2017年4月安川首鋼研發(fā)的一體化全方位機(jī)器人激光切割系統(tǒng)在客戶(hù)處成功進(jìn)行了試生產(chǎn)，完成了500套工件的全自動(dòng)激光切割，成品質(zhì)量穩(wěn)定，精度達(dá)到預(yù)期技術(shù)要求，滿(mǎn)足了客戶(hù)高效、高精度的生產(chǎn)需要。

該系統(tǒng)由DX200系列激光專(zhuān)用機(jī)器人MOTOMAN-MC2000Ⅱ搭配激光發(fā)生器和切割頭，以及變位機(jī)、安全欄組成。系統(tǒng)通過(guò)I/O通訊控制激光功率，使機(jī)器人動(dòng)作與激光發(fā)生器的功率控制完全同步，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同的工件條件精準(zhǔn)控制激光功率的目的，為完美呈現(xiàn)切割品質(zhì)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

圖1 切割中的MC2000II

作為激光專(zhuān)用機(jī)器人除了精準(zhǔn)的重復(fù)定位精度之外，機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的軌跡精度是實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)切割的關(guān)鍵。在通用機(jī)器人的基礎(chǔ)上，MC2000Ⅱ通過(guò)提高本體結(jié)構(gòu)剛性、全面提升電機(jī)容量、提高減速機(jī)剛性這三大對(duì)策，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)高軌跡精度的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和圓弧運(yùn)動(dòng)，達(dá)到同級(jí)別機(jī)器人中最高水平的動(dòng)作性能。MC2000II的許用負(fù)載為30kg(最大50kg)，可輕松應(yīng)對(duì)各類(lèi)激光頭，水平可達(dá)半徑為2038mm，其充裕的可達(dá)范圍，加上卓越的軌跡精度和指令跟蹤性能，使得該機(jī)器人非常適用于汽車(chē)座椅、保險(xiǎn)杠、底盤(pán)后橋等零部件的激光切割、焊接等應(yīng)用。

圖2 MC2000II本體

安全性是激光系統(tǒng)的重中之重，安川首鋼研發(fā)的激光切割系統(tǒng)從三個(gè)方面進(jìn)行了全面的防護(hù)。

首先，充分利用DX200控制柜的安全功能。該功能通過(guò)雙重CPU構(gòu)成的[安全功能模塊]對(duì)機(jī)器人和工具的位置及速度進(jìn)行監(jiān)控，可將機(jī)器人動(dòng)作控制在設(shè)定范圍內(nèi)。當(dāng)機(jī)器人的任何部分將要超出限制區(qū)域時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)切斷伺服，確保機(jī)器人準(zhǔn)確無(wú)誤地停止下來(lái)，即使受到慣性的影響，也不會(huì)超過(guò)限制區(qū)域。基于DX200安全功能的使用，該激光切割系統(tǒng)只允許激光發(fā)生器在安全區(qū)域內(nèi)出光，從而避免了造成人員和設(shè)備的傷害。

圖3 DX200安全功能

其次，設(shè)計(jì)了適用于激光用途的高防護(hù)安全欄，該安全欄采用雙層折彎鋼板緊密拼接而成，防止激光外漏。安全欄的大小也因?yàn)椴捎肈X200安全功能，而收縮了機(jī)器人動(dòng)作范圍，從而節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)安裝空間。

圖4 基于安全功能的安全欄

同時(shí)，系統(tǒng)安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備，操作人員可在安全欄外通過(guò)監(jiān)視屏觀察工作站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，保證操作安全。

以上安全措施從不同角度保障了激光系統(tǒng)的安全性，也充分體現(xiàn)了安川首鋼“追求卓越，顧客至上”的公司理念。

在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，安川首鋼有效利用MotosimEG-VRC仿真軟件中的CAM功能，大幅度縮短了調(diào)試時(shí)間，提高了程序精度。CAM功能即自動(dòng)示教功能，可結(jié)合三維數(shù)模及作業(yè)條件，自動(dòng)生成機(jī)器人動(dòng)作程序，即使工件是由復(fù)雜的空間曲線(xiàn)組成也可以應(yīng)對(duì)。其中針對(duì)激光切割，更集成了一系列標(biāo)準(zhǔn)切割方法，如：開(kāi)孔切割、激光修整、穿孔加工等，即使非熟練工人也可輕松高效地編寫(xiě)出高品質(zhì)的切割程序，極大減輕了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員的工作量。

圖5 CAM自動(dòng)示教功能

隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品加工方面的要求更加精益求精，激光切割有著廣闊的發(fā)展前景。安川首鋼機(jī)器人有限公司成功研制的機(jī)器人激光切割系統(tǒng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，公司將始終秉承以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以技術(shù)為根基的發(fā)展理念，在機(jī)器人激光應(yīng)用領(lǐng)域不斷開(kāi)拓，大放異彩。