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机器人主导的激光复合焊接技术浅析

2013-01-07 11:44
络遇
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  如果没有了高级的塑料灯,现代汽车会是什么样呢? 其实, 迄今为止, 生产工艺在尺寸和形状上极大地限制了汽车设计。部件要达到一定的尺寸,造型呈平面,并且采用标准的振动和热板焊接工艺,才能进行低应力焊接。同时,还要利过透明有机玻璃镜片的黑色注入边缘来隐藏不规则的焊缝。

  激光特性焊接克服了传统塑料焊接工艺的局限,特别适合于现代生产中将标准的ABS或者ABS/PC复合塑料灯罩与透明有机玻璃镜片焊接。这项技术在带来较低的机械应力的同时完成高等级的三维焊接,诀窍就在于设定精确的光束强度。除此之外,还有更好的解决方案。乐普科光电公司已经开发了利用机器人的激光复合焊接工艺。自2005年以来,这项工艺已经试用于数个测试系统。并且,该专利工艺已经在一系列生产上发挥功效。现在,现代汽车雅科仕超大的尾灯就是用激光技术焊接的。

  进一步发展之后,该工艺采用了集成关节机器人(型号:Staubli TX90L)。乐普科光电公司采用了内置六轴机器人和旋转工作台来生成光束。全自动的TwinWeld3D组焊单元在确保工件表面无瑕疵的同时降低了加工时间,大幅度削减了加工和材料成本。该工艺还给产品设计带来了更大的自由度。

  激光焊接应用于热塑性塑料领域

  不同于单纯的激光焊接,复合焊接的热能不仅用在吸收激光的部件下方,还用于上方透明的部分。为此,不能用单色激光束直接加热需要焊接的透明部分,而是要与长波多色卤素光结合起来。两种光源结合起来可以提高加工速度,并且确保接缝外观好、应力低。复合焊接的两个部件的加热和冷却很一致的话,就不需要退火了。其他塑料焊接需要退火来降低应力。

  有了上述优势,再加上可以将非常大的塑料灯与设计大胆、形状各异的表面焊接, Twin- Weld3D系统很快受到了市场的青睐。Staubli TX90L集成关节机器人利用旋转分度台来控制装有气动调节设备的复合组焊单元内部的操作。精确指引机械手将激光束和卤素光导向工件。机器人贴合工件的轮廓,而气动张力辊则施加300 N的力来确保两个塑料部件的精密契合焊接。焊接部位应力低,焊缝位置精确并且占位小,边缘没有磨破。这样的成果,即便是用于部件可见部分的装饰也是可行的。

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