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汽車零部件的鈑金覆蓋件包含機蓋、后蓋箱、水箱架、保險杠、葉子板、車門,還有底盤件的元寶梁、控制臂、后橋等等,往往需要三維的切割,包括修邊和沖孔等,傳統(tǒng)工藝有開模沖壓,等離子切割或五軸機床激光切割等。
在樣車試制、小批量試生產(chǎn)、變形車、特種車和備件市場維修市場中,傳統(tǒng)的模具沖壓工藝顯然不能發(fā)揮其優(yōu)勢。沖壓件的內(nèi)框、孔、內(nèi)輪廓和外輪廓等的切邊和切孔等工作只能依靠手工完成,操作困難,出現(xiàn)廢品的機率較高,無法保證不同切割件的重復(fù)精度,無法滿足市場上對產(chǎn)品質(zhì)量越來越苛刻的要求。手工操作的加工時間長,加工后的產(chǎn)品必須逐件進行檢驗,很難符合車型開發(fā)周期越來越短的客觀要求。而且車型改變時需要更換全套模具,投資風(fēng)險較大。
等離子切割的方式,導(dǎo)致切口邊緣不整齊,需要下一道工序來打磨,費時費工。小孔只能用手鉆或沖床來加工,工作效率低下。而且手持離子設(shè)備對人體有一定的輻射。
一些規(guī)模較大的生產(chǎn)廠家,率先引進了國外先進的五軸鐳射切割機,大大改善了工藝效果,提高了生產(chǎn)效率。因為五軸機床目前基本上都是整機國外進口,價格極其昂貴,動輒三五百萬以上的設(shè)備價位,對廣大中小型生產(chǎn)廠家是一個難以普及的門檻。而且目前三四百萬的中低端的五軸鐳射切割機,選配的激光器基本上都是2KW的快軸流CO2激光器,需要充He,Ne,CO2等氣體,充氣費用在20元/小時左右,系統(tǒng)耗電在30KW左右,加上輔助切割的氧氣費用和零星耗材,累計每小時的使用費用高達(dá)80元左右。包含冷卻包含充氣在內(nèi)的系統(tǒng)占地面積高達(dá)數(shù)十平米。
我公司根據(jù)前期大量的市場調(diào)研,結(jié)合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業(yè)特點,現(xiàn)推出工業(yè)機器人+光纖激光器的組合進行三維切割,徹底有效的解決了上述問題。
首先,用工業(yè)機器人代替五軸機床。兩者都能進行空間軌跡的描述實現(xiàn)三維立體切割,工業(yè)機器人的重復(fù)定位精度比五軸機床稍低,約為±100uM,但這完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求了。而采用工業(yè)機器人大大降低了系統(tǒng)的成本造價,減少了耗電系統(tǒng)費用和系統(tǒng)運行維護費用,減少了系統(tǒng)的占地面積。
其次,用光纖激光器代替CO2激光器。光纖激光技術(shù)是近幾年高速發(fā)展的激光技術(shù),相比傳統(tǒng)激光,具有更好的切割質(zhì)量,更低的系統(tǒng)造價,更長的使用壽命和更低的維護費用,更低的耗電。關(guān)鍵是光纖激光器的激光可以通過光纖傳輸,方便與工業(yè)機器人連接,實現(xiàn)柔性加工。
其三,本系統(tǒng)唯一的缺陷,是只能加工金屬工件,不能加工非金屬工件。這是因為本系統(tǒng)采用的是光纖激光,其波長為1064NM,相對于波長為10640NM的CO2激光,不易為非金屬工件所吸收的緣故。