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實現(xiàn)精密激光加工應(yīng)用的運動控制新挑戰(zhàn)

已有83915次閱讀2015-01-14標(biāo)簽:運動控制
  激光精密加工及切割已被應(yīng)用在如太陽能晶硅切割、手機面板切割、半導(dǎo)體晶圓切割,Laser CNC等精密加工上面。如何通過調(diào)整能量強度來滿足不同材質(zhì)上切割,而呈現(xiàn)出有層次感的效果,這些都是高端運動控制產(chǎn)品所面臨的新挑戰(zhàn)。在本文中將討論如何克服精密激光加工時所遭遇的新挑戰(zhàn),以及通過實例證明的解決方案。
 

  激光制造技術(shù)是結(jié)合光學(xué)、機械、電子電機、計算機等科學(xué)與技術(shù)整合成的一項新技術(shù),其已在現(xiàn)今社會中被廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國際激光產(chǎn)業(yè)權(quán)威《LASER FOCUS WORLD》與《Industrial Laser Solution》于2013年初統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全球激光產(chǎn)品銷售已經(jīng)回到2008年的水平并呈現(xiàn)增長的趨勢。在全球激光材料加工領(lǐng)域中,近幾年以金屬加工的產(chǎn)值占多數(shù),應(yīng)用端又以激光打標(biāo)與畫線等屬于表面處理的,占的最多為42%, 激光切割與焊接分占為第二與第三,合占整體材料加工應(yīng)用的34%,其應(yīng)用在汽車、航天航空、電子、機械、鋼鐵等金屬鈑金產(chǎn)業(yè)。而在GI (Global Information)于2012年底所發(fā)表的「Global and China Laser Equipment and Processing Industry Report, 2012-2014」報告書中指出,全球激光設(shè)備市場一般預(yù)計2011年將由2010年約74億美金以14%的速度成長,2012則成長約2%。

圖1 全球激光材料加工應(yīng)用分布, 2009(數(shù)據(jù)源: Indus. Laser Solution, Y09)
圖1 全球激光材料加工應(yīng)用分布, 2009(數(shù)據(jù)源: Indus. Laser Solution, Y09)

 

圖2 中國激光設(shè)備市場分布, 2011(數(shù)據(jù)源: Global Information, Y11)
圖2 中國激光設(shè)備市場分布, 2011(數(shù)據(jù)源: Global Information, Y11)

   以中國市場而言,激光設(shè)備的市場在2011年略微超過全球市場的成長率。從宏觀經(jīng)濟的影響來看,雖然中國針對機械產(chǎn)業(yè)、重工業(yè)的激光加工市場縮小了,但小型、中型激光加工市場則在成長。由于中國在全球制造業(yè)上扮演中心的角色,其對激光機械的需求也相當(dāng)巨大,尤其是汽車、半導(dǎo)體、電子產(chǎn)業(yè)具有很大的潛在性需求。中國的加工產(chǎn)業(yè),精密金屬零件加工及激光開孔加工占了加工服務(wù)整體的60%。

 

  就應(yīng)用層面而言,激光精密加工及切割已被應(yīng)用在如太陽能晶硅切割、手機面板切割、半導(dǎo)體晶圓切割,Laser CNC等精密加工上面。對于運動控制產(chǎn)品來說,如何克服傳統(tǒng)切割上的精度與微米處理;如何可以很容易切割任何圖形,并達(dá)到其精度的平滑效果;如何對于極微小的圖形也能不受空間限制而完成;如何可以調(diào)整能量強度來-滿足不同材質(zhì)上切割,而呈現(xiàn)出有層次感的效果,這些都是高端運動控制產(chǎn)品所面臨的新挑戰(zhàn)。

 

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