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金剛石，是鉆石的前身，也是自然界中天然存在的最堅硬的物質。在珠寶界，它是華麗的象征，經過打磨之后，變成了女人愛不釋手的華麗首飾；在工業界，它搖身一變，以它“堅韌不拔”的品質，變為一種切割工具，用于混凝土、耐火材料、石材、陶瓷等硬脆材料的加工，并廣泛應用在石材加工、建筑、裝潢、高速公路等領域的切割應用中。

然而，金剛石鋸片的焊接過程令工程師們苦惱不已：傳統的直徑在500mm以下的鋸片是采用燒結或者釬焊的方法進行刀頭與基體的連接，由于金剛石和金屬基體的熱膨脹系數差異較大，焊接殘余應力也較大，當溫度升高時，接頭的強度會變低，切割時會出現刀頭飛出的事故；此外，金剛石表面金屬化的實現方式、表面金屬與材料的匹配和選擇、釬劑和氣體介質的選擇等問題都需要經過縝密的篩選。這對于工程師而言，是“生命”和“腦力”的雙重挑戰。

相比之下，激光焊接圓鋸片就“秒殺”釬焊的方式：激光焊接不需要銀焊片，是直接通過激光基體和刀頭熔化使兩者形成有機結合，從而提高金剛石鋸片的焊接強度，保證金剛石鋸片在使用之中不掉齒。傳統釬焊基體刀口結合面靠釬料熔化滲透而連接，其彎曲強度僅為350~600MPa，斷口在焊縫；激光焊接時，鋸片刀基、刀頭結合面熔化形成共結晶組織，焊縫強度高于母材，其彎曲斷裂強度可達1800MPa，斷口在刀頭。并且，激光焊接速度快、焊縫極窄、熱影響區小，令金剛石鋸片整體無變形，從而保證了鋸片的最佳性能。基于激光焊接的優越性，激光焊接金剛石圓鋸片的方式已逐步替代傳統的焊接方式。

作為激光焊接的本土化專家，鄭州金海威科技實業有限公司（以下簡稱“金海威”）長期從事金剛石工具專用設備的研制與開發工作，目前已具備從簡單設備到全自動高智能化產品的完整產品線。在焊接及強度檢測領域，主要生產激光焊接機、高頻焊接機、鋸片焊接機、鉆頭焊接機、自動激光焊接機及金剛石鋸片焊接檢測機等產品。多年來，金海威的產品暢銷國內，并出口到韓國、巴西、歐洲、加拿大、中東及印度等國家及地區，目前已具備完善的銷售網絡。

LAWS1200系列鋸片激光自動焊接成套設備是金海威旗下適用于用于金剛石圓鋸片激光焊接的“明星”產品之一。它能夠做到刀頭夾具與鋸片基體對稱分布，保證每一個刀頭與基體的側隙對稱分布，適合不同厚度規格的鋸片，且夾具能夠提供足夠的焊接預緊力和夾持穩定性。LAWS1200的鋸片基體中心與夾具之間位置采用數控調節，焊接鋸片的直徑規格可以在105mm~1200mm之間連續變化。除此之外，LAWS1200橫向數控軸控制基體中心與主軸線偏離，保證特殊斜齒焊接時焊接軌跡與焊接預緊力方向保持垂直，可以方便焊接各種特殊護齒。LAWS1200采用液壓系統夾持基體，并采用數控運動方式、配合多圈絕對值編碼器，完全去除設備自檢校對時間，使工作效率大大提高。

LAWS1200系列鋸片激光自動焊接成套設備用于金剛石圓鋸片的激光焊接，可實現基體裝載、刀頭排序送進、基體刀頭夾持、焊接、冷卻、夾具清掃、鋸片的取出等過程的全部自動化。它生產效率高，適應連續批量生產，生產出的產品平均成本低，并且質量穩定可靠。與此同時，它極大減少人力成本。要想達到設備生產高水平及高效率，對自動化設備的要求是極高的。

要求高是一方面， 設備所遇到的困難也是非常之多：LAWS1200焊接軌跡采用二維數控飛行光路，可以對圓弧齒、直線齒等軌跡進行焊接。數控加工在X、Y兩軸的走刀方向上，應滿足起點和終點之間的直線插補與圓弧插補協同運作，并減少協同運作過程中的偏差；除此之外，設備必須根據已有的走刀情況進行數據點的密化工作，使得激光焊接更加精準及完美，則需要自動化控制系統具有極高的精度。面對這些挑戰，為何金海威會在諸多品牌中向羅克韋爾自動化產品拋出橄欖枝？

圖1 LAWS1200系列鋸片激光自動焊接成套設備

據了解，金海威選用羅克韋爾自動化中型控制系統，觸摸屏采用PanelView Plus 6，控制器采用CompactLogix 5370 L3中型控制器，遠程I/O采用Point IO，伺服采用Kinetix 5500驅動器加VPLKinetix VP電機。其整個控制系統采用以太網絡結構，各功能控制模塊分散布置，連線簡單；以太網DLR設備層環網冗余，保證系統的穩定性。同時，模塊單元與執行機構距離近，連線短。且其CPU支持8軸伺服運動，并通過CIP Motion協議實現運動控制。

系統中所采用的CompactLogix 5370 L3可編程自動化控制器（PAC）是Logix系列控制器的擴展，作為集成架構系統的一部分，CompactLogix 5370 L3控制器與所有Logix控制器使用相同的編程軟件、網絡協議和信息功能，為實現所有控制策略提供一個通用的開發環境。它基于EtherNet/IP的集成運動控制最高可支持16軸集成運動控制。 

對于伺服控制而言，Ki n e t i x 5 5 0 0 伺服驅動器可連接CompactLogix 5370控制器并與之配合運行，從而支持基于EtherNet/IP的集成運動控制。憑借其創新的緊湊型設計，Kinetix5500驅動器盡可能減小機器體積，簡化系統布線。VPL KinetixVP低慣量伺服電機連接到Kinetix 5500伺服驅動器并與其一起運行，支持基于EtherNet/IP的集成運動控制。它基于具有高動態性能的成熟MP技術，有助于提高可靠性并實現大批量生產。 它只需要一條電纜就可提供反饋、電機制動和電機電源，從而縮短安裝與調試時間，簡化接線，減少庫存。

對于網絡功能而言，CompactLogix 5370 L3控制器與Kinetix5500伺服驅動器通過雙以太網端口和集成式以太網交換機聯網，現已支持設備級環形（DLR）網絡拓撲結構，從而簡化了控制系統中各組件的集成，并降低了系統成本，提供彈性機制，應對單個網絡連接丟失的情況。也就是說，允許逐一更換設備，無需停止生產，并減少控制系統中以太網交換機的數量。

關于它的性能優點，羅克韋爾自動化的分銷商——北京首科力通機電設備有限公司河南技術總監王自有先生介紹：“羅克韋爾自動化中型控制系統通過全以太網將伺服全部連接，簡化了繁瑣的布線過程。與其它品牌的PLC和伺服控制的協議相互獨立不同，羅克韋爾自動化所采用的中型控制系統的CIP Motion協議包含在基于PLC的Ethernet IP協議中，同時一個PLC的CPU也可帶動伺服。通俗來講，一個PLC既解決了伺服控制的問題又解決了可編程邏輯控制的問題。”除此之外，王自有還補充，目前，羅克韋爾自動化中型控制系統的精度等級達到4級，伺服定位已達精度正負0.001mm，完全符合激光焊接對于高精度的要求。

如果你所理解的羅克韋爾自動化提供的解決方案只停留在產品的層面上，那就錯了。如今，靠單一產品打拼天下的時代早已經過去，可靠的產品及完善的后備支持服務相結合，才能為客戶提供完美的解決方案，從而為激光焊接“錦上添花”。就像去商場里購置物品，不但要包退換，還要有保修期，這樣，顧客也才能舒心。買賣的道理，是融會貫通的。在自動化產品領域，提供優質產品的同時，加強客戶后備支持的力度，是羅克韋爾自動化矢志不渝堅持的經營理念。

“羅克韋爾自動化的后備技術支持做的很到位，這讓公司的技術及管理人員省了不少心。”談及與此，金海威電氣總工耿澤中坦言，“因為接觸一個全新的控制系統，很多技術層面的知識及應用需要重新去了解，而羅克韋爾自動化的技術人員能夠為公司的人進行耐心的講解，并且能夠為公司解決相應的技術困難。”

圖2 激光焊接機控制系統架構

的確，相較于其它控制系統，羅克韋爾自動化控制系統工藝參數設置簡單，不需要員工進行編程，且具有形象化操作，界面友好等優勢，便于操作人員調整，令操作人員無需經過專業培訓即可操作。除此之外，從產品的選型到購買，再到售后服務，羅克韋爾自動化能夠提供“一條龍”的服務。王自有先生介紹：“前期選型通過Motion Analyzer軟件根據客戶所需的機械參數進行選型，之后對于設備安裝以及布線連接進行相應的技術支持，最后，在設備連接好的情況下進行一系列測試，包括調節伺服指令及直線、圓弧插補回零等等。后續客戶發現的一些問題和技術難點，我們也會極力地為客戶解決。”

據統計，運用羅克韋爾自動化的中型控制系統，LAWS1200系列鋸片激光自動焊接成套設備已經有多臺在生產線上長期正常運轉，每天連續工作20小時，焊接質量穩定可靠。其生產效率比傳統方法高10倍以上，并且操作人員可以管理2~3臺機器。于產品而言，Φ105～Φ1200（厚2.2～6.0mm）的金剛石鋸片焊接質量符合出口標準的要求。于項目周期而言，項目時間已由一般的七個月縮短至兩個月，極大地縮短了項目時間。

最后，金海威電氣總工耿澤中還表達出對于羅克韋爾自動化產品的期望：“除LAWS1200系列鋸片激光自動焊接成套設備外，今后將會在金海威的其它大型設備的自動化生產線上采用羅克韋爾自動化的控制系統，以提高生產效率。”

自動化產品領域萬木叢生，羅克韋爾自動化的產品及服務能夠得到金海威的認可，這無疑為羅克韋爾自動化打了一枚強心針。滿載無盡的期許，羅克韋爾自動化將會在日后不斷努力，為客戶提供更高效、更優質的產品解決方案。

摘自《自動化博覽》2015年7月刊