三維激光切割機在汽車制造領域的應用

1、三維激光切割機在汽車制造領域的應用汽車零部件的鈑金覆蓋件包含機蓋、后蓋箱、水箱架、保險杠、葉子板、車門，還有底盤件的元寶梁、控制臂、后橋等等，往往需要三維的切割，包括修邊和沖孔等，傳統(tǒng)工藝有開模沖壓，等離子切割或五軸機床激光切割等。在樣車試制、小批量試生產(chǎn)、變形車、特種車和備件市場維修市場中，傳統(tǒng)的模具沖壓工藝顯然不能發(fā)揮其優(yōu)勢。沖壓件的內(nèi)框、孔、內(nèi)輪廓和外輪廓等的切邊和切孔等工作只能依靠手工完成，操作困難，出現(xiàn)廢品的機率較高，無法保證不同切割件的重復精度，無法滿足市場上對產(chǎn)品質量越來越苛刻的要求。手工操作的加工時間長，加工后的產(chǎn)品必須逐件進行檢驗，很難符合車型開發(fā)周期越來越短的客觀要求。而且

2、車型改變時需要更換全套模具，投資風險較大。等離子切割的方式，導致切口邊緣不整齊，需要下一道工序來打磨，費時費工。小孔只能用手鉆或沖床來加工，工作效率低下。而且手持離子設備對人體有一定的輻射。一些規(guī)模較大的生產(chǎn)廠家，率先引進了國外先進的五軸鐳射切割機，大大改善了工藝效果，提高了生產(chǎn)效率。因為五軸機床目前基本上都是整機國外進口，價格極其昂貴，動輒三五百萬以上的設備價位，對廣大中小型生產(chǎn)廠家是一個難以普及的門檻。而且目前三四百萬的中低端的五軸鐳射切割機，選配的激光器基本上都是2KW的快軸流CO2激光器，需要充He,Ne,CO2等氣體，充氣費用在20元/小時左右，系統(tǒng)耗電在30KW左右，加上輔助切割的

3、氧氣費用和零星耗材，累計每小時的使用費用高達80元左右。包含冷卻包含充氣在內(nèi)的系統(tǒng)占地面積高達數(shù)十平米。如何選型可以咨詢136,3866,1002，包經(jīng)理公司根據(jù)前期大量的市場調(diào)研，結合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業(yè)特點，現(xiàn)推出工業(yè)機器人光纖激光器的組合進行三維切割，徹底有效的解決了上述問題。首先，用工業(yè)機器人代替五軸機床。兩者都能進行空間軌跡的描述實現(xiàn)三維立體切割，工業(yè)機器人的重復定位精度比五軸機床稍低，約為100uM，但這完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求了。而采用工業(yè)機器人大大降低了系統(tǒng)的成本造價，減少了耗電系統(tǒng)費用和系統(tǒng)運行維護費用，減少了系統(tǒng)的占地面積。其次，用光纖激光器

4、代替CO2激光器。光纖激光技術是近幾年高速發(fā)展的激光技術，相比傳統(tǒng)激光，具有更好的切割質量，更低的系統(tǒng)造價，更長的使用壽命和更低的維護費用，更低的耗電。關鍵是光纖激光器的激光可以通過光纖傳輸，方便與工業(yè)機器人連接，實現(xiàn)柔性加工。其三，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。這是因為本系統(tǒng)采用的是光纖激光，其波長為1064NM，相對于波長為10640NM的CO2激光，不易為非金屬工件所吸收的緣故。五軸機床CO2激光器工業(yè)機器人光纖激光器加工速度據(jù)工件材質、工件料厚和選配激光器功率大小而異據(jù)工件材質、工件料厚和選配激光器功率大小而異，如1.5MM厚碳鋼用200W激光器，可達5米

5、/分鐘系統(tǒng)價位4001000萬100200萬激光器維護費用充He、Ne、CO2等，合計30元/小時無需充氣，壽命長達10萬小時。系統(tǒng)耗電30KW左右6KW以內(nèi)冷卻方式水冷，體積龐大400W以下風冷，400W以上為水冷，體積小巧系統(tǒng)占地面積50100平米10平米以內(nèi)輔助氧氣費用據(jù)工件材質、工件料厚不同而異如2MM內(nèi)碳鋼，氧氣用量約15元/小時離線編程軟件可以可以重復定位精度50uM以內(nèi)100uM以內(nèi)加工范圍金屬和非金屬金屬總之，采用工業(yè)機器人光纖激光器的組合進行加工，修邊沖孔等工藝一次完成，切口整齊無需后道工藝再處理，大大縮短了工藝流程，降低了人工成本和模具費用的投入，也提高了產(chǎn)品檔次和產(chǎn)品附加

6、值。選配我公司的離線編程軟件，通過數(shù)模直接生成切割軌跡，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、新品試制和非標定制等一些個性化的切割需求。而且，投資高柔性高效率的激光切割設備，來代替昂貴的沖壓設備和剪裁設備，可以更加靈活的更換產(chǎn)品，把握市場。系統(tǒng)選型：如何選型可以咨詢136,3866,1002，包經(jīng)理1.根據(jù)工件大小選配不同臂長的機械手。在置頂安裝的情況下，機械手為半球面的工作區(qū)域，考慮到用戶的實際加工情況和后期產(chǎn)品升級空間，建議采用臂長2.01米的機械手，實際加工幅面可達3米*3米。2.根據(jù)工件材質和厚薄選配不同功率級別的光纖激光器。金屬的切割以碳鋼、鋁和不銹鋼三種為代表，鋁等

7、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。具體選型可接洽我公司工藝工程師。3.根據(jù)工件厚薄選配不同焦距的切割頭。3mm以下薄板切割可選3英寸焦距切割頭，厚板切割一般選用5英寸或7英寸的長焦距切割頭。4. 根據(jù)實際需要選配離線編程軟件。三維切割系統(tǒng)的六大技術優(yōu)勢：1.切割速度快，為同類產(chǎn)品的兩倍。典型參數(shù)0.8MM厚碳鋼用200W激光器，直線切割速度可達10米 /分鐘。2.切割精度高。系統(tǒng)重復定位精度高達100uM，完全可滿足汽車鈑金覆蓋件行業(yè)的需求。3.可切割直徑小至2MM的小圓，切割效果圓滑美觀，目測無形變和毛刺。單個小

8、圓切割時間可控制在2秒內(nèi)。4.選配臂長2.01米的機械手，除了實現(xiàn)直徑達3米的半球形三維加工區(qū)域外，還可實現(xiàn)3米1.5米的二維平面切割。實現(xiàn)二三維切割的合二為一，在標準坯材上開料，結合我公司自行開發(fā)免費配送的二維軟件，具有排料和路徑優(yōu)化等功能，真正適合鈑金行業(yè)的初始投資。5. 根據(jù)實際需要選配離線編程軟件，可讀取UG,SOLIDWORK等三維作圖軟件導出的vda,igs,x_t,sldprt,prt,stp,ipt,par等格式的數(shù)模，修改后直接生成切割軌跡，代替人工示教，簡單易用。6. 工業(yè)控制理念，模塊化設計，全系統(tǒng)的防護等級為IP55,機械手防護等級更是高達IP65，系統(tǒng)集成度高，故障少

9、，抗沖擊振動，抗灰塵，無須光學調(diào)整或維護，真正適合于工業(yè)加工領域的應用。立體激光切割機，激光三維立體切割機特點1）尖端光纖激光技術與數(shù)字控制技術完美融合，代表著最先進的激光切割水平；2）專業(yè)的激光切割機控制系統(tǒng)，電腦操作，能夠保證切割質量，使切割工作更方便，操作更為簡單；3）配置進口ABB智能機械手，可實現(xiàn)三維立體切割，操控方便，智能化程度高。保證設備的高速度、高精度、高可靠性；4）激光切割頭配置進口激光切割頭，反應靈敏、準確，與機械手有效配合，避免切割頭與加工板材碰撞，并能保證切割焦點位置，保證切割質量穩(wěn)定。5）激光切割頭可承受1.0Mpa氣體壓力，高壓氣路設備，提高了對不銹鋼等難割材料的切

10、割能力；立體激光切割機，激光三維立體切割機適用材料范圍適用于不銹鋼、碳鋼、合金鋼、硅鋼、鍍鋅鋼板、鎳鈦合金、鉻鎳鐵合金、鋁、鋁合金、鈦合金、銅等金屬材料。廣泛應用于航空航天、汽車輪船、機械制造、電梯制造、廣告制作、家用電器制造、醫(yī)療器械、五金、裝飾、金屬對外加工服務等各種制造行業(yè)。我公司光纖激光切割機的特點及技術優(yōu)勢1、采用世界頂級的IPG光纖激光器和激光電源我公司光纖激光切割機均采用世界最高水平的IPG激光器，其性能穩(wěn)定、產(chǎn)品整體質量得到安全保障。IPG無塵考機現(xiàn)場光纖激光器是國際上新發(fā)展的一種新型光纖激光器，它具有散熱面積大、光束質量好、體積小巧等優(yōu)點，同體積龐大的氣體激光器和固體激光器相

11、比具有明顯的優(yōu)勢，已逐漸發(fā)展成為高精度激光加工、激光雷達系統(tǒng)、空間技術、激光醫(yī)學等領域中的重要候選者。2.光纖激光器的主要特點(1)光纖激光器電光轉化效率高，轉換效率達25%以上，小功率光纖激光器無需配冷水機，采用風冷，可大幅度節(jié)約工作時的耗電，節(jié)省運行成本，達到最高的生產(chǎn)效率；(2)激光器運行時僅僅需要電能，不需要產(chǎn)生激光的額外氣體，具有最低的運行和維護費用；(3)光纖激光器采用半導體模塊化和冗余設計，諧振腔內(nèi)無光學鏡片，不需要啟動時間，具有免調(diào)節(jié)、免維護、高穩(wěn)定性的優(yōu)點，降低了配件成本和維護的時間，這是傳統(tǒng)激光器無法比擬的；(4)光纖激光器的輸出波長為1.06微米，是CO2波長的1/10，

12、輸出的光束質量好，功率密度高，非常有利于金屬材料的吸收，具有卓越的切割、焊接能力，從而使加工的費用最低;(5)整機光路由光纖傳輸，不需要復雜的反射鏡等導光系統(tǒng)，光路簡單，結構穩(wěn)定，外光路免維護；(6)切割頭中含有保護鏡片，使反射鏡、聚焦鏡等貴重的易耗品消耗量極少；(7)光通過光纖導出，使機械系統(tǒng)的設計變得非常簡單，非常容易與機器人或多維工作臺集成；(8)激光器加上光閘后可以一器多機，通過光纖分光，分成多路多臺同時工作，易于擴展功能，升級方便、簡單；(9)光纖激光器體積小，重量輕，工作位置可移動，占地面積??；3.采用美國進口激光切割頭配置美國進口的激光切割頭，通過機械手編程控制，保持最佳的焦距，

13、確保最佳的切割效果，避免了材料不平整時，焦距變化問題引起的材料報廢。4.機械手控制系統(tǒng)注：需根據(jù)客戶工件要求定做機械手半徑大小，大小不一樣，價格有差異。采用世界頂級的瑞士ABB機械人操控系統(tǒng)，ABB憑借深入扎實的汽車制造專業(yè)知識，可提供適合每一種零部件的全方位機器人生產(chǎn)解決方案。 可靠性強正常運行時間長IRB4600是全球應用最廣的工業(yè)機器人。該機器人堅固耐用，使用零部件數(shù)量降至最少，可靠性強、維護間隔時間長。 速度快操作周期時間短采用ABB獨有的運動控制技術，優(yōu)化了機器人的加減速性能，使機器人工作循環(huán)時間降至最短。 精度高零件生產(chǎn)質量穩(wěn)定具有最佳的軌跡精度和重復定位精度（RP=0.05mm）

14、。 功率大適用范圍廣有效載荷選項為12kg，半支架能力，最大到達距離達1.85m。 堅固耐用適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境IP 67防護等級，可蒸汽清洗，備有潔凈室型（100級）和“鑄造專家型”。 通用性柔性化集成和生產(chǎn)IRB 2600的精度為同類產(chǎn)品之最，其操作速度更快，廢品率更低，在擴大產(chǎn)能、提升效率方面，將起到舉足輕重的作用，尤其適合弧焊等工藝應用。其高精度由專利的TrueMoveTM運動控制軟件實現(xiàn)。IRB 2600采用優(yōu)化設計，機身緊湊輕巧，節(jié)拍時間與行業(yè)標準相比可縮減多達25%。專利的QuickMoveTM運動控制軟件使其加速度達到同類最高，并實現(xiàn)速度最大化，從而提高產(chǎn)能與效率。IRB 2600

15、工作范圍超大，安裝方式靈活，可輕松直達目標設備，不會干擾輔助設備。優(yōu)化機器人安裝，是提升生產(chǎn)效率的有效手段。模擬最佳工藝布局時，靈活的安裝方式更能帶來極大的便利。IRB 2600的底座同IRB 4600一樣小，可與目標設備靠得更近，從而縮小整個工作站的占地面積。小底座還為下臂進行正下方操作創(chuàng)造了有利條件。ABB工業(yè)機器人防護計劃之周全居業(yè)內(nèi)領先水平。IRB 2600標準型達到IP67防護等級，另有鑄造專家2型、鑄造權威2型和潔凈室版本等三款升級機型可供選擇。4、IRC5控制柜l控制柜形式：緊湊型l控制硬件：多處理器系統(tǒng)、PCI總線、奔騰CPU、大容量閃存、斷電備份、USB存儲接口l控制軟件：對

16、象化設計、高級RAPID機器人編程語言、PC-DOS文本格式、軟件出廠預裝，并存于光碟l操作面板：控制柜上l示教器：1.3kg、圖形化彩色觸摸屏、操縱桿和急停裝置l機器人提供兩塊24v16輸入/輸出數(shù)字量板和一塊Profibus DP Slave與切割系統(tǒng)實現(xiàn)通信，組成完整的控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)機器人整個工作站的過程控制。l機器人通過模擬的方式來實現(xiàn)工作路徑的設置。TQL-RFC系列機器人光纖激光切割機配置說明序號名稱數(shù)量原產(chǎn)地和制造商名稱一激光器1500W激光器1臺美國IPG集團2激光電源1臺二外光路及切割頭1激光切割頭1只美國原裝進口2外光路光學鏡片1套美國原裝進口三機械手控制系統(tǒng)1機器人1套

17、瑞典ABB2機床附件1套武漢天琪激光設備制造有限公司四用戶自備裝置1穩(wěn)壓電源1套國內(nèi)配套2氣體減壓閥、高壓氣表4個國內(nèi)配套主要技術參數(shù)激光器類型光纖激光器激光波長1070 nm額定輸出功率500 W機械手規(guī)格IRB2600/12手腕持重12KG軸數(shù)6軸機械手重復定位精度0.05mm最大臂展半徑1850mm產(chǎn)品主要耗材序號耗材名稱使用情況1聚焦鏡片聚焦鏡片使用時間為180個工作日2保護鏡片保護鏡片使用時間為90個工作日。3銅嘴銅嘴使用時間為90個工作日。4切割氣體：氧氣、氮氣用量根據(jù)板材厚度及切割速度有差異。天琪國內(nèi)服務網(wǎng)絡天琪激光售后網(wǎng)絡遍布全國及世界各地，健全的客戶檔案、完善的質量監(jiān)督體系、

18、高素質的技術隊伍、統(tǒng)一規(guī)范的服務行為和通暢快捷的信息溝通渠道，確保了天琪激光售前、售中和售后服務的及時性、完整性、細節(jié)化和高品質。服務承諾武漢天琪激光設備制造有限公司堅持以客戶為中心，為貴公司提供完善的安裝、調(diào)試、培訓、維修等售前和售后服務。1.售前服務簽訂合同前，公司為客戶提供各種生產(chǎn)工藝方案，提供激光設備的技術咨詢、樣品試樣，設備選型、技術及價格方面的咨詢等服務。我公司誠摯歡迎客戶蒞臨我公司現(xiàn)場考察，公司配備專門的接待人員，為客戶提供餐飲、交通等便利條件。2.售中服務我公司依據(jù)合同，免費在規(guī)定的時間內(nèi)將設備安全運往用戶指定的安裝地點，并派技術服務工程師現(xiàn)場安裝。在用戶安裝調(diào)試條件基本具備的情況下，技術服務工程師將在1-2天時間內(nèi)把機器安裝調(diào)試完畢供用戶使用，保證安裝調(diào)試現(xiàn)場環(huán)境整齊、干凈、有序。我公