、拉深

圖3 特殊工藝（鋁板）

PL21550數控衝床-切割複合加工機採用1000W/2000W光纖激光發生器，可以滿足客戶對6mm及以下板材柔性加工的要求，工件一次裝夾定位，加工精度與單獨的激光切割機或數控衝床相比明顯提高，提高了加工效率；衝床部分採用伺服主傳動，行程可調，高效節能，可以完成多種加工工藝，配備32套模位數，具有很好的通用性。PL21550數控衝床-切割複合加工機如圖4所示，主要技術參數見表1，具有以下優點。

圖4 PL21550數控衝床-切割複合加工機

表1 PL21550數控衝床-切割複合加工機主要技術參數

⑴提高材料使用率，減少板材浪費；

⑵工藝流程簡單，一次編程就能完成加工；

⑶複合加工機的集成化程度高，工藝流程短，總體故障率低；

⑷工件精度高，斷面質量好，可以提高曲線等異形輪廓加工質量；

⑸工人勞動強度小；

⑹速度快，一次定位完成，加工週期短；

⑺衝壓、激光切割可以瞬間切換，優化加工工藝，大大降低能耗；

⑻提高設備柔性加工能力，降低模具採購費用；

⑼節省場地。

複合加工機主要功能部件

⑴採用日本FANUC 31i數控衝床專用系統，具有衝床和激光所要求的功能模塊：圖形顯示功能、模具壽命管理功能、夾鉗保護區自動設定功能、夾鉗與衝頭自動避讓及激光切割功能等等。

⑵激光切割頭傳動部分採用伺服電機帶動滾珠絲槓，直線導軌作為導向的結構，可以準確將切割頭運行到切割位置，並且切割完畢之後，切割頭快速提升到安全位置，防止板料與切割頭相撞，激光切割頭如圖5所示。

圖5 激光切割頭

⑶工件自動落料裝置由支架、擺動氣缸、升降氣缸、升降導軌滑塊、不鏽鋼面板組成。該裝置可以實現不鏽鋼面板向下運動10mm，保證切割之後小件與原材料板的脫離，同時可以實現不鏽鋼面板翻轉，小件滑落到料箱之中。

⑷床身採用整體鋼板焊接，整體穩定性能良好。經過熱處理去應力退火和拋丸處理，可以很好的消除焊接內應力。通過以上處理可以保證機床的穩定性。

⑸數控衝床的厚轉塔採用高強度球墨鑄鐵鑄造而成，耐磨性極好；精度穩定而且剛性好，可長期保持精度；模孔、定位孔、鍵槽是在數控加工中心上一次裝夾，完成的精度高。厚轉塔結構剛性好、導向長，厚轉塔結構配以長導向模具，使模具的對中性好、導向精度高、剛度高、抗偏載能力強，模具步衝時磨損量極小，正常使用壽命可達30～50萬次。

圖6 厚轉塔結構形式

⑹主要傳動部件絲槓與導軌。絲槓、導軌是數控衝床的主要運動部件，直接影響數控衝床的精度和使用壽命，該複合加工機選用德國REXROTH（力士樂）公司H級產品（精密級），滾珠絲槓具有大直徑（φ40mm）、大導程(40mm)、高剛性、壽命長、送進速度（90m/min）快的特點。該直線導軌具有大截面、四滑道結構的特點，可長期保證精度，如圖7、8所示。

圖7 大直徑絲槓

圖8 大截面四滑道導軌

⑺全浮動夾鉗。採用三缸結構全浮動式夾鉗，中間為夾緊缸，兩邊為浮動氣缸，此種結構夾持力大、夾鉗隨板料浮動不變形。夾鉗具有軟件、硬件兩級保護，國內獨一無二的夾鉗自動檢測，數控系統夾鉗軟保護功能。

⑻自動再定位。為了得到最大加工面積，採用簡單的NC 控制指令就能夠自動地變換夾鉗夾持位置。擴大了加工範圍，方便用戶加工大板。夾鉗移動時由再定位氣缸壓住工件，保證了持續加工的準確性。

⑼選用國際知名品牌的進口氣動元件、精密直線運動元件、液壓元件及電氣元件，極大的提高了機床的穩定性，能長期保證機床的性能和精度。

結束語

綜上所述，該設備是衝床與切割功能的完美結合，順應了當下以“創新、智能、綠色”為主題的製造方向，目前製造業的轉型升級已成共識，中國在從製造大國到製造強國角色轉變的道路上已經邁出了第一步，我們鈑金加工設備製造商也應緊跟行業發展步伐，以振興中國製造為己任，實現製造業的中國夢。