光纤激光机器人切割焊接技术

光纤激光机器人切割焊接技术

1 系统的特点

　　激光机器人切割焊接系统是在上海团结普瑞玛激光设备有限公司承接的国家863重点研究课题--汽车白车身激光切割焊接生产线基础上开发出的一款集三维六轴联动、高柔性、低成本于一体的智能化光机电产品。该产品主要采用激光焊接技术进行车身零件的空间焊接、双件组焊，多件套焊，从而取代传统的电阻焊、弧焊；同时，可换用激光切割头对白车身冲压件进行三维修边、切孔、分离，取代传统的模具加工。激光机器人切割焊接系统，凭借高度柔性化设计，使其在汽车领域有着广泛的用。

   图一 激光机器人焊接系统         

　　1.1 高柔性，高速度，高精度，高配置

　　⑴ 系统主机采用六轴联动机器人，该机器人运行速度快，精度高，同时支持外部轴，这为三维空间零件的焊接切割提供了有力的保证；

　　　　　　　　　　图二 ABB IRB4400机器人                                 

图三 IPG4000W激光器

　　⑵ 系统同时配备了采用光纤传导的IPG4000W光纤激光器，该激光器结构紧凑，性能卓越，可配备20—200m的加工光纤，同时支持两路（可以选配四路或六路）光闸，这为激光的柔性加工提供了可能；

　　⑶ 控制系统为SIEMENS ,同时配备了SIEMENS多功能触摸屏,该控制系统支持串口、网络接口、远程I/O和现场总线接口等多种通信方式，能够方便地实现与大型工厂自动化系统的集成；

 　　⑷ 光纤可与激光器、激光加工头进行插拔式连接，免调光路，光路稳定；

　　⑸ 配有专用的CAD/CAM自动编程软件，该项软件能自动识别激光头的法线方向，并且自动生成加工路径，这就为激光加工的质量奠定了可靠的基础；

　　1.2 功能多，操作性佳，安全系数高

　　⑴ 利用机器人的空间运动优势以及光纤激光的柔性传输，该系统可以满足三维空间零件的激光加工需求；

　　⑵ 该系统支持外部轴，可与机器人进行配合联动，实现一些复杂零件的特殊加工需求；

　　⑶ 该系统支持两路光闸，可以同时满足两工位的不同加工需求；

　　⑷ 该系统支持在线编程（示教编程）和离线编程两种编程方式。其中，在线编程主要是利用机器人示教器对加工路径进行现场示教模拟；而离线编程主要是在PC上，利用数字模型进行离线编程模拟；

　　⑸ 该系统所有气路元件全部进口，设计先进，可同时装有四种不同气体且可自动切换，可以进行压力控制和流量控制，这样大大减少了辅助时间，不仅提高了工作效率，而且改善了加工质量；

　　⑹ 该系统采用了SIEMENS先进的人机交互界面，通过该界面，操作员不仅可以很方便地选择气体的种类，设定气体压力和激光功率，同时还可以对系统的各个功能模块进行全程监控；

　　⑺ 该系统的激光加工头采用了防撞保护设计，一旦激光加工头与工件发生干涉碰撞时，系统将关光关电，第一时间确保操作员的人身安全；

　　⑻ 该系统采用了INTERFACE安全互锁设计，即激光器、机器人、控制系统任何一方出现异常情况时，整个系统将无法正常启动。

　　2 系统的主要参数

　　工作半径  1960mm

　　光纤最大传输距离 2x105mm

　　TCP最大速度  2200mm/s

　　TCP重复定位精度  0.07-0.1mm

　　最高激光功率  4000w