三维激光切割机的技术运用
作为激光应用技术的高端技术,三维激光切割技术已广泛应用于汽车制造业:汽车零部件、车身、车门框、车后备箱、车顶盖等方面。它是一种先进的激光切割设备,由专用的光纤切割头、高精度电容跟踪系统和切割系统对不同厚度的金属板进行多角度、多方向的灵活切割。
其利用机器人灵活和快速的动作性能,根据用户切割加工工件尺寸的大小,通过将机器人进行正装或倒装,并针对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程,通过光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;利用光纤将激光传输到切割头上,再利用聚焦系统进行聚焦,可对多种三维金属板材进行多方位的切割。其加工速度和加工精度的灵活性提高了激光头靠近加工区域的能力。由于机器人价格低廉,灵活性高,可采用光纤传输进行激光加工,其应用前景广阔。
应用最广泛的领域是汽车车身的设计和制造,主要用于开发新车型、变形汽车生产,如切割样品零件、车身覆盖切割孔、修剪、切割方向盘孔、车身挡风板、车顶盖支架孔、安全气囊部件、液压成型部件等。
汽车工业使用了大量的工业机器人,但在激光切割领域的应用却很少,问题存在于三个层面。首先,汽车工业机器人的应用主要集中在点焊、弧焊、喷涂、搬运等精度要求较低,但激光切割往往需要较高的位置精度,对小圆等小轨道精度要求较高,如直径5mm切割小圆孔,普通机器人望尘莫及,切割10mm小圆也会出现椭圆等形状;另一方面,这取决于机器人的效率。一般来说,机器人各轴关节的运动控制速度较慢,同时,机器人手臂重量过大,不适合高速运动;第三个方面是机器人的刚性。刚性差的机器人抖动严重,机器人跟踪性差,机器人变形严重,无法准确达到工件数模中需要切割的准确位置。因此,传统汽车行业流行的机器人在激光切割方面受到客户的质疑是可以理解的。
由于它是多个单元的组合,在使用过程中应注意激光发生器应在恒温清洁的环境中使用,以大大保证设备的持续正常运行。一般要求客户安装空调房。激光切割材料时,工件表面会释放大量气体和飞溅物,会对镜片造成伤害。当污染物落在镜片表面时,会从激光束中吸收能量,导致热透镜效应。因此,切割头在使用过程中应保持清洁,镜片应及时维护和清洁。当污染严重导致膜层烧坏时,只能更换镜片。冷却装置安装在切割头上,使用时应避免结露。做好冷水机的日常维护,定期更换冷却水,保持水路的正常冷却循环。
三维激光切割机取代了传统的加工方法,减少了模具投资,大大缩短了汽车制造商和零部件配套设施的开发周期,提高了加工效率和切割工件的精度,降低了生产成本。