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機(jī)器人

機(jī)械手三維激光切割機(jī)

星之球激光 來(lái)源:中國(guó)光學(xué)期刊網(wǎng)2011-10-10 我要評(píng)論(0 )   

機(jī)械手激光切割機(jī): 汽車零部件的鈑金覆蓋件包含機(jī)蓋、后蓋箱、水箱架、保險(xiǎn)杠、葉子板、車門,還有底盤件的元寶梁、控制臂、后橋等等,往往需要三維的切割,包括修邊和...

機(jī)械手激光切割機(jī):
    汽車零部件的鈑金覆蓋件包含機(jī)蓋、后蓋箱、水箱架、保險(xiǎn)杠、葉子板、車門,還有底盤件的元寶梁、控制臂、后橋等等,往往需要三維的切割,包括修邊和沖孔等,傳統(tǒng)工藝有開模沖壓,等離子切割或五軸機(jī)床激光切割等。
    在模具的制作過(guò)程中,修邊、沖孔工序一直是難點(diǎn),特別是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的斜切、斜沖、斜翻等大型汽車模具。修邊線的確定需反反復(fù)復(fù)摸索幾次甚至十多次,給鉗工、加工設(shè)備帶來(lái)了極大的工作量,不但對(duì)鉗工的技能水平提出了較高的要求,而且會(huì)嚴(yán)重地影響后工序模具的調(diào)試。且現(xiàn)實(shí)中有很多修邊、沖孔模的切刃材質(zhì)從成本上考慮采用了合金鋼,如Cr12、Cr12MoV等,如果采用傳統(tǒng)的修邊模制作方法,就難免會(huì)對(duì)刃口進(jìn)行多次堆焊,由于諸如上面的材料在進(jìn)行多次堆焊的過(guò)程中,容易開裂而致使鑲件報(bào)廢,不得不重新補(bǔ)料再加工,這樣,不但周期會(huì)被滯后,而且模具的制作成本也會(huì)大幅增加。而且在批量不大或是預(yù)制階段,開發(fā)模具費(fèi)用高,周期長(zhǎng),更改不靈活。
    等離子切割的方式,導(dǎo)致切口邊緣不整齊,需要下一道工序來(lái)打磨,費(fèi)時(shí)費(fèi)工。小孔只能用手鉆或沖床來(lái)加工,工作效率低下。而且手持離子設(shè)備對(duì)人體有一定的輻射。
    一些規(guī)模較大的生產(chǎn)廠家,率先引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的五軸鐳射切割機(jī),大大改善了工藝效果,提高了生產(chǎn)效率。因?yàn)槲遢S機(jī)床目前基本上都是整機(jī)國(guó)外進(jìn)口,價(jià)格極其昂貴,動(dòng)輒三五百萬(wàn)以上的設(shè)備價(jià)位,對(duì)廣大中小型生產(chǎn)廠家是一個(gè)難以普及的門檻。而且目前三四百萬(wàn)的中低端的五軸鐳射切割機(jī),選配的激光器基本上都是2KW的快軸流CO2激光器,需要充He,Ne,CO2等氣體,維護(hù)費(fèi)用在20元/小時(shí)左右,系統(tǒng)耗電在30KW左右,即累計(jì)每小時(shí)的使用費(fèi)用高達(dá)60元左右。包含冷卻包含充氣在內(nèi)的系統(tǒng)占地面積高達(dá)數(shù)十平米。
    我公司根據(jù)前期大量的市場(chǎng)調(diào)研,結(jié)合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業(yè)特點(diǎn),現(xiàn)推出工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器的組合進(jìn)行三維切割,徹底有效的解決了上述問(wèn)題。
    首先,用工業(yè)機(jī)器人代替五軸機(jī)床。兩者都能進(jìn)行空間軌跡的描述實(shí)現(xiàn)三維立體切割,工業(yè)機(jī)器人的精度比五軸機(jī)床稍低,約為100uM,但這完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求了。而采用工業(yè)機(jī)器人大大降低了系統(tǒng)的成本造價(jià),減少了系統(tǒng)的占地面積和耗電。 
    其次,用光纖激光器代替CO2激光器。光纖激光技術(shù)是近幾年高速發(fā)展的激光技術(shù),相比傳統(tǒng)激光,具有更好的切割質(zhì)量,更低的系統(tǒng)造價(jià),更長(zhǎng)的使用壽命和更低的維護(hù)費(fèi)用,更低的耗電。關(guān)鍵是光纖激光器的激光可以通過(guò)光纖傳輸,方便與工業(yè)機(jī)器人連接,實(shí)現(xiàn)柔性加工。
    其三,本系統(tǒng)唯一的缺陷,是只能加工金屬工件,不能加工非金屬工件。這是因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的是光纖激光,其波長(zhǎng)為1064NM,相對(duì)于波長(zhǎng)為10640NM的CO2激光,不易為非金屬工件所吸收的緣故。 
五軸機(jī)床+CO2激光器 工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器
    加工速度 據(jù)工件材質(zhì)、工件料厚和選配激光器功率大小而異 據(jù)工件材質(zhì)、工件料厚和選配激光器功率大小而異,如1.5MM厚碳鋼用200W激光器可達(dá)5米/分鐘
系統(tǒng)價(jià)位 400-1000萬(wàn) 100-200萬(wàn)
激光器維護(hù)費(fèi)用 充He、Ne、CO2等,合計(jì)30元/小時(shí) 無(wú)需充氣,壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。
系統(tǒng)耗電 30KW左右 6KW以內(nèi)
冷卻方式 水冷,體積龐大 400W以下風(fēng)冷,400W以上為水冷,體積小巧
系統(tǒng)占地面積 50-100平米 10平米以內(nèi)
加工吹氣費(fèi)用 據(jù)工件材質(zhì)、工件料厚不同而異 如1.5MM厚碳鋼,氧氣用量約10元/小時(shí)
離線編程軟件 可以 可以
加工精度 50uM以內(nèi) 100uM以內(nèi)
加工范圍 金屬和非金屬 金屬

機(jī)械手三維激光切割機(jī) 

 

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