2022-11-24 16:38:53|已浏览：213647次
这其中激光标刻可在任何规则或不规则 表面雕刻、刻印，且标刻后工件不会产生内应力，保证产品的原有精度，对工作表面不产生腐蚀损伤，具有“刀具”磨损、无毒害、无污染、永久性、防伪性的特点，适用性广，标刻精度高，最小字符可以达到 0.0025mm。
激光加工核心分为两大模块，一是光源角度，主要是激光器等硬件；二是软控方面，主要为控制系统。
总之激光加工设备的数控系统，是激光加工设备的“核心控制大脑”，既是激光加工设备能够工作运转的运动控制操控系统，也是决定设备加工精密水平、加工速率、自动化水平等加工能力的关键控制中心。
位居全产业链中游，扮演激光加工体系之脑
激光控制系统处于全产业链中游，发挥类似大脑和驱动的作用。随着制造业升级和 技术进步，激光技术逐渐被普及到消费电子、工业制造、医疗生物等下游，用于标刻、 切割、焊接、熔覆及微加工，而光学元件、数控系统始终是占据产业价值链核心的两大 领域。其中控制系统负责进行决策、执行和驱动，与激光硬件高度配合，组成成套激光 加工设备。 从直接上游来看，激光控制系统供应商需要对接芯片厂商、PCB 厂商以及相关线 材供应商，从目前国产替代情况来看，部分芯片可以实现国产化，但部分仍倚重德州仪 器等国际供应商。PCB 及线材基本国产化，且供应充足，价格透明。
全产业链高度景气，复合增速表现亮眼。工业激光器在电子、机械、冶金、轻工等 领域被广泛使用，使用场景、工艺类型不断多样化。从全产业规模增速来看，前瞻产研 对我国工业激光产业市场规模给出未来五年 CAGR 预测为 20%。我们认为，随着全产 业链价值不断提升，控制系统作为激光设备之脑，无疑将随之成长，考虑到加工复杂程 度攀升，其价值量也有望向上突破。
控制系统占成本比重较小，但盈利能力出众。从成本分布情况来看，激光器、床身 等基础硬件占比较高，分别占四成和三成左右，但受制于原料/元器件成本，其毛利率 相对较低，并且部分成熟产品竞争激烈，厂商议价能力相对一般。运控系统则相反，其 占整体成本比重较低，但具备较高技术壁垒和用户粘性，竞争参与者少，毛利率高，在 价值链中表现出良好的利润属性。
以业内各公司 2021 年披露的数据为例，其激光加工控制系统业务毛利率为 72%， 加总其硬件业务后，整体毛利率来到 60.1%。柏楚电子则整体毛利率高达约 80%，虽环 比有所下降，但仍表现亮眼。维宏股份业务组成则更为复杂，横跨 3C、激光、切削等 多个领域，硬件产品也相对更加丰富，因此其综合毛利相对较低，但仍高于激光器、激 光头、机械臂等其他产业链内部件提供商。
高功率、高精密打开高端市场
高功率激光加工领域，金属切割、焊接、熔覆 为主要应用场景，光纤激光器逐渐取代 CO2激光器成为主流，2020 年占全球工业激光 器出货量的 50%以上，此外还有固体激光器和半导体激光器，分别约占 15%的市场份额。 从市场规模来看，2020 年迎来 85.7%的高速增长，2016 至 2020 年 CAGR 为 40.8%。
高功率激光器国产替代趋势明确，控制系统有望随之向上打开市场。随着国产高功 率激光器，尤其是国产高功率光纤激光器的不断突破，未来我国高功率激光市场将迎来 新的国产替代浪潮。从不同分段的激光器出货量变化我们可以看出，国产光纤激光器出 货量正在稳步攀升，2020 年 1-3kw 激光器同比增加 33%，3-6kw 激光器同比增加 25%， 6-10kw 和 10kw 以上的光纤激光器则分别同比出现倍增，足见高功率激光器国产替代的 强劲趋势。
国产崛起带来高功率激光控制系统高斜率增长。2020 年国产高功率激光控制系统 市场规模同比高增 85.7%，高于中低端激光控制器增速，其主要原因为国产激光控制系 统主要适配国产激光器，而随着国产高功率激光器的崛起，国产高功率激光控制系统也 随之不断扩大其市场份额。展望未来，随着技术难关逐一攻克，6kw 以上国产高功率激 光器将逐渐取代国外先进产品，而国产控制系统也将与之一同增长。
从控制系统市场份额来看，国产运控系统逐渐成为中低功率市场的主流，截止2020 年，以柏楚电子、维宏股份、奥森迪科为代表国产控制系统已经占据国内市场份 额的 90%，其中柏楚电子占 60%，领军者地位彰显。而在高功率市场，以倍福、PA、 西门子为首的国际企业仍是主流，柏楚电子占 17%。随着未来高功率激光器国产化率提 升，国产系统供应商有望凭借配套优势不断崛起。
更高功率的激光设备，为了适应先进制造工艺和特定加工材料，国际先进激光切割 设备制造企业已经推出万瓦级的激光切割设备，但目前受限于苛刻的技术标准和高昂的 成本，普及程度远低于万瓦以下功率激光器。业内公司预测，1 万瓦级的激光器将走向 普及，3 万瓦以上的激光设备也将逐渐加入市场。 三维加工和机器人，相比传统二维激光加工受制于空间约束，三维激光与机械臂无 疑增加了激光加工灵活度和泛用性，不再需要频繁调整被加工材料位置，显著提高了加 工效率。但与此同时，控制系统也将随之从二维走向三维，复杂度骤然提升，目前高端 控制系统仍以西门子等国际企业为主导。 精密激光和微电子，从半导体核心设备光刻机来看，其本身就是尖端复杂激光控制 器的代表。目前先进光刻机主要由荷兰 ASML 公司制造，而超快激光精密微纳加工设备 或将成为我国芯片制造的核心能力和挑战，激光操作系统行业有望为之贡献一股力量。
集成化、智能化趋势
激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一，可用激光束在各种不同物质表面打上文字、符号、图案等永久性标记，对产品防伪等有特殊意义，应用领域几乎覆盖了各行各业。
在传统的激光打标时，一般采用单个产品定位、人工上料下料的操作方法，不仅精度差且生产效率低，随着客户订单的增加，已无法满足现代工业生产大批量、高精度定位、高自动化程度等的需求。
加上近年来计算机技术的迅速发展和激光器实用性的不断提高，一种基于机器视觉的新型激光打标系统被开发出来，并在一些要求更精细、精度更高的场合，如电子元器件、集成电路、手机通讯、精密器械等领域实现了广泛应用。
典型的机器视觉系统是由相机、镜头、图像处理单元、通讯/输入输出单元等组成，依托于工业控制计算机系统来完成数据处理与执行控制。
当机器视觉被引用到激光打标机中，产品只要在机器视觉的视野范围内，即可精准引导激光打标位置，并能够通过视觉系统自动标定激光的振镜，从而实现自动定位打标，即使每次位置不一样，加工位置也能准确识别，并且所加工的产品外形不限。
通过网口和串口通信对接MES系统，还可针对打标出来的字符进行识别比对，确保加工的高精度与高准确性。
华北工控认为，激光打标机器视觉系统更能满足现代工业生产的要求。但在实际应用中，要想保证该系统的定位准确、打标稳定和高效加工，还必须有专业可靠、性能优异的工业控制计算机产品方案为其提供硬件平台支撑。
激光加工作为一种先进的加工技术，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，能够与工业机器人等进行自动化集成，实现精密加工的高度自动化和智能化，从而大幅提高加工效率。随着智能制造理念的日益成熟，激光加工设备逐步从单体加工设备向以激光加工为核心，集成其他功能部件的自动化产线转型，并结合机器视觉、在线检测等技术，实现智能化生产，即激光加工设备呈现出集成化、智能化的趋势。
