「MFC原创」柏楚电子：激光切割系统的领头羊

原创 MFC 钣金加工与焊接喷涂

柏楚电子：激光切割系统的领头羊

中国的光纤激光切割机的市场规模和发展速度冠绝全球。十几年之内，光纤激光切割价格从高不可攀，使用技术门槛高，应用范围有限，到价格亲民，简便易操作，在各行各业获得了广泛应用。这和光纤激光机的各 个核心零部件和控制系统和相关工业软件的成功国产化有巨大关系。

本期MFC《金属板材成形》杂志访谈的是上海柏楚电子科技股份有限公司市场部的王飞锦先生。柏楚电子是全球光纤激光切割系统出货量最大的供应商，这是国产数控系统和工业软件的佼佼者，在该细分领域取 得行业性突破，是国内少数对国际巨头实现了弯道超车的本土自动化企业。柏楚电子全面统治中低功率激光切割机市场，正在完成 6000Kw 以上高功率市场的数控系统的国产化进程，并向智能焊接和精密加工领域 开拓新的业务。

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请给我们的读者介绍一下上海柏楚电子科技股份有限公司的总体情况。

王飞锦

2007年9月11日，柏楚电子创立于上海闵行区紫竹国家高新技术产业开发区，是一家从事激光切割控制系统研发、生产和销售的高新技术企业和重点软件企业，是国家首批从事光纤激光切割成套控制系统开发的民营企业，致力于为激光加工提供稳定、高效的自动化控制解决方案，推动中国工业自动化的发展。

公司主营业务系为各类激光切割设备制造商提供以激光切割控制系统为核心的各类自动化产品。截止2021年底，柏楚激光拥有员工413人，其中硕士及博士88人，本科243人，其中研发人186人，并且129人在30岁以下。2021年，柏楚电子累计服务的激光加工机设备商超过600家，截2021年，柏楚电子申请了482个知识产权，获得了287项，其中发明专利47项，软件著作权74项。

柏楚电子2012年进入光纤激光切割行业，由此开始了高速发展的征程；2016年获评上海市科技小巨人企业，获“2016年度闵行区最佳成长性企业”以及“紫竹国家高新区2016年纳税高速成长奖2017 年获评上海市专精特新企业；2019年科创板市，代码688188，同年获评“上海市和谐劳动 关系达标企业”称号，开发出超快精密加工系统，发布智能激光切割头，布局工业互联网品；2021年布局智能焊接和超高精密驱控一体的研发。

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柏楚电子的主要产品是什么？主要客户是哪些行业？

王飞锦

柏楚电子的主要产品包括随动控制系统、板卡、控制系统、总线控制系统及其他相关配套产品。柏楚先后自主研发CypCut激光切割控制软HypCut 超高功率激光切割控制软件，CypTube方管切割控制软件、FSCUT系列激光切割控制系统、高精度视觉定位系统及集成数控系统等产品。

激光切割控制系统：是激光切割机的大脑，作用是将用户设计加工零件的图形图像进行一系列理，并由一定算法规划出合理、最大化利用材料的切割路径，控制切割设备依路径，按加工工艺精确且高效地完成切割工作。

随动控制系统：是激光切割过程中，通过电容反馈信号，实时控制切割头和工件之间高度的控制器。随动控制系统也是柏楚电子在激光行业所特有的，通过与激光切割控制系统融合，共同保障切割的质量、稳定性和安全性。

产品关系图

板卡控制系统：类似于电脑的网卡、声卡等硬件，是将控制软件烧刻在板卡中，连接电脑主板和激光 切割设备，通过电脑操作，控制加工轨迹和所有的控 制系统。柏楚的板卡系统通常和随动控制系统成套销售，主要应用于中小功率的激光切割设备。

总线控制系统：是将控制器、随动控制系统的 电容调高器、工业电脑等集成，通过以太网与工业 设备完成数据和控制信号通信的专业控制系统。柏楚 的高功率切 割控制系统主要以总线形式呈现。

应用软件：主要包括用于图形导入、路径规划和 加工模拟的切割软件以及针对特定切割软件开发的排 样套料系统。其中，平面套料软件 CypNest 和管材 套料软件 TubesT 通过订阅制和传统授权两种模式 提供给用户。

智能硬件：主要是搭载传感器，与柏楚数控无缝 衔接，配合高功率切割控制系统。

其中，中低功率方面，板卡系统国内市场占有率仍然稳居第一，占有了六成的市场份额；6Kw 以上 高功率领域，总线系统占据两成的市场，并进一步加 快进口替代的步伐，持续提升市场占有率。此外，随着智能切割头逐步推向市场，控制系统+智能硬件“软 硬件协同，智能化控制”的产品组合策略也日益显现 其关键作用。

智能切割头突破传统切割头的技术限制，凭借其与自有系统的无缝连接，实现智能穿孔，熔池监测等高级功能，进一步提升激光切割设备的加工性 能，优化加工效果，并以此硬实力快速获得市场端的 高度认可。

柏楚电子主要服务的行业是汽车、医疗设备、轮船、建材、家装材料、健身器材、钢结构、金属家具、机箱机柜等所有用到平面激光切割以及三维切管的行业。

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请问柏楚电子的有什么独门的核心技术？如何保持这种竞争力？

王飞锦

我们公司创业之后，一直寻求突破点。对工业控 制的一些行业进行分析，比如金属切削领域，国外同 行已经研究了上百年，积累深厚，超越难度大。我们 最初在点胶滴墨行业获得了成功，随后关注了激光切 割行业，比较了 YAG 激光、二氧化碳激光和光纤激 光之后，将发展重点押在了新兴的光纤激光切割机上， 比国外同行只晚了几年而已。

当时的钣金用户要使用激光切割机，首先利用 AutoCAD、Solidworks 等专用 CAD 设计软件绘 制零件图，然后再导入美国 SigmaNest 或西班牙 Lantek 等专业排样软件中进行零件后处理和排版，生成加工文件后导入德国倍福、德国PA、西门子等 数控系统中，搭配德国 Precitec 的电容随动系统进 行后续加工操作。

所有的这些环节都需要高素质的技术人才，积累 大量的时间学习才能使用，人力稀缺且成本高。而一旦任何一个环节出现问题，用户就很难及时获得激光 机企业的技术支持，因为他们从上述供应商获得的支 持也可能有限的，获得的技术文档都不是完全开放的， 更别谈个性化深度开发。

而柏楚电子推出 CADCAM和NC 三合一激光切割控制系统”和“网络通讯式随动系统”两项技 术，引发了行业变革，就像是苹果的iOS操作系统对诺基亚的塞班系统的颠覆一样，所见即所得，傻瓜式操作，用户体验超过市面任何产品：用户可以在柏 楚电子的控制系统中一站式实现上述激光加工的全部 流程，大幅降低激光切割机的技术门槛和学习成本，激光切割机的安装、调试和使用都异常简单，彻底激活了各行各业的应用场景。

柏楚电子的核心技术均系自主研发，集中在计算机图形学（CAD）、计算机辅助制（CAM）、数字控制（NC）、传感器和硬件技术五大方面，拥有能够覆盖激光切割全流程的技术链，技术体系的完整 性全球领先，具体体现在：

CAD技术

①激光切割路径优化技术 。

本技术以激光切割路径优化技术结合人工智能算 法，使加工中切割头的空移长度尽可能短，减少切割 过程中单段长距离空移的安全隐患。

②技术兼容性 。

CAD核心模块可以兼容市面上绝大部分工业设 计软件所生成的图纸，且图纸读取成功率和读取速度 超出行业平均水平。

③排样算法 。

排样软件产品 CypNest 使用自动排样算法，在 单零件排样、自动组合排样领域材料利用率已超过同 类产品。

CAM技术

①基于图形直接加工能力。

柏楚电子核心技术完整覆盖了激光切割全流程，可以直接基于图形完成加工，所有的信息在加工时仍然是完整的，可以根据加工进程进行丰富的自适应操作。

②切割工艺模块化处理技术。

对激光切割的控制过程进行了良好的分层梳理，将数千种激光加工工艺以数字化、模块化的方式良好 地解决了工艺难题，实现切割工艺的最优选择。

③逆向工程技术。

本技术可以实现在三维切割领域识别建模图形与 切割实物的差异，并做出相应实时补偿，从而保证切割精度。

NC 数控技术

①闭环控制模型参数自动检测技术。

本技术通过程序自动测定伺服系统控制模型参 数，支持数控系统对激光切割机床的闭环控制，大大 减少人工参与，降低人为错误的可能性，提升系统稳 定性。

②轨迹预处理。

针对加工图形的拐角部分进行轨迹预处理，利用 回旋线提前对拐角部分进行曲线平滑处理，在同等参 数条件下使得加工效率优于同类产品。

③速度规划算法 ASBO。Algebraic S-type Bidirectional Optimization 速度规划算法是一种基于代数 S 型的双向寻优速度 规划插补算法，能够确保曲线各点在满足速度约束条件下，以恒定加加速度进行插补，达到高速高精度的 数控要求。

传感器控制技术

①数字式电容传感调高控制技术。通过高精度的电容采样，精准测量激光加工头与被切割板材或障碍物之间的间距，从而实现切割随动、电容寻边、智能避障、一键标定、一键切断、方管寻 中等激光切割高级功能。

②激光加工智能传感控制技术。

光电传感器在切割过程中搜集、反馈控制参考信号，系统根据反馈的信息针对不同加工情况做精度补偿，实现对整个激光加工过程的智能监控和自动化控制。

硬件设计技术

①嵌入式开发技术。

通过对芯片进行嵌入式开发，将高速高精度的运 动控制算法集成在微处理器中，提高系统的运算效率，保持系统的稳定性。

②硬件可靠性设计。通过信号完整性分析、电源完整性分析、EMC电磁抗干扰分析等技术实现高级PCB设计能力（从单层板到最高二十层电板）。

这些技术壁垒涉及软件和硬件，进入门槛高。而柏楚电子的强大品牌效应，已经吸引了业内最多 的整机设备商使用柏楚系统来设计和配置硬件。而 数以万计的金属切割企业、配送中心和门店、技术 人员和一线工人已经习惯了柏楚功能强大、稳定、 操作简单的系统，好比让用惯iOS系统的苹果用户去用塞班系统，绝无可能，甚至改用安卓系统，也会阻力重重。

外国同行应该庆幸是，不是别的公司，而是柏 楚电子是这个领域的行业龙头，因为我们并不会为 了市场份额，牺牲品质进行价格战。我们希望保证 足够的利润来持留住最优秀的人才，持续做高研发 投入，用技术赢得客户，精益求精，同时攻克更多 的应用领域。

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柏楚电子的有哪些典型客户和典型案例？柏楚给客户带来了哪些提升？

王飞锦

我们的客户包括金威刻激光、庆源激光、嘉泰 激光、百超迪能、高能激光、华工法利莱、亚威机 床、领创激光、镭鸣激光、庆源激光、蓝思科技、杰普特光电等在内的600多家国内激光设备制造商 客户，他们将安装了柏楚电子系统的激光切割机卖到全世界各地，让终端用户享受便捷的使用体验。

柏楚电子与激光切割机的关系，类似提供安卓 系统的谷歌和手机制造商的关系，甚至我们提供的 产品和服务更多，让这些厂家在我们的软硬件的基 础上，串联上下游完整供应链生态，制造和开发各 自个性化的激光切割机产品。

最近三年来，中国的激光切割机不断突破超高 功率的加工极限，从一万瓦到四万瓦，从二维的平 面激光到三维的普通切管机和坡口切管机，以及三 维五轴激光切割机，不断拓展激光切割机从不同材 料的中厚板，到各种形状和材质的管材、钢结构， 以及复杂的汽车覆盖件的加工应用。

在中低功率已经占据绝对统治的情况，柏楚电 子基于于激光切割业务进行纵向拓展，建设总线激 光切割系统智能化升级，布局智能切割头方向，实 现“软硬件协调，智能化控制”，顺应更高功率、 更快速度、更高精度方向发展的行业趋势。

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柏楚电子有哪些企业文化和管理经验等保证了公司在业内的领先地位？

王飞锦

公司五位联合创始人均是上海交通大学自动化 相关学科的硕士，在运动控制领域深耕十余年，积 累了深厚的技术实力及行业经验，现作为公司董事、高管、技术团队带头人，依然活跃在公司研发一线。公司核心技术团队为激光切割控制系统领域和工业自动化领域的专业人才，积累了丰富的技术研发与产品经验，对行业技术发展拥有深刻见解。

目前公 司已组建了一支稳定、专业、高素质的研发团队， 占到全体员工人数的四成左右，其中硕士及以上学 历又占到三分之一，正是朝气蓬勃、大展宏图的年纪。他们不光满足于在办公室和实验室做研发，还长年四处出差和客户深入接触，解决各种问题，聆听从老板到一线工人的反馈，再带回到实验室指导产品 研发，使之更适应不同行业的需求。

柏楚电子除了持续优化内部管理，继续推进此 前已涉及的人力资源相关模块（薪酬激励与绩效管 理）及供应链管理相关模块（计划与采购平化）， 还同步深化IPD集成产品开发研发管理架构，通过 强调市场导向和投资驱动，在产品开发过程中，重 视客户关注的质量、成本、可制造性、可用性和服务， 从而降低运营成本，提高产品价值和销量。

2021年，柏楚电子的多位创始人和技术人员走 进学校，开展了有关图形学、数学、控制学等内容 相关的讲座，帮助学生了解工业自动化行业的现状， 吸引优秀人才加入柏楚，加入制造业的研发队伍。

此外，柏楚电子帮助学校培养教师，落实企业 导师制度，为社会、为企业培育出更多理论知识扎实、 技术技能强的高质量应用型人才。

桃李不言，下自成蹊。你们可以各种社交平台 看到我们的员工和以及在校学生对公司薪酬、福利、 管理制度、工作环境、办公室文化的高度满意度和 向往。

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柏楚电子的未来发展战略是怎样的？

王飞锦

柏楚电子是一家技术创新驱动型公司，未来将 继续坚定地走技术创新之路，进一步加强在自主研 发、新产品产业化方面的投入力度，努力寻求新的 行业机遇与行业方向，保持企业发展活力。

公司致力于发展成为工业自动化控制领域内优 秀的品牌公司，像西门子、倍福那样成为受人尊敬 的全球性的自动化公司。柏楚电子还利用上市公司 的资本优势，不断控股如智能切割头的公司上海波 刺自动化科技有限公司和参股如常州戴芮珂机电科 技有限公司这样的优秀企业，来完善自己的产品和 服务线。

就技术发展战略而言，柏楚电子的发展方向如 下：

金属激光切割应用方向

以现有金属激光切割业务为主线，持续提升现 有产品的技术领先性及稳定性，纵向拓展以智能硬 件为代表的核心产品类别，进一步巩固主线业务护 城河。

①平面总线激光切割控制系统。

重点开发基于总线系统的全新运动控制算法， 在高速高加速的同时保障机械的动态稳定性；针对 各功率段激光器优化工艺结构，全面提升工艺质量；搭建总线激光智能硬件生态圈，实现不同供应链之间硬件的无缝数据对接，并利用反馈数据实现闭环 控制，提高加工设备的稳定性与智能化程度。

②三维总线激光切割控制系统。

通过研究各类异型管材的特性，采用不同的加工方式，使用特殊的刀路编辑与排序，达到高速高精度的加工效果；利用全自动上料平台，借助视觉识别焊缝及视觉监控功能，实现全自动化无人值守加工生产，为多个制造行业带来战略化转型的机遇。

③ CAD/CAM软件。

加大对软件研发团队的投入，重点开发激光加 工专用的平面 CAD/CAM 软件 CypNest和三维CAD/CAM 软件 TubesT，均使用智能排序算法，同时配备内容丰富的工库，能够促进对激光加工 系统的整合；通过提供全面的解决方案，帮助客户 提高生产力，从而增强自有竞争力。

④智能硬件。

增加高精度传感器研发技术入，以多种传感 器检测与采集为基础，开发各类智能硬件控制系统；同时结合高实时性总线通讯协议与高精度算法，实现对硬件的智能化精确控制。此外通过提供其他 定制化智能硬件控制系统，实现覆盖激光切割全领 域的智能化改造升级，完成产业布局。

⑤激光云业务。

实施信息化发展战略，开发激光云平台，首先 打造满足设备制造商售后管理需求的设备健康云平 台；进而打造专注于激光切割生产管理需求的智慧 工厂云 MES 平台，帮助客户实现专业的工厂、车 间生产信息化管理方案，提高生产效率，最终实现 激光云制造产业集群生态。此平台的研发， 在提升 公司工业互联网领域研发运营能力的同时也提高了 公司其他产品的粘度，有助于进一步稳固公司市场 地位。

其他工业自动化控制应用方向

①超快激光精密微纳加工。

针对超快皮秒、飞秒激光器的工业加工应用， 研发微米级控制精度的精密微纳加工控制系统及上 位机应用方案，实现系统方案在超快激光脆薄性材 料加工领域中的量产，丰富完善激光精密微纳加工 领域的技术储备，积极开拓包括玻璃盖板、液晶面 板加工等在内的精密加工领域市场。

②智能焊接。

针对智能焊接在钢构行业的应用，公司将结合 已有五大核心技术方向（CAD，CAM，NC，传感 器控制，硬件设计）进行多维度拓展，最终形成集 合离线编程软件、智能焊缝跟踪系统、智能焊接控 制系统、工件视觉定位系统与智能焊接机器人工作 站的完整产品解决方案，从而提升钢构行业的自动 化加工水平，解决行业用工持续短缺的问题，满足 钢结构产品规模持续扩大的发展需要。

③高端驱控一体。

针对超高精度控制领域，公司拟通过研发小型 高功率密度驱动器、高精度伺服驱动器、多轴运动 控制系统以及精密制造工艺研发四个模块，并结合 已有的高精度控制技术，为未来超高精密领域的企 业提供更加优异的选择。

相信上述战略实现之后，柏楚电子能把光纤激 光切割领域成功的经验复制到更多领域，让中国的 制造业因为柏楚电子这样本土自动化厂商的崛起， 获得更好的产品和服务，机床企业获得更大的开发 自由，而最终的客户讲获得更好的使用体验，以及 获得全球性的竞争力。