激光加工是在20世紀(jì)60年代興起的一項(xiàng)新技術(shù)，1960年人類歷史上出現(xiàn)了第一臺(tái)激光器――紅寶石激光器，這種激光器在美國(guó)首次成功用于拉絲模金剛石打孔，此后隨著人們致力于研究更高效、更適用的激光器，激光加工也逐步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、糧油機(jī)械、特種汽車、鋸片造船等行業(yè)，尤以機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展速度最快。在機(jī)械制造業(yè)的廣泛使用又推動(dòng)了激光加工技術(shù)的工業(yè)化。目前激光加工方法包括激光打孔、激光切割、激光熱處理、激光涂覆、激光重熔處理、激光合金化、激光上釉、激光打標(biāo)、激光成形、激光模型制造、激光珩磨、激光配平、激光微加工以及激光焊接等諸多技術(shù)。激光加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)：
一、非接觸加工，沒有機(jī)械力；
二、可以加工高硬度、高熔點(diǎn)、極脆的難加工材料；
三、光束易于控制，加工精度高；
四、熱影響區(qū)小，熱變形很小，加工精度易保證；
五、激光加工速度快，效率高；
六、與現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)合，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化和智能化；
七、可控性好，程序簡(jiǎn)單，省料及污染少；
八、激光加工設(shè)備的前期投資較大。
下面就作者熟悉的電梯行業(yè)，談?wù)劶す饧夹g(shù)在國(guó)內(nèi)電梯行業(yè)中的應(yīng)用。
2008年是我國(guó)改革開放30周年，在這30年中我國(guó)電梯業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。從改革開放之初的1980年，中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的第一家外商投資項(xiàng)目就出現(xiàn)在電梯行業(yè)———瑞士迅達(dá)投資的中國(guó)迅達(dá)開業(yè)，將國(guó)外先進(jìn)的電梯技術(shù)引進(jìn)了中國(guó)。此后，美國(guó)的奧的斯，日本的三菱、日立、東芝、富士達(dá)，德國(guó)的蒂森，芬蘭的通力等世界盛名的電梯公司先后投資建廠，世界八大電梯廠家悉數(shù)來(lái)華。2007年全國(guó)擁有電梯整機(jī)企業(yè)410多家，配件企業(yè)也有好幾百家，取得電梯安裝改造維修許可證的企業(yè)達(dá)到5277家。到2007年底中國(guó)電梯的擁有量已經(jīng)接近或有可能超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，而2007年中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到21.6萬(wàn)臺(tái)，占全球新梯市場(chǎng)的一半，中國(guó)贏得了“全球產(chǎn)能最高的電梯制造基地”。隨著全球各大電梯制造商將先進(jìn)的電梯技術(shù)引進(jìn)中國(guó)的同時(shí)，也將先進(jìn)的加工技術(shù)引進(jìn)了中國(guó)，激光加工技術(shù)就是其中之一。目前在電梯行業(yè)應(yīng)用較多的是：①激光切割；②激光打標(biāo)；③激光測(cè)量。下面逐一介紹：
一、激光切割
激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度光束照射工件，材料吸收激光能，溫度急劇升高，工件表面開始熔化或氣化，并吹入活性氣體助燃。隨著激光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在工件上形成切縫。激光照射工件表面時(shí)，一部分光被吸收，一部分光被工件反射。吸收部分轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度急劇升高，材料熔化、氣化，產(chǎn)生黑洞效應(yīng)，使材料吸收率提高，迅速加熱切割區(qū)材料。此時(shí)吹氧可以助燃，并提供大量熱能，使切割速度提高；還可吹走熔渣、保護(hù)鏡頭、冷卻鏡頭。
激光切割有很多特點(diǎn)：
1.激光可切割特硬、特脆、特軟材料；
2.切縫寬度很窄；
3.切割表面光潔；
4.切割表面熱影響層淺，表面應(yīng)力小；
5.切割速度快，熱影響區(qū)小；
6.適合加工板材。
20世紀(jì)90年代，整機(jī)廠基本上采用的是多工位沖床加工板材，后隨著幾大世界知名品牌電梯在國(guó)內(nèi)的獨(dú)資或合資企業(yè)中引進(jìn)進(jìn)口激光切割機(jī)，激光切割機(jī)在國(guó)內(nèi)電梯業(yè)開始使用。21世紀(jì)初，隨著國(guó)內(nèi)激光切割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的出現(xiàn)，使得只能依賴進(jìn)口的習(xí)慣被打破，同時(shí)昂貴的價(jià)格也降低了很多，國(guó)內(nèi)一般的整機(jī)企業(yè)和配件企業(yè)相繼購(gòu)買了激光切割機(jī)，可以說(shuō)激光切割機(jī)對(duì)現(xiàn)代整機(jī)和配件企業(yè)已經(jīng)不算有多么高尖端設(shè)備了，只能說(shuō)是必不可少的設(shè)備了（這里配件企業(yè)主要是指鈑金加工企業(yè)）。激光切割機(jī)在電梯行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的原因有以下幾個(gè)方面：
1. 電梯行業(yè)的鈑金件品種多、數(shù)量少，很多還需要根據(jù)客戶的要求而定。多工位沖床的加工由于受噸位和模具的限制，有些鈑金件無(wú)法加工或者模具的制作周期長(zhǎng)導(dǎo)致生產(chǎn)的周期加長(zhǎng)，而且編程相對(duì)較復(fù)雜，對(duì)操作人員的要求也相對(duì)較高；
2. 不銹鋼裝飾板材多，表面的光潔度要求高。相同厚度的板材不銹鋼的抗剪強(qiáng)度強(qiáng)、材料韌性度高，多工位沖床的模具磨損快，要求的噸位也高。多工位沖床加工對(duì)板材表面的光潔度易產(chǎn)生影響；
3. 產(chǎn)品可見面的加工痕跡和斷面質(zhì)量要求高，加工的線條要光滑平整，美觀漂亮。多工位沖床沖裁時(shí)有接刀痕跡影響美觀；
4. 隨著人們審美水平的提高，產(chǎn)品的花式也增多，產(chǎn)品的外形品種增加，但數(shù)量不大，且輪廓復(fù)雜，普通的加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)。激光切割機(jī)的加工可節(jié)省制造模具的成本與周期。
當(dāng)然，隨著激光技術(shù)的發(fā)展除二維的平板切割機(jī)外，現(xiàn)在還有三維空間曲線切割機(jī)和管子切割機(jī)，所以激光切割的應(yīng)用不僅僅局限于鈑金的切割，也可以用于折彎、拉延之類成形用簡(jiǎn)易模具的制作。此類簡(jiǎn)易模具不是用于大量生產(chǎn)，而是為了滿足縮短試加工檢驗(yàn)時(shí)間的要求。從產(chǎn)品試制到開始正式生產(chǎn)，盡可能縮短準(zhǔn)備時(shí)間是現(xiàn)代社會(huì)的要求，而激光加工是能夠適應(yīng)此類要求的為數(shù)不多的加工方法。
二、激光打標(biāo)
激光打標(biāo)的基本原理是，由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束，當(dāng)激光作用于承印材料時(shí)，處于基態(tài)的原子躍遷到較高能量狀態(tài)；處于較高能量狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)很快回到基態(tài)，當(dāng)原子返回基態(tài)時(shí)，會(huì)以光子或量子的形式釋放出額外的能量，并由光能轉(zhuǎn)換為熱能，使表面材料瞬間熔融，甚至氣化，從而形成圖文標(biāo)記。
在激光加工領(lǐng)域中，激光打標(biāo)是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，激光打標(biāo)技術(shù)是當(dāng)代高科技激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)晶產(chǎn)品。激光打標(biāo)技術(shù)也稱激光標(biāo)記、激光印標(biāo)，近年來(lái)在印刷領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越多，激光打標(biāo)可應(yīng)用于包括塑料與橡膠、金屬、硅晶片等多種材料上。激光打標(biāo)與傳統(tǒng)的機(jī)械雕刻、化學(xué)腐蝕、絲網(wǎng)印刷、油墨打印等方式相比，具有成本低、靈活性高、可以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制，而激光作用于工件表面所產(chǎn)生標(biāo)記的牢固永久性是其突出特點(diǎn)。激光打標(biāo)系統(tǒng)可對(duì)大批量生產(chǎn)的工件實(shí)行產(chǎn)品單個(gè)識(shí)別編號(hào)，再以條行碼或者二維碼陣列標(biāo)在產(chǎn)品上，可極為有效地幫助實(shí)行生產(chǎn)工序控制、質(zhì)量控制以及防止假冒產(chǎn)品。同時(shí)可對(duì)各種金屬材料及部分非金屬材料進(jìn)行刻寫或制作難以仿制的永久性防偽標(biāo)記。通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入及輸出，采用振鏡掃描方式，速度快；全封閉導(dǎo)光系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)；組合式內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于維修及保養(yǎng)；尤其適宜在線作業(yè)。
激光打標(biāo)的主要特點(diǎn)：
1. 應(yīng)用范圍廣： 幾乎可以在所有材料上打標(biāo)。
2. 打標(biāo)效率高：計(jì)算機(jī)控制下的激光光束可以高速移動(dòng)，通常的打標(biāo)過(guò)程可以在數(shù)秒內(nèi)完成，可實(shí)現(xiàn)在線打標(biāo)。
3. 打標(biāo)精度高：激光可以形成極細(xì)光束，在材料表面的最細(xì)線寬可達(dá)微米量級(jí)，可以打印各種圖形、商標(biāo)、條形碼、兩維碼。激光打標(biāo)還可以改善產(chǎn)品外觀形象和名牌效應(yīng)，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
4. 使用成本低： 激光打標(biāo)是非接觸式打標(biāo)，不受通常模具打標(biāo)的疲勞使用壽命的限制。 在批量加工使用中的維護(hù)成本極低。
在電梯行業(yè)中，激光打標(biāo)應(yīng)用較廣如按鈕面板上的字符、銘牌上的內(nèi)容、產(chǎn)品的序列號(hào)、產(chǎn)品的條形碼，以往此類產(chǎn)品一般采用機(jī)械雕刻、化學(xué)腐蝕、絲網(wǎng)印刷，機(jī)械雕刻時(shí)簡(jiǎn)單仿形銑需要加工字模，電腦雕刻雖然不需要字模，但是設(shè)備投資高，且和仿形銑一樣加工時(shí)間長(zhǎng)和刀具耗材高；化學(xué)腐蝕需要制作膠片，且加工過(guò)程中稍不注意在不應(yīng)腐蝕的地方出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象容易產(chǎn)生整塊面板的報(bào)廢；絲網(wǎng)印刷時(shí)需要制作膠片和絲網(wǎng)板，且絲印的標(biāo)記耐磨性差。在以往的激光打標(biāo)中以本色和黑色為多，隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)有的激光打標(biāo)機(jī)廠家已經(jīng)開發(fā)出可在金屬板上實(shí)現(xiàn)七色打標(biāo)。
三、激光測(cè)量
回顧電梯安裝檢校的發(fā)展歷史,百多年來(lái)一直沿用古老的吊線放樣方法,檢校亦如此,現(xiàn)今也是主流。但隨著激光技術(shù)的滲入，現(xiàn)在安裝檢校上也開始使用到激光技術(shù)，電梯導(dǎo)軌測(cè)量?jī)x就是其中一例，電梯導(dǎo)軌測(cè)量?jī)x是針對(duì)電梯導(dǎo)軌安裝、檢測(cè)而研究設(shè)計(jì)的專用高精度基準(zhǔn)儀器，它將激光技術(shù)、圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)整合在一起，可廣泛應(yīng)用于電梯安裝、施工、檢測(cè)及維保。電梯導(dǎo)軌測(cè)量?jī)x一般檢測(cè)電梯導(dǎo)軌以下方面：
1.鉛垂性
建筑物建成后由于各種因素的影響都會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，大樓會(huì)向某一個(gè)方向傾斜，此時(shí)導(dǎo)軌也跟著大樓而傾斜，轎廂的導(dǎo)靴將壓向T型軌的某個(gè)工作面，這個(gè)力的大小，若按電梯滿載時(shí)總重2000kg計(jì)算，那么導(dǎo)軌垂直度偏離1°，就會(huì)產(chǎn)生35公斤的側(cè)向力，而且這是一個(gè)持續(xù)載荷，它將增加對(duì)導(dǎo)靴的磨損，所以導(dǎo)軌的安裝都以鉛垂線做基準(zhǔn)。
2.直線性
在導(dǎo)軌安裝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)直線性的偏差。這個(gè)偏差的存在會(huì)使電梯轎廂在運(yùn)行中產(chǎn)生水平加速度，一旦這個(gè)偏差足夠大，它將影響乘坐舒適感，嚴(yán)重時(shí)將使井道的信息采集產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)，這將會(huì)影響電梯的安全運(yùn)行。
導(dǎo)軌直線性偏差是沿著X、Y軸兩方向的正負(fù)偏差。（見圖1）
國(guó)家電梯安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)導(dǎo)軌安裝做了嚴(yán)格規(guī)定，《GB50310-2002》中規(guī)定“兩列導(dǎo)軌頂面間的距離偏差應(yīng)為：轎廂導(dǎo)軌0~＋2mm；對(duì)重導(dǎo)軌0~＋3mm”，“轎廂導(dǎo)軌和設(shè)有安全鉗的對(duì)重導(dǎo)軌工作面（包括側(cè)面與頂面）與安裝基準(zhǔn)線的偏差不應(yīng)大于0.6/5000mm。”
3.平行性
電梯是在兩根導(dǎo)軌上運(yùn)行，因此也就存在兩根導(dǎo)軌在空間上的平行性問(wèn)題。（見圖2）兩根導(dǎo)軌在Y向上的不平行，主要表現(xiàn)在軌距間的變化，如果兩根導(dǎo)軌間距時(shí)大時(shí)小，就會(huì)造成電梯的左右晃動(dòng)和摩擦力的變化，并引起附加的振動(dòng)。因此在7588國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于軌距要求上偏差為2mm下偏差為0的規(guī)定。現(xiàn)在通常的做法是用找道尺來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
同樣道理，兩根導(dǎo)軌若X方向上有誤差，會(huì)造成X方向的空間不平行。（見圖3）
這個(gè)誤差如果超出了一定的范圍，也會(huì)嚴(yán)重影響電梯的運(yùn)行。由于傳統(tǒng)的方法中缺少一個(gè)比對(duì)基準(zhǔn)，這樣很難確定X向的誤差大小。通過(guò)大量的在線運(yùn)行電梯導(dǎo)軌檢測(cè)的實(shí)際情況看，有許多問(wèn)題都出現(xiàn)在兩根導(dǎo)軌在X向的平行性上。因此，兩根導(dǎo)軌在空間上的平行性也是影響電梯舒適運(yùn)行的一個(gè)重要因素，也是電梯安裝業(yè)內(nèi)人士一直重視的問(wèn)題。
4.共面性（導(dǎo)軌的扭曲）
導(dǎo)軌安裝時(shí)除了要注意上述的幾個(gè)問(wèn)題外，而且還要注意解決兩根導(dǎo)軌側(cè)工作面共不共面的問(wèn)題，即導(dǎo)軌的扭曲問(wèn)題，在實(shí)踐中這點(diǎn)對(duì)轎廂的運(yùn)行也是非常重要的。（見圖4）
今后，我相信隨著激光技術(shù)的發(fā)展會(huì)有越來(lái)越多的激光加工技術(shù)在電梯行業(yè)的得到應(yīng)用和推廣，也必將推動(dòng)我國(guó)的電梯技術(shù)向新的更高領(lǐng)域發(fā)展。
本文作者：南通中堯特雷卡電梯產(chǎn)品有限公司 陳金根
參考文獻(xiàn)：
1.姚遠(yuǎn)《激光加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外汽車工業(yè)中的應(yīng)用概況》《金屬加工••熱加工》2008年第5期
2.相關(guān)《產(chǎn)品說(shuō)明書》大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)拉特激光技術(shù)開發(fā)有限公司
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