激光切割作為金屬加工的重要方法,在工業(yè)制造領(lǐng)域被大量使用。
隨著機(jī)器人技術(shù)和光纖激光技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人激光切割技術(shù)在復(fù)雜的三維零部件和特殊型材的切割加工中具有很大優(yōu)勢(shì),能夠廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、金屬加工、模具制造等行業(yè)。特別是在汽車(chē)行業(yè),高強(qiáng)剛等新材料的應(yīng)用會(huì)使機(jī)器人激光切割成為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)之一。使用機(jī)器人激光切割所生產(chǎn)的終產(chǎn)品,可與傳統(tǒng)的五軸切割機(jī)床相媲美。使用機(jī)器人進(jìn)行激光切割,可在提高生產(chǎn)靈活性的同時(shí),也可減少投資成本。
新形勢(shì)下,汽車(chē)使用者的需求正變得多樣化和個(gè)性化,越來(lái)越多新車(chē)型涌現(xiàn)。大部分車(chē)出現(xiàn)逐步批量縮小的態(tài)勢(shì),因?yàn)椴糠制?chē)廠商無(wú)法預(yù)測(cè)和保證將來(lái)某一車(chē)型的銷(xiāo)量和穩(wěn)定的產(chǎn)量,所以開(kāi)始嘗試低成本的機(jī)器人激光柔性切割設(shè)備或生產(chǎn)線。這種趨勢(shì)從汽車(chē)備件市場(chǎng)開(kāi)始,不斷地向工程機(jī)械、客車(chē)、農(nóng)用車(chē)、電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域拓展和普及。汽車(chē)行業(yè)使用了很多工業(yè)機(jī)器人,但在激光切割領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少,問(wèn)題存在于三個(gè)層面。一是汽車(chē)行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用主要集中在精度要求低的點(diǎn)焊、弧焊、噴涂、搬運(yùn)等,但激光切割往往要求很高的位置精度,且對(duì)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(jī)器人望塵莫及,切10mm的小圓也會(huì)出現(xiàn)橢圓等形狀;另一方面取決于機(jī)器人的效率,一般機(jī)器人各個(gè)軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制速度比較慢,同時(shí)機(jī)器人手臂重量過(guò)大不適合高速運(yùn)動(dòng);第三方面是機(jī)器人的剛性,剛性差的機(jī)器人經(jīng)確位置。因此,傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)流行的機(jī)器人在激光切割方面被客戶質(zhì)疑也是可以理解的。
機(jī)器人材料的移除并不意味著機(jī)器人正在握住工具。當(dāng)機(jī)器人將工件固定在固定工具上時(shí),許多應(yīng)用程序都能很好地工作。這通過(guò)允許機(jī)器人執(zhí)行多個(gè)操作來(lái)增加靈活性。
例如,機(jī)器人可以在塑料模具通過(guò)修整工具之前去掉多余的毛刺。下一步可能是將其移動(dòng)到噴嘴下方,在此處分配密封劑或粘合劑,然后將其放置在卸料傳送帶上。與執(zhí)行相同任務(wù)的人類相比,機(jī)器人材料清潔的較大吸引力之一是可重復(fù)性。這降低了與質(zhì)量相關(guān)的成本,例如報(bào)廢、返工、投訴和更一致的產(chǎn)品。
另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是減少了消耗品的支出——消去人為因素意味著更低且更可預(yù)測(cè)的工具磨損率。由于對(duì)防護(hù)眼鏡和耳罩的需求減少,個(gè)人防護(hù)設(shè)備 (PPE) 的成本也有所下降。此外,在健康方面,修剪和去毛刺通常會(huì)導(dǎo)致重復(fù)性勞損(包括“顫抖的白手指”),因此自動(dòng)化可以降低這種風(fēng)險(xiǎn)。
然而,對(duì)于許多制造商來(lái)說(shuō),使用機(jī)器人進(jìn)行切割、修整和加工的更大優(yōu)勢(shì)是能夠克服技能短缺的問(wèn)題。這些工作的流失率通常很高,但培養(yǎng)重要技能需要時(shí)間。對(duì)于想要保持增長(zhǎng)的公司來(lái)說(shuō),機(jī)器人材料清潔是一個(gè)很好的前進(jìn)方向。