激光加工系統及其應用
      激光加工即是利用激光作為能量,將材料熔化而后成型的一種加工方法。按加工的目的,可以分為激光切割、激光打標、激光焊接、激光熔敷、激光增材制造等。激光的溫度可達到6000°,作用于材料能瞬間將材料熔化甚至氣化。作為典型的熱加工,以熱影響區小、加工速度快,成型后無需后續加工而著稱,特別適合于薄板或受熱容易變形的材料??悸塹郊す獾陌踩?,以及激光加工的高效性,激光加工通常采用自動化輔助生產,能高效完成加工任務。
      激光加工的基礎是激光加工系統,武漢法利萊的萬瓦加工系統,集激光切割、焊接、熔敷、掃描焊一體,是激光加工系統的集大成者。
      一套完整的激光加工系統包括激光器(含光纖、冷水機和穩壓電源)、激光頭、運動機構(機器人或機床)、工作平臺、其他輔助裝備(工控機、冷干機、輔助水氣等)。以下簡要介紹激光器、激光頭和運動機構等三部分。
      激光器是激光加工的核心,目前,主要采用光纖激光器,其光束質量好,電光轉化效率高,免維護,適合于各種材料加工。
      目前主流的激光器有CO2激光器、光纖激光器、半導體激光器、碟片激光器等。
      方向單一是激光的主要特性,基于這一點,可以通過光學傳輸輸出不同大小的光斑,從而適用不同的加工。另外,激光能量集中,使得激光的穿透能力強,適用于厚板的加工。
      激光加工系統適應于加工件結構特點的運動機械構成其運動機構,通常采用機床加工,目前主流的加工手段是機床加工,其加工精度高,穩定性好,主要應用于二維加工,包括激光打標、激光切割、激光熔敷;采用機械手臂,柔性好,易于實現三維加工,包括三維激光切割,激光焊接等;加工精度比機床精度差,靈活性更佳,占地面積相對較小。
      
      激光頭是激光加工輸出光能量的終端機構,通過光學鏡片組合,先將激光擴束,然后通過光學鏡片將激光放大的過程。按照激光加工的功能,可分為激光切割頭,激光焊接頭,激光熔敷頭,掃描激光頭,激光打標頭等。
      普通的激光切割頭,附帶吹氣嘴,采用高壓能將激光熔化的材料吹除,從而形成切縫。目前汽車廠主流使用的激光釬焊頭,其附帶激光自動聚集功能,從而更加有利于激光加工的穩定性。掃描激光頭,能利用鏡片角度的轉動和位置的移動,保證激光作用于工件的光斑大小不變,而且通過精確的控制,在激光頭姿態不改變的前提下,能夠實現圓形,直線段,C型等結構的焊縫結構。
      
      
激光加工應用效果如下所示
      
      
機器人應用
      
      
      蒸氣機的發明,部分的解放了人類的雙手,使得工業革命變成一種可能;發電機的發明,電力代替人手工勞作得到普及;計算機等的發明,給機械安裝大腦,帶來機械運行速度的極大提升;未來智能工廠的普及,將使得制造不再以標準化的產品為準,而將以人的個性化需求為基礎,通過智能控制整個產業鏈,極大的滿足個性化需求,而且能有效的提升產品的生產效率?;魅說撓τ?,是通向智能制造的一個基礎。
      目前,主流的機器人廠家有德國KUKA,日本的FUNAC,瑞典的ABB,國內有首鋼的莫托曼和沈陽新松機器人?;魅酥饕辛講糠腫槌?,包括硬件(主要是指機器人的機械手臂,包括減速機、編碼器等)和軟件(機器人本體的控制器)。
工業機器人有以下三大功能:
      1. 運動功能(在可達空間內任意點的運動到達);
      2. 信號交換及功能實現(與其他設備進行信號交換,控制其他設備的開啟和關閉,或被PLC控制與其他設備一起實現功能);
      3. 仿真及軌跡模擬(通過仿真及軌跡模擬,研究機器人軌跡的可達性、CT循環時間等)。
關于機器人的選型,考慮以下問題:
      1. 品牌及定價;
      2. 負載:機器人六軸負載重量和轉動慣量;
      3. 軸數:機器手臂的軸數量;
      4. 行程:機器人所能達到的最大路徑區間;
      5. 精度:達到某位置點的精度和重復運動的定位精度;
      6. 安裝方式:水平或倒置;
機器人的主要應用如下:點焊、搬運、噴涂、切割、涂膠等。
      
          
機器人視覺
      
     
      機器人視覺(如圖7)是使機器人具有視覺感知功能的系統,是機器人系統組成的重要部分之一?;魅聳泳蹩梢醞ü泳醮釁骰袢』肪車畝枷?,并通過視覺處理器進行分析和解釋,進而轉換為符號,讓機器人能夠辨識物體,并確定其位置?;魅聳泳跤布饕ㄍ枷窕袢『褪泳醮砹講糠?,而圖像獲取由照明系統、視覺傳感器、模擬-數字轉換器和幀存儲器等組成。根據功能不同,機器人視覺可分為視覺檢驗和視覺引導兩種,廣泛應用于電子、汽車、機械等工業部門和醫學、軍事領域。汽車行業中,經常用機器人視覺來讀取車輛類型、測量車身的尺寸?!?/p>

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