工业机器人应用之激光加工.doc

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1、工业机器人应用之激光加工　　激光加工即是利用激光作为能量，将材料熔化而后成型的一种加工方法。按加工的目的，可以分为激光切割、激光打标、激光焊接、激光熔敷、激光增材制造等。激光的温度可达到6000°，作用于材料能瞬间将材料熔化甚至气化。作为典型的热加工，以热影响区小、加工速度快，成型后无需后续加工而著称，特别适合于薄板或受热容易变形的材料。考虑到激光的安全性，以及激光加工的高效性，激光加工通常采用自动化辅助生产，能高效完成加工任务。　　激光加工的基础是激光加工系统，武汉法利莱的万瓦加工系统，集激光

2、切割、焊接、熔敷、扫描焊一体，是激光加工系统的集大成者。　　一套完整的激光加工系统包括激光器（含光纤、冷水机和稳压电源）、激光头、运动机构（机器人或机床）、工作平台、其他辅助装备（工控机、冷干机、辅助水气等）。以下简要介绍激光器、激光头和运动机构等三部分。　　工业机器人应用之激光加工　　激光加工即是利用激光作为能量，将材料熔化而后成型的一种加工方法。按加工的目的，可以分为激光切割、激光打标、激光焊接、激光熔敷、激光增材制造等。激光的温度可达到6000°，作用于材料能瞬间将材料熔化甚至气化。作为典

3、型的热加工，以热影响区小、加工速度快，成型后无需后续加工而著称，特别适合于薄板或受热容易变形的材料。考虑到激光的安全性，以及激光加工的高效性，激光加工通常采用自动化辅助生产，能高效完成加工任务。　　激光加工的基础是激光加工系统，武汉法利莱的万瓦加工系统，集激光切割、焊接、熔敷、扫描焊一体，是激光加工系统的集大成者。　　一套完整的激光加工系统包括激光器（含光纤、冷水机和稳压电源）、激光头、运动机构（机器人或机床）、工作平台、其他辅助装备（工控机、冷干机、辅助水气等）。以下简要介绍激光器、激光头和运

4、动机构等三部分。　　　　激光器是激光加工的核心，目前，主要采用光纤激光器，其光束质量好，电光转化效率高，免维护，适合于各种材料加工。　　目前主流的激光器有CO2激光器、光纤激光器、半导体激光器、碟片激光器等。　　方向单一是激光的主要特性，基于这一点，可以通过光学传输输出不同大小的光斑，从而适用不同的加工。另外，激光能量集中，使得激光的穿透能力强，适用于厚板的加工。　　激光加工系统适应于加工件结构特点的运动机械构成其运动机构，通常采用机床加工，目前主流的加工手段是机床加工，其加工精度高，稳定性好，

5、主要应用于二维加工，包括激光打标、激光切割、激光熔敷；采用机械手臂，柔性好，易于实现三维加工，包括三维激光切割，激光焊接等；加工精度比机床精度差，灵活性更佳，占地面积相对较小。　　激光头是激光加工输出光能量的终端机构，通过光学镜片组合，先将激光扩束，然后通过光学镜片将激光放大的过程。按照激光加工的功能，可分为激光切割头，激光焊接头，激光熔敷头，扫描激光头，激光打标头等。　　普通的激光切割头，附带吹气嘴，采用高压能将激光熔化的材料吹除，从而形成切缝。目前汽车厂主流使用的激光钎焊头，其附带激光自动聚

6、集功能，从而更加有利于激光加工的稳定性。扫描激光头，能利用镜片角度的转动和位置的移动，保证激光作用于工件的光斑大小不变，而且通过精确的控制，在激光头姿态不改变的前提下，能够实现圆形，直线段，C型等结构的焊缝结构。　　　　　　机器人应用　　蒸气机的发明，部分的解放了人类的双手，使得工业革命变成一种可能；发电机的发明，电力代替人手工劳作得到普及；计算机等的发明，给机械安装大脑，带来机械运行速度的极大提升；未来智能工厂的普及，将使得制造不再以标准化的产品为准，而将以人的个性化需求为基础，通过智能控制整

7、个产业链，极大的满足个性化需求，而且能有效的提升产品的生产效率。机器人的应用，是通向智能制造的一个基础。　　目前，主流的机器人厂家有德国KUKA，日本的FUNAC，瑞典的ABB，国内有首钢的莫托曼和沈阳新松机器人。机器人主要有两部分组成，包括硬件（主要是指机器人的机械手臂，包括减速机、编码器等）和软件（机器人本体的控制器）。　　　　工业机器人有以下三大功能：　　1.运动功能（在可达空间内任意点的运动到达）；　　2.信号交换及功能实现（与其他设备进行信号交换，控制其他设备的开启和关闭，或被PLC控

8、制与其他设备一起实现功能）；　　3.仿真及轨迹模拟（通过仿真及轨迹模拟，研究机器人轨迹的可达性、CT循环时间等）。　　关于机器人的选型，考虑以下问题：　　1.品牌及定价；　　2.负载：机器人六轴负载重量和转动惯量；　　3.轴数：机器手臂的轴数量；　　4.行程：机器人所能达到的最大路径区间；　　5.精度：达到某位置点的精度和重复运动的定位精度；　　6.安装方式：水平或倒置；　　机器人的主要应用如下：点焊、搬运、喷涂、切割、涂胶等。　　　　机器人视觉　　机器人视觉是使机器人具有视觉感知功能的系统，是