激光切割技術(shù)國內(nèi)在板材上的加工應(yīng)用已經(jīng)較成熟，只有部分核心原件是采用進(jìn)口的，機(jī)械傳動部分和輔助設(shè)備已經(jīng)全部國產(chǎn)化了，而且設(shè)備穩(wěn)定性也能滿足大多數(shù)用戶的需要。對于激光切割技術(shù)應(yīng)用于管材加工的設(shè)備制造商，目前國內(nèi)并不多。
1.激光切割技術(shù)應(yīng)用于客車車身方管加工的必要性
中國的客車生產(chǎn)規(guī)模和銷量在世界位于首位，但加工水平相對于國外發(fā)達(dá)國家差距較大，主要體現(xiàn)在原材料的加工水平上。客車上應(yīng)用的原材料主要為板材和管材兩類原材料。板材類的原材料加工水平國內(nèi)外已經(jīng)同步了，但管材類原材料的加工設(shè)備相對落后。管材類加工設(shè)備：國外以激光切割設(shè)備為主，輔以自動圓盤鋸和自動直料下料機(jī)及管件成型等設(shè)備；國內(nèi)普遍以圓盤鋸和帶鋸床及管件成型的手工操作設(shè)備為主，只有行業(yè)龍頭企業(yè)以自動圓盤鋸和自動直料下料機(jī)及管件成型等半自動設(shè)備為主；激光切割設(shè)備在國內(nèi)還沒有正式投入使用。這樣的行業(yè)狀況，對于客車小批量、多品種的訂單式生產(chǎn)模式來講制作過程已經(jīng)沒有太多的工藝提升空間，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量受到了很大的限制，尤其是電泳工藝在客車行業(yè)的普遍應(yīng)用，對管件加工設(shè)備自動化水平的提升特別迫切。另外，對于客車上的管件加工，從工藝上比較，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和激光切割設(shè)備工藝分別為：
普通的加工設(shè)備對管件原材料生產(chǎn)工藝為：下料——去毛刺――吹鐵屑――沖電泳孔――轉(zhuǎn)下道工序；
激光切割設(shè)備對管件原材料生產(chǎn)工藝為：下料――轉(zhuǎn)下道工序。
相比之下，激光切割設(shè)備節(jié)省了去毛刺、吹鐵屑、沖電泳孔三道工序，縮短了生產(chǎn)周期，并且可以和PLM數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，做到從銷售訂單到生產(chǎn)工位的信息化、集成化、柔性化管理，以達(dá)到零庫存的經(jīng)營管理目標(biāo)，特別適應(yīng)小批量、多品種的訂單式企業(yè)經(jīng)營模式。
綜上所述，激光切割設(shè)備在客車行業(yè)的應(yīng)用是迫切的、變革性的行業(yè)發(fā)展需要。
2.激光切割設(shè)備應(yīng)用于客車車身方管加工的功能模塊分析
國外，用于方管加工的激光切割設(shè)備已經(jīng)較成熟，但價格較高，一般單價在600萬元人民幣以上，并且不能適應(yīng)國內(nèi)客車行業(yè)小批量、多品種的生產(chǎn)經(jīng)營模式，它比較適合電梯、健身器材等行業(yè)品種單一、批量大的行業(yè)，否則，發(fā)揮不了激光切割高精度、高速度的價值。所以，從價格、維修和客車行業(yè)用途上對比，國外的激光切割設(shè)備不具有在國內(nèi)有大規(guī)模應(yīng)用的前景。同時，國內(nèi)對方管加工激光氣割設(shè)備的研究就迫在眉睫。
2.1簡介方管加工的激光切割設(shè)備的構(gòu)成
方管加工的激光切割設(shè)備構(gòu)成主要由后臺料單處理模塊、上料模塊、送料模塊、切割模塊、下料模塊、面板控制模塊、輔助功能模塊組成。后臺料單處理模塊主要是被加工件數(shù)控加工編程軟件，將加工件圖紙轉(zhuǎn)化成切割文件。上料模塊分為全自動上料和半自動上料兩種模式。送料模塊分為兩個卡盤夾緊和三個卡盤夾緊的模式，兩種模式的區(qū)別在于被加工件的長度決定用哪種，長料加工要優(yōu)選三個卡盤夾緊的模式。切割模塊主要由切割頭和激光器組成。氣體激光器有光纖和二氧化碳兩種，與二氧化碳激光切割機(jī)相比，光纖的切割范圍相對狹窄。因?yàn)椴ㄩL的原因，其只能切金屬材料，對非金屬不容易被其吸收。其他方面，光纖切割機(jī)具有較明顯的優(yōu)勢：
激光切管機(jī)
卓越的光束質(zhì)量：聚焦光斑更小，切割線條更精細(xì)，工作效率更高，加工質(zhì)量更好；
極高的切割速度：是同等功率CO2激光切割機(jī)的2倍；
極高的穩(wěn)定性：采用世界頂級的進(jìn)口光纖激光器，性能穩(wěn)定，關(guān)鍵部件使用壽命可達(dá)10萬小時；
極高的電光轉(zhuǎn)換效率：光纖激光切割機(jī)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)30%左右，是CO2激光切割機(jī)高3倍，節(jié)能環(huán)保；
極低的使用成本：整機(jī)耗電量僅為同類CO2激光切割機(jī)的20-30%；
極低的維護(hù)成本：無激光器工作氣體;光纖傳輸，無需反射鏡片;可節(jié)約大量維護(hù)成本；
產(chǎn)品操作維護(hù)方便：光纖傳輸，無需調(diào)整光路；
超強(qiáng)的柔性導(dǎo)光效果：體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，易于柔性加工要求。
下料模塊主要是實(shí)現(xiàn)廢料和工件的分揀功能，是一個托舉裝置。
面板控制模塊包括數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制器、控制柜等。這個模塊是激光切割機(jī)其他模塊的控制中心，相當(dāng)于人類大腦的作用。
輔助功能模塊主要由除塵、冷卻、空氣壓縮機(jī)及后處理裝置構(gòu)成。
2.2方管加工的激光切割設(shè)備的生產(chǎn)效率提升方案
國內(nèi)制作激光切割設(shè)備主要是機(jī)械運(yùn)動部分的設(shè)計和制作，數(shù)控系統(tǒng)、切割文件轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)、激光器、切割頭都是進(jìn)口的，這些核心件技術(shù)是比較成熟的，導(dǎo)致激光切割設(shè)備加工方管生產(chǎn)效率低的原因主要是這些模塊沒有適應(yīng)客車生產(chǎn)模式的環(huán)境問題?？蛙嚿a(chǎn)以小批量多品種的行業(yè)特點(diǎn)著稱，激光切割設(shè)備選型和切割文件轉(zhuǎn)換軟件必須有一套合適的接口處理才能適應(yīng)于客車行業(yè)的方管加工。
3.結(jié)束語
國內(nèi)，使用激光切割設(shè)備加工客車骨架方管的工藝還沒有普及，現(xiàn)在還處于研發(fā)試驗(yàn)階段，未來幾年將迎來客車行業(yè)大規(guī)模使用這種設(shè)備的高潮，這對于激光切割設(shè)備制作廠家和客車制作業(yè)都是一個巨大的市場機(jī)遇。