三維激光切割技術作為激光應用技術的高端技術,已經(jīng)廣泛地應用于汽車制造行業(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行多角度、多方位柔性切割的先進的激光切割設備。
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高度的靈活性使激光頭接近加工區(qū)域的能力增強。機器人由于其低廉的價格和高柔性,并可以使用光纖傳輸進行激光加工,其應用前景被看好。
應用最廣泛的領域是汽車車身設計和制造,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。一是汽車行業(yè)機器人應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;另一方面取決于機器人的效率,一般機器人各個軸關節(jié)運動控制速度比較慢,同時機器人手臂重量過大不適合高速運動;第三方面是機器人的剛性,剛性差的機器人抖動厲害,機器人循跡性差,而且機器人變形厲害,無法準確達到工件數(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,在使用過程中應該注意,激光發(fā)生器應該在恒溫潔凈的環(huán)境中使用,這樣能極大限度的保證設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。當污染物落在鏡片表面,將會從激光束里面吸收能量,導致熱透鏡效應。所以在使用的過程中應該保持切割頭的干凈,適時保養(yǎng)清洗鏡片,當污染很嚴重引起膜層燒壞,只能更換鏡片。切割頭上面加裝了冷卻裝置,在使用過程中應該避免其結露。做好冷水機的日常維護保養(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。