光纤激光与机器人联合发展情况,应如何更好融入呢?

2020-10-16 09:18:02 晶肖

激光与机器人联合发展现状

从时间上来看,激光技术和机器人的出现和发展都较为同步,但两者长期处于平行发展状态,直到上世纪90年代末期才首次出现了交集。1999年,德国机器人公司首先整合出第一台带有激光加工系统的机械臂,从此开启了机器人来助力激光加工的先河。

这里面,激光与工业机器人相结合可以碰发出很大的能力,创造更高的加工可能性,让激光实现更加多用途,完全摆脱了死板的二维工作台,可以随意转动挥舞激光头,实现任意设定好的加工。机器人激光加工系统克服了一些传统激光加工的弊端,还能减少错误和误差,在一些极端环境正常作业。

在欧洲、美国、日本主要发达国家,激光加工的研发与自动化紧密结合,史陶比尔、ABB、KUKA、安川等机器人企业与激光产业互动合作甚多,创造出很多自动化激光应用的新东西。这种情况在中国并未出现,当前我国激光产业一拨企业,机器人产业一拨企业,两者各自干自己,中间的互动、技术交流甚至合作研发项目都比较少,仅有的就是激光企业要集成三维系统,就去找机器人企业买个机械臂。这种行业状态非常不利于激光加工的升级和三维加工的推进。


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光纤激光器和半导体激光器的出现实现了光纤传输光束,让激光实现了更大的柔性,集成到机械臂上变得很容易。激光加工在解决了光学、激光的问题后,要取得更大的发展空间,必须在数控自动化方面下功夫。如果没有做好数控自动化,用户就不得不采用人工,所以就会出现各种手持激光设备,宁愿放弃机械臂而去选择人工手持加工,事实上在精度、作业持续时间、长期成本核算都是比不上机械臂的。

当前,机器人激光加工系统主要有切割、焊接、熔覆三种应用,仅有机器人激光焊接是得到规模化的应用,具体表现是在汽车焊装产线上,包括车门、车顶、后盖等白车身焊接,从原来的电焊到激光焊接,是从“纽扣”到“拉链”的一个跨越。在三维切割方面尽管这几年是重要趋势,但目前没有形成规模应用,熔覆是针对单个金属部件的定制修理,更加没有显现批量化。因此,目前我国机器人激光加工系统还有待发展。


机器人激光加工如何更好融合

我国的激光和机器人技术要更好地结合,协同发展,则最好要有更多的互动合作。这可以是由政府或者是行业组织牵头举办技术交流活动,发起两个产业界的项目合作。

一方面激光设备集成厂家是开发终端应用,机器人企业的产品是为他们配套,然而很多激光企业拥有光学技术,在机械数控技术方面欠缺,必须机器人企业进行帮助。以应用带动项目,以项目推动双方研究合作。

很重要的一个问题是国产工业机器人品牌种类繁多,品质参差不齐,又或者精度比不过外国品牌,得不到激光集成商的认可,导致他们最终还是选择四大家族的产品开发机器人激光系统。这一点上,国内的机器人企业必须努力攻坚技术难关,力争推出更高水平的产品,而未来激光集成商也需要考虑给这些国产品牌合作的机会。

最后一个问题是,激光与机器人两大产业都比较新,都是最近六七年快速发展起来的,目前在行业标准、国家标准等都是欠缺的,市场秩序也比较混乱,行业还处于快速成长期,各种新的竞争者又冒出来,大企业又有碾压小企业的市场行为,行业内的科研机构与企业的合作不紧密。要让两个产业良性发展,都需要引导目前市场行为健康发展,还得加强行业标准,促进产学研的结合,这些都是需要较长时间的事。

标签: 光纤激光
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