三維激光切割機(jī)的技術(shù)運用
三維激光切割技術(shù)作為激光應(yīng)用技術(shù)的高端技術(shù),已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于汽車制造行業(yè):汽車零部件、汽車車身、汽車車門框、汽車后備箱、汽車車頂蓋等各個方面。它是由專用光纖切割頭、高精度電容式跟蹤系統(tǒng)、切割系統(tǒng)對不同厚度的金屬板材進(jìn)行多角度、多方位柔性切割的先進(jìn)的激光切割設(shè)備。
其利用機(jī)器人靈活和快速的動作性能,根據(jù)用戶切割加工工件尺寸的大小,通過將機(jī)器人進(jìn)行正裝或倒裝,并針對不同產(chǎn)品、不同軌跡進(jìn)行示教編程或離線編程,通過光纖激光切割頭對不規(guī)則工件進(jìn)行三維切割;利用光纖將激光傳輸?shù)角懈铑^上,再利用聚焦系統(tǒng)進(jìn)行聚焦,可對多種三維金屬板材進(jìn)行多方位的切割。其加工速度和加工精度高度的靈活性使激光頭接近加工區(qū)域的能力增強(qiáng)。機(jī)器人由于其低廉的價格和高柔性,并可以使用光纖傳輸進(jìn)行激光加工,其應(yīng)用前景被看好。
應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車車身設(shè)計和制造,主要用來開發(fā)新車型,變形車生產(chǎn),例如切割樣車零件,車身覆蓋件的切孔,修邊,切割方向盤孔,車身擋風(fēng)板,車頂蓋支架孔,安全氣囊部件,液壓成型部件等。
汽車行業(yè)使用了很多工業(yè)機(jī)器人,但在激光切割領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少,問題存在于三個層面。一是汽車行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用主要集中在精度要求低的點焊、弧焊、噴涂、搬運等,但激光切割往往要求很高的位置精度,且對小圓等小軌跡精度有很高的要求,比如直徑在5mm以內(nèi)的小圓孔的切割,普通的機(jī)器人望塵莫及,切10mm的小圓也會出現(xiàn)橢圓等形狀;另一方面取決于機(jī)器人的效率,一般機(jī)器人各個軸關(guān)節(jié)運動控制速度比較慢,同時機(jī)器人手臂重量過大不適合高速運動;第三方面是機(jī)器人的剛性,剛性差的機(jī)器人抖動厲害,機(jī)器人循跡性差,而且機(jī)器人變形厲害,無法準(zhǔn)確達(dá)到工件數(shù)模中需要切割的精確位置。因此,傳統(tǒng)汽車行業(yè)流行的機(jī)器人在激光切割方面被客戶質(zhì)疑也是可以理解的。
它由于是多個單元的組合體,在使用過程中應(yīng)該注意,激光發(fā)生器應(yīng)該在恒溫潔凈的環(huán)境中使用,這樣能極大限度的保證設(shè)備不間斷的正常運行。一般要求客戶加裝空調(diào)房。在激光對材料進(jìn)行切割時,工件表面會釋放大量的氣體和飛濺物,這些氣體和飛濺物都將會對鏡片造成傷害。當(dāng)污染物落在鏡片表面,將會從激光束里面吸收能量,導(dǎo)致熱透鏡效應(yīng)。所以在使用的過程中應(yīng)該保持切割頭的干凈,適時保養(yǎng)清洗鏡片,當(dāng)污染很嚴(yán)重引起膜層燒壞,只能更換鏡片。切割頭上面加裝了冷卻裝置,在使用過程中應(yīng)該避免其結(jié)露。做好冷水機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng),定期更換冷卻水,保持水路的正常冷卻循環(huán)。
三維激光切割機(jī)代替了傳統(tǒng)的加工方式,降低了模具投資,大大縮短了汽車制造商和零部件配套商的開發(fā)周期,提高加工效率和切割工件的精度,降低了生產(chǎn)成本。