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【兆恒机械】激光加工机器人技术及工业应用

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  • 添加日期:2021年11月09日

1 激光加工机器人的组成及类型

1.1 激光加工机器人的组成

激光加工机器人是将激光技术和机器人技术进行有效的融合,充分利用设备的工作原理,进而更好地满足生产和建设的需求,两种技术融合后的所组成的新的机器人主要分为光纤耦合和传输洗系统、高功率可光纤传输激光器、激光加工头、六自由度机器人本体等多个部分。多个部件进行有效的组合之后,按照自身的性能和工作原理来从事不同的工作内容,进而保证机械设备的安全、有效、高速运转,结构如图1。例如电源模块为系统提供电源、C P U对系统进行控制、传感器收集并传输数据信息等。

1.2 激光加工机器人的类型

为了满足不同的生产需求,机器人的系统有着较大的差别,所以机器人的类型也不同。在研究的过程中将机器人按照结构的不同而进行划分,一是框架式机器人,框架式机器人最大的优点是有三坐标高精度龙门框架,并且含有高功率激光机、传输光纤等多个组成部分,满足机械设备智能化的需求;二是关节式机器人,此种机器人最大的优点是组成部分较多,满足多种工作的应用需求。例如在机器人设备中含有六自由度本体系统、检测系统,高功率激光器等多个系统,由于关节式机器人加工能力较强,所以将其主要应用到生产线上,替代人工来从事繁复的工作内容。


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2 激光加工机器人技术在工业中的应用

2.1 机器人激光焊接

焊接是流水线生产中常见的工序,需要大量的人工。焊接工作不仅对焊接精度有着较高的要求,而且对操作人员的身体、眼睛产生较大的伤害。同时人工操作受到施工环境和个人技术水平的限制,经常出现焊接点不牢靠、不美观等现象。汽车领域应用焊接技术最为普遍,是最早将机器人焊接技术引进流水线生产体系中工业生产单位,虽然较人工操作有较大的进步,但其效果较机器人激光焊接技术较低。机器人激光焊接的优越性主要表现为:一是提高了焊接的速度和精度,进而提高车身的刚度;二是为车身的性能和安全性提供了保证,提高车辆的安全系数;三是机关焊接无需与车身直接接触,保证了车身线条的流畅性;四是网络技术的应用,机器人可以自行调节,同时从事多个工作内容,避免一个机器人只从事一项工作内容所造成的场地、资源、时间等方面的浪费。

2.2 机器人激光切割

在工业生产中需要对零部件进行切割,进而制作出满足应用需求的零部件。机器人切割的速度不仅较快,同时精度更高,已经普偏低应用到汽车制造领域。现阶段在通用汽车公司、大众汽车公司的汽车生产线上,已经大批量地引进并应用机器人激光切割技术。采用机器人激光切割的方式来切割车身,车身的线条更加流畅、自然,满足客户的需求。

2.3 机器人激光再制造

机器人激光再制造技术的应用是由于现有的制作产品出现破损,对其进行修复,其应用的优点主要表现为受热范围小,在高能量的作用下,有效地保护基体材料。由于机器人激光再制造技术所具有的优点,将其广泛地应用到汽车模具修复和冶金工业中。汽车模具是汽车生产的重要依据,模具不仅制作工艺复杂而且价格较高,为了减少模具对汽车生产的影响,所以要对其进行修复。采用常规的修复技术需要注入大量的热量,并且受到热量和修复技术的影响,模具在修复的过程中经常存在变形的现象。将机器人激光再制造技术应用之后,修复模具的工作不仅简单容易,而且修复质量更高。在冶金工业中,轧辊受到工作环境的影响,经常出现损伤,使用周期较短,并且轧辊的价格较高,增加了生产成本,利用机器人激光再制造技术对其进行修复,降低生产成本。

2.4 机器人激光直接制造

激光机器人自身所具有的特点和优越性能,能够满足生产和制造等多个领域的需求,机器人激光技术不仅可以应用到再制造领域中,对模具和机械设备进行修复,保证生产的顺利进行,同时也可以应用到直接制造的过程中。在直接制造领域,激光加工机器人比传统的机器人自由度更高,能够较好地调整生产空间的曲面,并且处理曲面上复杂的程序和部分。在生产的过程中直接应用激光加工机器人,不仅生产效率提升,而且其产品的质量较高,为社会提供更多高质量、高品质的产品。

3 结语

随着科学的发展与进步,人们认识到机器人替代人工生产和操作所具有的优越性。在工业生产的同时不断提高其生产工艺,促使机器人技术广泛地应用到生产和制造领域。技术随着生产需求的变化而变化,传统的机器人技术无法满足现阶段的生产需求之后,将其与激光技术进行融合,推动激光加工机器人的发展与应用。在现阶段的汽车制造、冶金工业中应用激光切割、制造、焊接等多项技术,极大地提高了生产力。