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浅析三维光纤激光切割机器人技术

2015-06-04 09:13
flinay
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三维光纤激光切割机器人的特点

  1、光纤激光器的主要特点

  (1)光纤激光器电一光转化效率高,转换效率达25%以上,小功率光纤激光器无需配冷水机,采用风冷,可大幅度节约工作时的耗电,节省运行成本,达到最高的生产效率。

  (2)激光器运行时仅仅需要电能,不需要产生激光的额外气体,具有最低的运行和维护费用。

  (3)光纤激光器采用半导体模块化和冗余设计,谐振腔内无光学镜片,不需要启动时间,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,降低了配件成本和维护的时间,这是传统激光器无法比拟的。

  (4)光纤激光器的输出波长为1064nm,精度高,输出的光束质量好,功率密度高,非常有利于金属材料的吸收,具有卓越的切割、焊接能力,从而使加工的费用最低。

  (5)整机光路由光纤传输,不需要复杂的反射镜等导光系统,光路简单,结构稳定,外光路免维护。

  (6)切割头中含有保护镜片,使反射镜、聚焦镜等贵重的易耗品消耗量极少。

  (7)光通过光纤导出,使机械系统的设计变得非常简单,非常容易与机器人或多维工作台集成。

  (8)激光器加上光闸后可以一器多机,通过光纤分光,分成多路多台同时工作,易于扩展功能,升级方便、简单。

  (9)光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动,占地面积小。

  2、三维激光切割最大的特点是高柔性

  三维激光切割尤其适合小批量的三维钣金材料的切割。其高柔性主要表现在两个方面:

  (1)对材料的适应性强,激光切割机通过数控程序基本上可以切割任意板材。

  (2)加工路径由程序控制,如果加工对象发生变化,只须修改程序即可,这一点在零件修边、切孔时体现得尤为明显,因为修边模、冲孔模对于其他不同零件的加工无力,而且模具的成本高,所以目前三维激光切割有取代修边模、冲孔模的趋势。一般来说,三维机械加工的夹具设计及其使用比较复杂,但激光加工时对被加工板材不加机械加工力,这使得夹具制作变得很简单。此外,一台激光设备如果配套不同的硬件和软件,就可以实现多种功能。

  3、机器人+光纤激光器组合的优、缺点

  (1)用工业机器人代替五轴机床两者都能进行空间轨迹的描述实现三维立体切割,工业机器人的重复定位精度比五轴机床稍低,但这完全可以满足汽车钣金覆盖件和底盘件行业的精度要求。而采用工业机器人大大降低了系统的成本造价,减少了耗电系统费用和系统运行维护费用,减少了系统的占地面积。

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