Bystronic公司激光切割部产品经理Mario Duppenthaler 眉飞色舞地说：“我们的Byspeed高速激光切割机，主梁自重足有半吨。这样大重量的设备，其加速度可达30m/s2，定位速度可达169m/min，对于用户来说，这就意味着，根据不同的工件和材料的情况，最大切割速度可以达到50m/min，是一台高效能的设备。”

图1  Bystronic公司的Byspeed激光切割机可以实现薄到中等厚度板材的高速切割

Byspeed高速激光切割机除了具有高效能的特性外，其加工工件还达到了特别高的精度。钣金件的精度主要取决于加工的材料、预处理的状况、板材尺寸及加热情况等。当然最基本的前提还是要有非常精确的测量系统。Bystronic 公司的电子开发部经理Thomas Scheidegger强调说：“在这种型号的机器上，Rexroth公司的带位移测量系统的线性导轨是一个关键性的部件。”

提高加工效率

Bystronic 公司，一家在全球范围开展业务的提供板材切割和折弯解决方案的公司。这家著名的瑞士企业生产和销售Haemmerle、Beyeler 和AFM系列的激光水切割设备和折弯机。此外，也为切割和折弯生产线的整个的物料输送和数据传输的自动化提供解决方案。Byspeed 3015型(工作范围 3000×1500 mm) 和 4020型(工作范围 4000×2000mm)激光切割机可以进行薄板和中等厚度板材的高速切割加工。

图2  通过采用一种新的适配方案，一体化的测量系统在维修时可以将传感器和导向滑座分离开来进行更换

其实，对Byspeed高速激光切割的性能起决定性作用的部件，除了激光束源和切割头之外，还在于其高效的控制系统。此外，专门研制的直启螺旋电机(DHM)对提高生产效率也起着决定性的作用。这种独一无二的电动机方案可以准确校准所有参数。只需使用常规直线电机的磁面积的1/25 就可以产生同样大的驱动力。

为了使Rexroth公司的直线导轨与长度测量系统实现一体化，Bystronic 公司事先对其进行了详细的试验。最关键的是速度和信号处理的可靠性。Scheidegger对主要的要求总结性地说，“我们检测微秒范围的测量信号并进行处理，也就是说，在我们的数控系统内同样快地进行实时化。”

Scheidegger认为，整合在传感器探头中的内插装置有重要的意义，可以使信号处理达到相应的速度。信号输出具有一个实时计值电子装置，即使在5m/s的高速运动时，也可以确保提供可靠的位置数据。Scheidegger虽然把一体化测量系统的其他由系统决定的要素放在后面提及，但是，他认为这些要素对于激光切割机的性能很重要。最主要的一点是测量系统和滚珠导轨的一体化。由标准的导向元件构成的导向和测量系统形成了一个整体的单元装置。其基础是一个安装在导轨内的计量装置。这是一个通过光刻工艺方法将一个高精密的周期刻度蚀刻在其上面的钢带。计量装置在其整个长度上受到密实焊接的钢带的保护。这种结合可以经受住高达10g的震动和冲击。

图3  Byspeed激光切割机稳固的铸造工作台减小了在强大的动力作用下的系统振动

在2500mm的测量长度之内，这个置入的计量装置可以达到±3µm的绝对精度。甚至在4000mm的测量长度之内，这种整体的计量装置也可以毫无问题地达到±5µm的精度。

测量过程是通过一个直接用螺丝连接在导向滑座上的带有传感元件和信号预处理电子元件的读数头来实现的。采用一种新的配合方案可以将传感装置和导向滑座分离开。这样有可能将传感装置保存在仓库中，可以大大缩短Rexroth公司的交货时间。

计量装置和读数头之间的相对的无接触的运动产生出正弦曲线形状的测量信号。这些信号由读数头作为周期长度为1000µm的模拟增量信号直接发送出去。通过模拟电压值的插补产生矩形信号。根据内插系数的不同，可以得到最大为0.25µm的分辨率。

性能稳定 简单易行

这种感应式测量系统实现了无接触扫描，因此可以免维护。不管是水、油、还是粉尘和切屑都不会影响这种一体化测量系统的可靠性能。此外，将导向和测量功能结合到一个装置中简化了机器的设计方案，节省了外部测量系统的安装空间或加装面积，从而也节约了必需的设计和安装成本。

Scheidegger把Rexroth公司产品的实用性作为决定使用一体化测量系统的最重要的标准之一，他说：“我们多年来一直使用Rexroth公司的导向系统。和Bosch Rexroth公司及其在瑞士的经销伙伴AMSLER LINEAR 公司的良好合作对我们来说有着至关重要的意义，现在作为Byspeed 激光切割机的关键部件使用的一体化测量系统也是如此。”同样结构尺寸的导向滑座和导轨的可互换性和交货能力紧密关联，也一直被视为Rexroth公司导向系统的一个优点。通过精密的加工，甚至导向滑座和传感器也可以分别进行更换。