万顺兴三维激光加工技术的应用

2019-08-08 10:21:35 金晓


三维激光头加工技术是激光智能加工的发展趋势。它将新一代光纤激光头技术与各种六轴或七轴机器人技术相结合,实现三维空间的高速,高精度切割头和焊接头。据有关资料统计,欧美发达工业国家制造业中50%-70%的零件采用三维激光头加工技术加工而成。

三维激光头加工设备已被国外厂商垄断。虽然产品非常好,但高售价和后期维护成本总能让国内工厂远离。面对世界三维激光头设备市场的巨大需求,万顺兴激光投入巨资积极研发,取得了突破性进展。到目前为止,万顺兴3D机器人光纤激光切割头系列和高效率,高精度,多功能,高适应性的焊接头系列已经批量引入全球市场。万顺兴激光智能加工设备可在不同厚度的金属板上进行多角度,多方向柔性智能加工,满足航空航天,汽车,船舶,机械制造,电梯制造等各制造业的金属切削和焊接要求,广告制造,家电制造,医疗设备,五金,装饰,金属外加工服务等。其中,汽车制造是三维激光切割头和焊接头技术中应用最广泛的领域之一。


激光头


一、三维激光切割头技术

三维激光切割头工艺范围广,适用于切割加工金属材料,如不锈钢,碳钢,合金钢,硅钢,镀锌钢板,镍钛合金,铬镍铁合金,铝铝合金,钛合金,铜等。它涵盖了金属材料的整个工业应用领域,广泛用于模具试制和模塑件的小批量生产。它在非成型加工,各种消耗成本,快速响应市场,智能化生产,安全环保等方面具有更多优势。


激光切割头NC12


1、三维激光切割头——无成型工艺

在产品转换和冲压模具改造过程中,在绘制原模后,采用三维激光切割头技术对孔位和修边进行加工,大大缩短了模具测试周期。目前,三维激光切割头具有取代修边模具和冲模的趋势。例如,在减轻汽车的过程中,使用更薄的高强度钢板,特别是对于强度高达1500MPa的钢板。由于更高的强度,在加工这些高硬度材料时,传统设备的模具或刀具的使用寿命将大大缩短,并且激光切割不需要考虑这些问题。另外,汽车部件等非平面部件需要通过三维激光切割头,这是非三维平面切割所不能做到的。

在三维加工中,由万顺兴激光开发的WSX三维机器人光纤激光切割头系列取代了传统昂贵的五轴机床,实现了三维激光切割。高精度WSX机器人,全铝合金臂,重量轻,独特的起重和装配重型设备,工作范围广,确保在任何姿势下加工。机器人手臂可以达到2.01米,切割台的宽度可以达到2米,超过了昂贵的六轴机床工作台的宽度。可以在切割台的工作区域中加工一般尺寸的成形零件。通过移动工作台也可以实现一些大尺寸金属板。它不仅缩短了样品的生产和安装周期,提高了产品更换的灵活性,而且还满足了机器盖,后盖盒,水箱等非平面汽车零件的三维切割,修边和冲孔的要求。等等。框架,保险杠,刀片,门和其他金属板盖和底盘部件,如翼梁,控制臂,后轴等。


激光头参数


2、三维激光切割头的消费成本较低

与传统的三维切割头系统相比,三维工业机器人和光纤激光切割机的结合大大降低了三维切割系统的成本和系统的占用面积。光纤激光器采用半导体模块化和冗余设计,谐振腔内无光学透镜,无需启动时间,无需调整,免维护,稳定性高,降低了配件成本和维护时间;同时,光纤激光器具有较高的电光转换效率,转换效率大于25%,是相同功率的CO2激光器的2-3倍,产生的处理浪费较少。在金属板的切割过程中,优点特别突出,降低了整个加工时间的成本,提高了生产效率。

光纤激光头是最新的激光技术之一。在激光头方面,万顺兴3D机器人光纤激光切割头采用德国原装进口光纤激光器。它具有散热面积大,光束质量好,体积小的优点。与传统激光器相比,光纤激光器具有更好的切割质量,更低的系统成本,更长的使用寿命,更低的维护成本和更低的功耗。同时,配备德国原装智能后续三维激光切割头,避免用户过分依赖熟练的操作人员,降低人工成本。

3、三维激光切割头的快速响应市场

制造商开发模具的成本非常高。此外,当前消费强调个性化,产品的更新周期逐渐缩短。由于其自身的限制 - 长模具生产周期,原始模具生产难以适应更快更快的产品更换。在快速响应市场需求方面,毫无疑问,三维激光切割头和非成形快速加工技术将赢得巨大的竞争优势。


激光头


4、三维激光切割头的智能自动生产

先进的3D机器人光纤激光切割头和自动控制,网络控制技术和计算机辅助生产管理系统技术的完美结合,代表了最先进的激光切割头水平。目前,三维激光切割头正朝着无人和自动激光切割单元的方向发展。 万顺兴激光头的WSX 3D机器人光纤激光切割头内置专业的激光切割机控制系统,自行开发,电脑操作,嵌入大型工艺数据库,使用方便,智能化,有效降低使用难度。处理路径由程序控制。如果处理对象发生更改,则只需要修改程序。同时配置了一个界面友好的智能手持操作终端,完全符合人体工程学设计,降低了各个方向的操作难度。

WSX 3D机器人光纤激光切割头配备远程智能监控系统,更智能,功能更强大。它可以通过移动终端和PC终端实时监控设备的运行状态。支持光路自适应系统;支持自动镜头检测;支持远程协助处理设备故障;它可以最大限度地降低设备的故障率,降低设备的维护成本,提高设备的连续稳定性。用户可以通过专业的数字控制系统组织大量的三维激光切割头单元(FMC),形成自动化生产线,真正实现加工作业现场的智能自动化和无人化生产管理。

5、三维激光切割头的安全和环境保护

光纤激光切割头具有电光转换效率高,处理浪费少,噪音低,清洁,安全,无污染,大大改善工作环境,节能环保等优点。WSX C20三维机器人光纤激光切割头设计的全封闭外保护装置采用安全联锁设计,有效隔离加工区域,避免激光头辐射伤害,完全符合欧洲最严格的激光头设备安全设计标准,确保最大程度地提高设备操作人员的人身安全。配合烟雾自动收集系统,更环保,真正实现安全环保的双重保护。


激光头

激光头


二、三维激光焊接头技术

与传统的焊接头焊接方法相比,激光焊接头焊接具有宽宽比大,效率高,无需添加材料,经济性好,焊接材料一致性高,焊接质量和强度高的优点。

如今,3D机器人与光纤激光焊接头焊接的结合被广泛应用于工业制造,特别是高端制造业。三维激光焊接头焊接具有质量稳定,焊接速度快,多工位协作,安全性高的特点。


1、三维激光焊接头——稳定优质的焊接

焊接电流,电压,焊接速度和干燥伸长率等焊接参数在焊接结果中起着决定性的作用。采用三维机器人焊接时,各焊缝的焊接参数不变,焊缝质量受人为因素影响较小,对工人操作技术的要求降低,焊接质量稳定。然而,传统的手工焊接方法,例如焊丝的焊接速度和干燥伸长率是可变的,并且难以实现质量均匀性。万顺兴激光头的 W20三维机器人光纤激光焊头采用WSX工业机器人,定位精度高,加工稳定性高,射程大,六轴联动,易于实现三维零件的焊接。

与传统焊接头焊接方法相比,光纤激光焊接头焊接不需要焊丝,焊缝的形状和长度可以定制,材料的特性不会改变。万顺兴激光头的 W20 3D机器人光纤激光焊接头配备了美国IPG公司的原装进口激光器。它是激光头行业的领导者,使优势更加明显,焊接更稳定,质量更高,整体外观更光滑,更美观,材料不会变形。

2、三维激光焊接头的焊接速度更快

光纤激光焊接头焊接的一个优点是热能集中,热影响区域小。与单焦点焊接相比,激光头的激光扫描焊接提供更高的焊接头焊接的效率,更大的灵活性和更好的经济性,特别是当某些部件需要很多短焊接时。焊头可以使用扫描电流计将激光头光束定位在工件表面,两个高速扫描透镜和一个线性轴完成精确定位,并移动激光束的焦点,以便在一定范围内快速焊接3D空间中200 * 300 * 200 mm3。可以在各种三维模制部件之间实现重叠焊接,重叠焊接和点焊。同时,控制软件可以使用户远程处理激光焊接头焊接的过程。例如:编辑处理顺序,编辑加工要求,焊接头焊接的形状,焊接头焊接的速度,激光头功率,激光头的激光能量梯度等,及时观察和优化激光状态,编辑同步点,优化加工路径。


激光焊接头ND60


特别是,工业机器人用于携带扫描电流计,大大减少了焊头的移动和定位时间,提高了焊接效率。扫描检流计与工件表面之间的距离非常大,简化了工具的结构。配备自动卸料器,形成多工位焊接工作站,具有更强的灵活性和更高的效率。

对未来车身结构的研究表明,与电阻点焊相比,扫描焊接系统可以将投资成本降低30%,加工面积降低50%,加工时间降低60%。另外,机器人可以连续工作24小时,采用高速高效的三维激光焊接技术进行焊接,从而更加明显地提高了加工效率。

3、三维激光焊接头的多站合作工作

针对单个三维激光焊接头焊接不能满足生产要求的问题,还可以设计三维光纤激光焊接头焊接多工位协同操作,配备自动位移机,形成多工位焊接。工作站使材料能够按顺序装载和卸载,具有更大的灵活性和更高的生产效率。小批量产品的焊接自动化可以通过修改程序来实现,以适应不同工件的生产。

4、三维激光焊接头的更高的安全性

焊接头焊接会产生焊接电弧,雾和飞溅,这将危及工人的健康或安全。然而,万顺兴的WSX laser W20 3D机器人光纤激光焊头大系列配备了一个手持终端,操作简单,无需前后接触即可远程控制和焊接机器人手臂。对于点焊,工人不需要携带重型手动焊钳,这使得工人无需高强度的手工劳动。同时,根据客户的工作条件,设计合理的安全保护装置,有效防止激光头辐射在焊接过程中伤害工人。


激光头


从目前行业的发展来看,工业机器人和激光头行业都处于快速发展的过程中。激光头加工技术,特别是切割头和焊接头,以及工业机器人的高灵活性和高效率相辅相成。工业机器人技术与激光头加工技术的融合将创造更多的三维激光头加工解决方案,推动激光头加工应用的发展,帮助企业降低成本,实现更大的生产能力,以智能,低成本和高灵活性获得更多的利益。



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