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應(yīng)用于汽車(chē)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(duì)其進(jìn)行單側(cè)切割出現(xiàn)的問(wèn)題，并可使用戶(hù)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(yùn)行成本減少15～20%。
液壓成型管已廣泛地應(yīng)用于新型卡車(chē)和SUV的大梁、發(fā)動(dòng)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(diǎn)使得該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)是從單側(cè)切割這些密封管，過(guò)去，這些件是用先折彎, 然后點(diǎn)焊起來(lái)的裝配方式，因?yàn)槌尚颓笆瞧桨?，因此用傳統(tǒng)的沖床很容易完成,但對(duì)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(gè)問(wèn)題，同時(shí)，用戶(hù)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(chēng)為“端口切割”。 我們以此作為工藝流程的實(shí)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(huì)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(méi)有過(guò)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(dòng)系統(tǒng)可以在一個(gè)管子轉(zhuǎn)入激光防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行加工的同時(shí)，使另一個(gè)管子在加工區(qū)外裝卡。將工件的每一面轉(zhuǎn)動(dòng)到切割頭位置進(jìn)行切割，既可以減少機(jī)器人的動(dòng)作量及空程時(shí)間，也可以簡(jiǎn)化管線的運(yùn)動(dòng)路徑（如圖2）。
圖2 管子不動(dòng)，切割頭由機(jī)器人帶動(dòng)進(jìn)行多面切割在激光切割時(shí)，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(guò)鏡片在焦點(diǎn)位置取像，然后在監(jiān)視器上放大，以方便示教編程。這個(gè)功能配合電容傳感器的信號(hào)，可讓機(jī)器人自動(dòng)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(diǎn)或示教點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)視器上放大的圖像沿著主線或特征中心點(diǎn)進(jìn)行編程。在每一點(diǎn)，可以通過(guò)找到該點(diǎn)附近幾點(diǎn)的高度自動(dòng)確定法線方向，從而使機(jī)器人帶動(dòng)切割頭移到法線方向，并將其作為正確點(diǎn)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(yùn)行成本、邊緣質(zhì)量和掛渣的去除、正常運(yùn)行時(shí)間以及頭期投資成本。在激光器滿(mǎn)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(yùn)行成本減少15～20%。
液壓成型管已廣泛地應(yīng)用于新型卡車(chē)和SUV的大梁、發(fā)動(dòng)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(diǎn)使得該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)是從單側(cè)切割這些密封管，過(guò)去，這些件是用先折彎, 然后點(diǎn)焊起來(lái)的裝配方式，因?yàn)槌尚颓笆瞧桨?，因此用傳統(tǒng)的沖床很容易完成,但對(duì)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(gè)問(wèn)題，同時(shí)，用戶(hù)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(chēng)為“端口切割”。 我們以此作為工藝流程的實(shí)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(huì)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(méi)有過(guò)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(dòng)系統(tǒng)可以在一個(gè)管子轉(zhuǎn)入激光防護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行加工的同時(shí)，使另一個(gè)管子在加工區(qū)外裝卡。將工件的每一面轉(zhuǎn)動(dòng)到切割頭位置進(jìn)行切割，既可以減少機(jī)器人的動(dòng)作量及空程時(shí)間，也可以簡(jiǎn)化管線的運(yùn)動(dòng)路徑（如圖2）。
圖2 管子不動(dòng)，切割頭由機(jī)器人帶動(dòng)進(jìn)行多面切割在激光切割時(shí)，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(guò)鏡片在焦點(diǎn)位置取像，然后在監(jiān)視器上放大，以方便示教編程。這個(gè)功能配合電容傳感器的信號(hào)，可讓機(jī)器人自動(dòng)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(diǎn)或示教點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)視器上放大的圖像沿著主線或特征中心點(diǎn)進(jìn)行編程。在每一點(diǎn)，可以通過(guò)找到該點(diǎn)附近幾點(diǎn)的高度自動(dòng)確定法線方向，從而使機(jī)器人帶動(dòng)切割頭移到法線方向，并將其作為正確點(diǎn)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(yùn)行成本、邊緣質(zhì)量和掛渣的去除、正常運(yùn)行時(shí)間以及頭期投資成本。在激光器滿(mǎn)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(yùn)行成本減少15～20%。
來(lái)源：示波器 http://vntnorcwa.cn/
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