激光切割作為金屬加工的重要方法,在工業制造領域被大量使用。
隨著機器人技術和光纖激光技術的不斷發展,機器人激光切割技術在復雜的三維零部件和特殊型材的切割加工中具有很大優勢,能夠廣泛應用于汽車制造、金屬加工、模具制造等行業。特別是在汽車行業,高強剛等新材料的應用會使機器人激光切割成為未來重點發展的自動化技術之一。使用機器人激光切割所生產的終產品,可與傳統的五軸切割機床相媲美。使用機器人進行激光切割,可在提高生產靈活性的同時,也可減少投資成本。
新形勢下,汽車使用者的需求正變得多樣化和個性化,越來越多新車型涌現。大部分車出現逐步批量縮小的態勢,因為部分汽車廠商無法預測和保證將來某一車型的銷量和穩定的產量,所以開始嘗試低成本的機器人激光柔性切割設備或生產線。這種趨勢從汽車備件市場開始,不斷地向工程機械、客車、農用車、電動車等領域拓展和普及。汽車行業使用了很多工業機器人,但在激光切割領域的應用卻很少,問題存在于三個層面。一是汽車行業機器人應用主要集中在精度要求低的點焊、弧焊、噴涂、搬運等,但激光切割往往要求很高的位置精度,且對小圓等小軌跡精度有很高的要求,比如直徑在5mm以內的小圓孔的切割,普通的機器人望塵莫及,切10mm的小圓也會出現橢圓等形狀;另一方面取決于機器人的效率,一般機器人各個軸關節運動控制速度比較慢,同時機器人手臂重量過大不適合高速運動;第三方面是機器人的剛性,剛性差的機器人經確位置。因此,傳統汽車行業流行的機器人在激光切割方面被客戶質疑也是可以理解的。
機器人材料的移除并不意味著機器人正在握住工具。當機器人將工件固定在固定工具上時,許多應用程序都能很好地工作。這通過允許機器人執行多個操作來增加靈活性。
例如,機器人可以在塑料模具通過修整工具之前去掉多余的毛刺。下一步可能是將其移動到噴嘴下方,在此處分配密封劑或粘合劑,然后將其放置在卸料傳送帶上。與執行相同任務的人類相比,機器人材料清潔的較大吸引力之一是可重復性。這降低了與質量相關的成本,例如報廢、返工、投訴和更一致的產品。
另一個優勢是減少了消耗品的支出——消去人為因素意味著更低且更可預測的工具磨損率。由于對防護眼鏡和耳罩的需求減少,個人防護設備 (PPE) 的成本也有所下降。此外,在健康方面,修剪和去毛刺通常會導致重復性勞損(包括“顫抖的白手指”),因此自動化可以降低這種風險。
然而,對于許多制造商來說,使用機器人進行切割、修整和加工的更大優勢是能夠克服技能短缺的問題。這些工作的流失率通常很高,但培養重要技能需要時間。對于想要保持增長的公司來說,機器人材料清潔是一個很好的前進方向。