三維光纖激光切割系統(tǒng)三維光纖激光切割系統(tǒng)光纖切割機(jī)的使用■嚴(yán)品結(jié)合汽豐飯金蕎蓋件和底盤件右H亍業(yè)特點(diǎn)，采用業(yè)機(jī)器人+光纖激光器弾目合進(jìn)行三維切割，耗材耗電總費(fèi)用搜制在每小時(shí)駕元內(nèi)?！霾捎糜霉I(yè)機(jī)器兒代替五軸機(jī)床。工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)走位精度比五軸機(jī)床稍低，約為±10師但完全滿足汽車鞭金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求。而采用工業(yè)機(jī)器戈決太降低了系統(tǒng)的成本造於，減婁了耗電系統(tǒng)養(yǎng)用和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及系統(tǒng)的占地面積"■用就纖激光器代替C舁激光器。光纖激光技翠是近幾年高速發(fā)展的激光技術(shù)，相比傳鋭激光，具有更好的切割質(zhì)臺(tái)，更彳氐的系統(tǒng)造僑，更長(zhǎng)的使用壽命和更低的維護(hù)費(fèi)用，更低的耗電*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)器連接，實(shí)現(xiàn)柔性加工。產(chǎn)品結(jié)合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業(yè)特點(diǎn)，采用工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器的組合進(jìn)行三維切割，耗材耗電總費(fèi)用控制在每小時(shí)20元內(nèi)。采用用工業(yè)機(jī)器人代替五軸機(jī)床。工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度比五軸機(jī)床稍低，約為±100uM,但完全滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求。而采用工業(yè)機(jī)器人大大降低了系統(tǒng)的成本造價(jià)，減少了耗電系統(tǒng)費(fèi)用和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及系統(tǒng)的占地面積。用光纖激光器代替C02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。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)器連接，實(shí)現(xiàn)柔性加工。三維光纖激光切割機(jī)器人的特點(diǎn)柔性高尤其適合小批量的三維鈑金切割。其高柔性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，對(duì)材料的適應(yīng)性強(qiáng)，激光切割機(jī)通過(guò)數(shù)控程序基本可以切割任意板材。第二，加工路徑由程序控制，如果加工對(duì)象發(fā)生變化，只須修改程序即可，這一點(diǎn)在零件修邊、切孔時(shí)體現(xiàn)得尤為明顯。由于修邊模、沖孔模對(duì)其他不同零件的加工無(wú)能為力，而且模具的成本高，所以目前三維激光切割有取代修邊模、沖孔模的趨勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，三維機(jī)械加工的夾具設(shè)計(jì)及其使用比較復(fù)雜，但激光加工時(shí)對(duì)被加工板材不施加機(jī)械加工力，這使得夾具制作變得很簡(jiǎn)單。此外，一臺(tái)激光設(shè)備如果配套不同的硬件和軟件，就可以實(shí)現(xiàn)多種功能?？傊?，在實(shí)際生產(chǎn)中，三維激光切割在提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省原材料等方面優(yōu)勢(shì)明顯。因此，盡管設(shè)備成本高、一次性投資大，國(guó)內(nèi)還是有很多汽車、飛機(jī)生產(chǎn)廠家購(gòu)進(jìn)了三維激光加工機(jī)，部分高校也購(gòu)進(jìn)了相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行科研，三維激光技術(shù)勢(shì)必在我國(guó)制造業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。光纖激光切割機(jī)器人優(yōu)缺點(diǎn)第一，用工業(yè)機(jī)器人代替五軸機(jī)床，兩者都能進(jìn)行空間軌跡描述實(shí)現(xiàn)三維立體切割。工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度比五軸機(jī)床稍低，約為±100“m,但這完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤行業(yè)的精度要求;而采用工業(yè)機(jī)器人大大降低了系統(tǒng)的成本造價(jià)，減少了耗電系統(tǒng)費(fèi)用和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，減少了系統(tǒng)的占地面積。第二，光纖激光相比傳統(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。第三，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，不易為非金屬材料所吸收。第四，采用工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器的組合進(jìn)行加工，修邊沖孔等工藝一次完成，切口整齊無(wú)需后道工藝再處理，這樣既大大縮短了工藝流程，降低了人工成本和模具費(fèi)用的投入，也提高了產(chǎn)品檔次和附加值。選配離線編程軟件，通過(guò)數(shù)值模擬直接生成切割軌跡，拋棄了繁雜的人工示教，更加適合小批量多批次的維修市場(chǎng)、新品試制和非標(biāo)定制等個(gè)性化的切割需求。三種加工方式對(duì)比如附表所示。第五，先進(jìn)光纖激光技術(shù)與數(shù)字控制技術(shù)完美融合，代表著最先進(jìn)的激光切割水平;專業(yè)的激光切割機(jī)控制系統(tǒng)，電腦操作，能夠保證切割質(zhì)量，使切割工作更方便，操作更簡(jiǎn)單;配置智能機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)三維立體切割，操控方便，智能化程度高，保證設(shè)備的高速度、高精度、高可靠性;激光切割頭配置進(jìn)口激光切割頭，反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確，與機(jī)械手有效配合，可避免切割頭與加工板材碰撞，并能保證切割焦點(diǎn)位置，保證切割質(zhì)量穩(wěn)定;激光切割頭可承受l.OMPa氣體壓力，高壓氣路設(shè)備，提高了對(duì)不銹鋼等難切割材料的切割能力。適用材料：不銹鋼、碳鋼、合金鋼、硅鋼、鈦合金等金屬材料的三維切割。應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于汽車制造、模具制造、醫(yī)療器械、五金、裝飾、金屬對(duì)外加工服務(wù)等各種制造行業(yè)。系統(tǒng)選型：根據(jù)工件大小選配不同臂長(zhǎng)的機(jī)械手。在置頂安裝的情況下，機(jī)械手為半球面的工作區(qū)域，考慮到用戶的實(shí)際加工情況和后期產(chǎn)品升級(jí)空間，建議采用臂長(zhǎng)2.01米的機(jī)械手，可達(dá)直徑3米的半球形加工區(qū)域。根據(jù)工件材質(zhì)和厚薄選配不同功率級(jí)別的光纖激光器。金屬的切割以碳鋼、鋁和不銹鋼三種為代表，鋁等為高反射材料，同樣料厚情況下需選配更大功率的激光器，碳鋼比較容易切割，典型參數(shù)為2MM內(nèi)厚碳鋼選用200W激光器。