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激光加工机器人加速钣金车间生产加工自动化

2014-11-06 11:19
安娜PARKER
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  几乎在激光诞生的同时,1962年美国Unimation公司推出首台工业机器人。此后,机器人技术经历了一系列不断的发展过程。直到20世纪90年代全球信息化浪潮风起云涌,计算机技术、微电子技术、网络技术和先进制造技术等快速进步,工业机器人技术也得到了飞速发展。它具有重复性精确生产特征,适应制造业中规模化批量生产要求,装配在生产线上代替人工作业,不仅解除了工人的繁复劳动,而且提高了生产质量。它可以流动作业,适应个性化生产需求。目前工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备而广泛应用于工业界,国内外形成了一批著名的工业机器人公司。

  近年来激光技术飞速发展,涌现出可与机器人柔性耦合的光纤传输的高功率工业型激光器。先进制造领域在智能化、自动化和信息化技术方面的不断进步促进了机器人技术与激光技术的结合,特别是汽车产业的发展需求,带动了激光加工机器人产业的形成与发展。从20世纪90年代开始,德国、美国、日本等发达国家投入大量人力物力进行研发激光加工机器人。进入2000年,德国KUKA,瑞士的ABB,日本FANUC等机器人公司均研制激光焊接机器人和激光切割机器人的系列产品。目前在国内外汽车产业中,激光焊接机器人和激光切割机器人已成为最先进的制造技术,获得了广泛应用。德国大众汽车、美国通用汽车、日本丰田汽车等汽车装配生产线上,已大量采用激光焊接机器人代替传统的电阻点焊设备,不仅提高了产品质量和档次,而且减轻了汽车车身重量,节约了大量材料,使企业获得很高的经济效益,提高了企业市场竞争能力。在中国,一汽大众、上海大众汽车公司也引进了激光机器人焊接生产线。目前有沈阳新松机器人公司涉足激光切割和焊接机器人制造领域。

  随着激光直接制造和再制造技术的发展,面对航空航天、冶金、汽车等行业快速原形和快速制造的需求,从2002年起,国际上开始研发激光熔覆机器人。我国是世界上最大的发展中国家,拥有千万套国产大型贵重装备和进口高精尖的昂贵设备,现场快速修复有广阔的市场需求。天津工业大学在天津市科技支撑计划和国家自然科学基金资助下,开展了激光再制造机器人的研究。

  钣金车间传统的加工方式是采用剪板、冲裁和折弯的工艺流程。其中冲裁工艺流程需要大量的模具,而在钣金车间中的冲裁具有少切削及无切削的工艺特征,十分重要。这样在一个产品加工完成之中一般会需要配备几十套,有的产品可能会需要上百套的模具。时间上模具本身需要一定的设计和制造周期,而产品还要有一定的试制周期,这样就造成耽误了大量的时间,从经济角度来说,配备大量的模具,产品的成本就很相应的提高,造成成本的浪费。所以在整个市场竞争激烈的环境下,就急需一种新的加工方法取而代之。

  综合上述的原因,激光加工技术便在钣金车间中应运而生,激光加工技术的最大特点是无需模具便可加工,采用激光加工落料省去了大量模具的使用,而且激光加工机器人的加入使得车间生产进入自动化,使生产时间和产品成本缩短降低,更好的在市场中取的优势,非常有利于多种类小批量的产品生产,及之后的大批量的产品生产。

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