三維激光切割機的技術運用
作為激光應用技術的高端技術,三維激光切割技術已廣泛應用于汽車制造業(yè):汽車零部件、車身、車門框、車后備箱、車頂蓋等方面。它是一種先進的激光切割設備,由專用的光纖切割頭、高精度電容跟蹤系統(tǒng)和切割系統(tǒng)對不同厚度的金屬板進行多角度、多方向的靈活切割。
其利用機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,通過將機器人進行正裝或倒裝,并針對不同產(chǎn)品、不同軌跡進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)進行聚焦,可對多種三維金屬板材進行多方位的切割。其加工速度和加工精度的靈活性提高了激光頭靠近加工區(qū)域的能力。由于機器人價格低廉,靈活性高,可采用光纖傳輸進行激光加工,其應用前景廣闊。
應用最廣泛的領域是汽車車身的設計和制造,主要用于開發(fā)新車型、變形汽車生產(chǎn),如切割樣品零件、車身覆蓋切割孔、修剪、切割方向盤孔、車身擋風板、車頂蓋支架孔、安全氣囊部件、液壓成型部件等。
汽車工業(yè)使用了大量的工業(yè)機器人,但在激光切割領域的應用卻很少,問題存在于三個層面。首先,汽車工業(yè)機器人的應用主要集中在點焊、弧焊、噴涂、搬運等精度要求較低,但激光切割往往需要較高的位置精度,對小圓等小軌道精度要求較高,如直徑5mm切割小圓孔,普通機器人望塵莫及,切割10mm小圓也會出現(xiàn)橢圓等形狀;另一方面,這取決于機器人的效率。一般來說,機器人各軸關節(jié)的運動控制速度較慢,同時,機器人手臂重量過大,不適合高速運動;第三個方面是機器人的剛性。剛性差的機器人抖動嚴重,機器人跟蹤性差,機器人變形嚴重,無法準確達到工件數(shù)模中需要切割的準確位置。因此,傳統(tǒng)汽車行業(yè)流行的機器人在激光切割方面受到客戶的質(zhì)疑是可以理解的。
由于它是多個單元的組合,在使用過程中應注意激光發(fā)生器應在恒溫清潔的環(huán)境中使用,以大大保證設備的持續(xù)正常運行。一般要求客戶安裝空調(diào)房。激光切割材料時,工件表面會釋放大量氣體和飛濺物,會對鏡片造成傷害。當污染物落在鏡片表面時,會從激光束中吸收能量,導致熱透鏡效應。因此,切割頭在使用過程中應保持清潔,鏡片應及時維護和清潔。當污染嚴重導致膜層燒壞時,只能更換鏡片。冷卻裝置安裝在切割頭上,使用時應避免結(jié)露。做好冷水機的日常維護,定期更換冷卻水,保持水路的正常冷卻循環(huán)。
三維激光切割機取代了傳統(tǒng)的加工方法,減少了模具投資,大大縮短了汽車制造商和零部件配套設施的開發(fā)周期,提高了加工效率和切割工件的精度,降低了生產(chǎn)成本。