激光切割作為金屬加工的重要方法,在工業(yè)制造領(lǐng)域被大量使用。
隨著機(jī)器人技術(shù)和光纖激光技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人激光切割技術(shù)在復(fù)雜的三維零部件和特殊型材的切割加工中具有很大優(yōu)勢(shì),能夠廣泛應(yīng)用于汽車制造、金屬加工、模具制造等行業(yè)。特別是在汽車行業(yè),高強(qiáng)剛等新材料的應(yīng)用會(huì)使機(jī)器人激光切割成為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)之一。使用機(jī)器人激光切割所生產(chǎn)的終產(chǎn)品,可與傳統(tǒng)的五軸切割機(jī)床相媲美。使用機(jī)器人進(jìn)行激光切割,可在提高生產(chǎn)靈活性的同時(shí),也可減少投資成本。
三維光纖激光切割機(jī)器人的應(yīng)用
泛地應(yīng)用于汽摩行業(yè),包括電動(dòng)自行車和頭盔領(lǐng)域:例如車身覆蓋件的切孔、修邊,切割方向盤孔、車身?yè)躏L(fēng)板、車頂蓋支架孔、安全氣囊部件、液壓成型部件等。三維激光切割在車身裝配后的加工也十分有用,如開(kāi)行李架同定孔、頂蓋滑軌孔、天線安裝孔、修改車輪擋泥板形狀等。目前我國(guó)各地?fù)碛械娜S激光切割設(shè)備大部分從國(guó)外進(jìn)口;其次在理論研究上也存在一定差距,主要集中在三維零件空間軌跡的實(shí)現(xiàn)和三維零件的切割工藝兩個(gè)方面,對(duì)三維零件激光切割過(guò)程中的激光-材料-氣體之間的交互作用,即三維激光切割機(jī)理未作深入研究,而國(guó)外早在20世紀(jì)70年代就有人開(kāi)始提出其模型。
從二十世紀(jì)七十年代以來(lái)隨著CO2激光器及數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,目前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進(jìn)的加工方法。在工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常會(huì)用到切割機(jī)器人,根據(jù)機(jī)器人不同的功能、工作原理,切割機(jī)器人分為火焰切割機(jī)器人、等離子切割機(jī)器人、激光切割機(jī)器人、水切割機(jī)器人等。在眾多的切割機(jī)器人中,激光切割機(jī)器人的效率,切割精度也是其他切割機(jī)器人無(wú)法媲美的。
切割機(jī)器人是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同時(shí)用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料,并使激光束與材料沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng),從而形成一定形狀的切縫的工業(yè)切割機(jī)器人。激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時(shí)間,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。
切割機(jī)器人修整和加工是工業(yè)機(jī)器人的新應(yīng)用領(lǐng)域,隨著工作節(jié)奏的重新調(diào)整,它們的及時(shí)出現(xiàn)有助于解決迫在眉睫的技能短缺問(wèn)題。雖然制造公司幾十年來(lái)一直在使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行材料處理、焊接和噴漆,但他們?cè)诹刂坪蜋C(jī)器視覺(jué)方面取得了進(jìn)展,將其應(yīng)用擴(kuò)展到了一些專門的材料任務(wù)之外。
然而,工業(yè)機(jī)器人正在切割汽車頂篷織物、修整塑料模制品、拋光模具和沖壓模具。脫漆和表面處理也被證明是一個(gè)很好的應(yīng)用領(lǐng)域——即使是一些輕型加工任務(wù)也可以在切削力較低時(shí)由機(jī)器人執(zhí)行,例如在銑削木材或鋁材時(shí)。
修邊和去毛刺更復(fù)雜,需要控制,并且通常需要視覺(jué)來(lái)處理材料尺寸和位置的變化。特別是在去毛刺方面,新的兼容刀柄可以控制切削載荷和方向,以獲得更清潔、更一致的切削刃。與去毛刺相關(guān)的是模具拋光——機(jī)器人能夠以一致的方式反復(fù)跟隨路徑,這意味著與熟練的操作員相比,來(lái)自多個(gè)模具的零件的可變性更小。