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應(yīng)用于汽車液壓成型管切割的激光機(jī)器人系統(tǒng)
2013-03-12
將激光機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于液壓成型密閉管的切割，可有效解決對其進(jìn)行單側(cè)切割出現(xiàn)的問題，并可使用戶在成型工件上進(jìn)行切割。不僅如此，選擇到合適的系統(tǒng)，還可使運行成本減少15～20%。
液壓成型管已廣泛地應(yīng)用于新型卡車和SUV的大梁、發(fā)動機(jī)支架、吊桿和頂柱，其硬度高、形狀復(fù)雜和重量輕的特點使得該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛。對于制造商來說，最大的挑戰(zhàn)是從單側(cè)切割這些密封管，過去，這些件是用先折彎, 然后點焊起來的裝配方式，因為成型前是平板，因此用傳統(tǒng)的沖床很容易完成,但對于成型件，沖床則不易加工。采用激光機(jī)器人切割系統(tǒng)和光纖傳導(dǎo)系統(tǒng)可以解決這個問題，同時，用戶還可以在成型工件上進(jìn)行切割。
液壓成型管在每一側(cè)都有許多部位需要切割，并在端口有一處切割，稱為“端口切割”。 我們以此作為工藝流程的實例：第一步是將管液壓成型為所需形狀，將管送入激光機(jī)器人工作站里并將其立起，使里面積蓄的液體流出，否則液體會影響激光切割頭上傳感器的工作。當(dāng)然干燥的管子是最好的，但如果在切割位置附近沒有過多積蓄的液體，濕的表面也可以接受。隨后，管子被裝入卡具準(zhǔn)備切割，通常為一種變位裝置。這種轉(zhuǎn)動系統(tǒng)可以在一個管子轉(zhuǎn)入激光防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行加工的同時，使另一個管子在加工區(qū)外裝卡。將工件的每一面轉(zhuǎn)動到切割頭位置進(jìn)行切割，既可以減少機(jī)器人的動作量及空程時間，也可以簡化管線的運動路徑（如圖2）。
圖2 管子不動，切割頭由機(jī)器人帶動進(jìn)行多面切割在激光切割時，排塵裝置從管子末端吸走切割中產(chǎn)生的金屬蒸氣和顆粒。在切割完成后，管子再次被垂直立起，倒掉里面的熔渣，最后集中到廢料收集器里。
激光器
直角切割頭也可以使用閉環(huán)的攝像監(jiān)視系統(tǒng)通過鏡片在焦點位置取像，然后在監(jiān)視器上放大，以方便示教編程。這個功能配合電容傳感器的信號，可讓機(jī)器人自動找到工件表面的法線方向。操作者將切割頭設(shè)置到行程中點或示教點，根據(jù)監(jiān)視器上放大的圖像沿著主線或特征中心點進(jìn)行編程。在每一點，可以通過找到該點附近幾點的高度自動確定法線方向，從而使機(jī)器人帶動切割頭移到法線方向，并將其作為正確點進(jìn)行輸入。
光纖傳導(dǎo)的激光器機(jī)器人切割系統(tǒng)早在20世紀(jì)90年代初就已用于生產(chǎn)，最好的液壓成型件切割系統(tǒng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括切割速度、運行成本、邊緣質(zhì)量和掛渣的去除、正常運行時間以及頭期投資成本。在激光器滿足速度快、切割質(zhì)量高和掛渣去除容易的情況下，還應(yīng)注意選擇氧氣和電消耗最少的激光器。選擇到合適的系統(tǒng)，可使運行成本減少15～20%。
液壓成型管已廣泛地應(yīng)用于新型卡車和SUV的大梁、發(fā)動機(jī)支架、吊桿和頂柱，其硬度高、形狀復(fù)雜和重量輕的特點使得該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛。對于制造商來說，最大的挑戰(zhàn)是從單側(cè)切割這些密封管，過去，這些件是用先折彎, 然后點焊起來的裝配方式，因為成型前是平板，因此用傳統(tǒng)的沖床很容易完成,但對于成型件，沖床則不易加工。采用激光機(jī)器人切割系統(tǒng)和光纖傳導(dǎo)系統(tǒng)可以解決這個問題，同時，用戶還可以在成型工件上進(jìn)行切割。
液壓成型管在每一側(cè)都有許多部位需要切割，并在端口有一處切割，稱為“端口切割”。 我們以此作為工藝流程的實例：第一步是將管液壓成型為所需形狀，將管送入激光機(jī)器人工作站里并將其立起，使里面積蓄的液體流出，否則液體會影響激光切割頭上傳感器的工作。當(dāng)然干燥的管子是最好的，但如果在切割位置附近沒有過多積蓄的液體，濕的表面也可以接受。隨后，管子被裝入卡具準(zhǔn)備切割，通常為一種變位裝置。這種轉(zhuǎn)動系統(tǒng)可以在一個管子轉(zhuǎn)入激光防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行加工的同時，使另一個管子在加工區(qū)外裝卡。將工件的每一面轉(zhuǎn)動到切割頭位置進(jìn)行切割，既可以減少機(jī)器人的動作量及空程時間，也可以簡化管線的運動路徑（如圖2）。
圖2 管子不動，切割頭由機(jī)器人帶動進(jìn)行多面切割在激光切割時，排塵裝置從管子末端吸走切割中產(chǎn)生的金屬蒸氣和顆粒。在切割完成后，管子再次被垂直立起，倒掉里面的熔渣，最后集中到廢料收集器里。
激光器
直角切割頭也可以使用閉環(huán)的攝像監(jiān)視系統(tǒng)通過鏡片在焦點位置取像，然后在監(jiān)視器上放大，以方便示教編程。這個功能配合電容傳感器的信號，可讓機(jī)器人自動找到工件表面的法線方向。操作者將切割頭設(shè)置到行程中點或示教點，根據(jù)監(jiān)視器上放大的圖像沿著主線或特征中心點進(jìn)行編程。在每一點，可以通過找到該點附近幾點的高度自動確定法線方向，從而使機(jī)器人帶動切割頭移到法線方向，并將其作為正確點進(jìn)行輸入。
光纖傳導(dǎo)的激光器機(jī)器人切割系統(tǒng)早在20世紀(jì)90年代初就已用于生產(chǎn)，最好的液壓成型件切割系統(tǒng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括切割速度、運行成本、邊緣質(zhì)量和掛渣的去除、正常運行時間以及頭期投資成本。在激光器滿足速度快、切割質(zhì)量高和掛渣去除容易的情況下，還應(yīng)注意選擇氧氣和電消耗最少的激光器。選擇到合適的系統(tǒng)，可使運行成本減少15～20%。
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