http://www.kblhh.cn 2011-06-20 10:48 來源:創科源激光
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、變形車、特種車和備件市場維修市場中,傳統的模具沖壓工藝顯然不能發揮其優勢。沖壓件的內框、孔、內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,出現廢品的機率較高,無法保證不同切割件的重復精度,無法滿足市場上對產品質量越來越苛刻的要求。手工操作的加工時間長,加工后的產品必須逐件進行檢驗,很難符合車型開發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,投資風險較大。
等離子切割的方式,導致切口邊緣不整齊,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。而且手持離子設備對人體有一定的輻射。
一些規模較大的生產廠家,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備價位,對廣大中小型生產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80元左右。包含冷卻包含充氣在內的系統占地面積高達數十平米。
公司根據前期大量的市場調研,結合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業特點,現推出工業機器人+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,用工業機器人代替五軸機床。兩者都能進行空間軌跡的描述實現三維立體切割,工業機器人的重復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的精度要求了。而采用工業機器人大大降低了系統的成本造價,減少了耗電系統費用和系統運行維護費用,減少了系統的占地面積。
其次,用光纖激光器代替CO2激光器。光纖激光技術是近幾年高速發展的激光技術,相比傳統激光,具有更好的切割質量,更低的系統造價,更長的使用壽命和更低的維護費用,更低的耗電。關鍵是光纖激光器的激光可以通過光纖傳輸,方便與工業機器人連接,實現柔性加工。
其三,本系統唯一的缺陷,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。
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五軸機床+CO2激光器
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工業機器人+光纖激光器
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加工速度
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據工件材質、工件料厚和選配激光器功率大小而異
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據工件材質、工件料厚和選配激光器功率大小而異,如1.5MM厚碳鋼用200W激光器,可達5米 /分鐘
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系統價位
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400-1000萬
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100-200萬
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激光器維護費用
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充He、Ne、CO2等,合計30元/小時
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無需充氣,壽命長達10萬小時。
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系統耗電
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30KW左右
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6KW以內
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冷卻方式
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水冷,體積龐大
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400W以下風冷,400W以上為水冷,體積小巧
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系統占地面積
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50-100平米
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10平米以內
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輔助氧氣費用
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據工件材質、工件料厚不同而異
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如2MM內碳鋼,氧氣用量約15元/小時
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離線編程軟件
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可以
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可以
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重復定位精度
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50uM以內
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100uM以內
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加工范圍
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金屬和非金屬
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金屬
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總之,采用工業機器人+光纖激光器的組合進行加工,修邊沖孔等工藝一次完成,切口整齊無需后道工藝再處理,大大縮短了工藝流程,降低了人工成本和模具費用的投入,也提高了產品檔次和產品附加值。選配我公司的離線編程軟件,通過數模直接生成切割軌跡,拋棄了繁雜的人工示教,更加適合小批量多批次的維修市場、新品試制和非標定制等一些個性化的切割需求。而且,投資高柔性高效率的激光切割設備,來代替昂貴的沖壓設備和剪裁設備,可以更加靈活的更換產品,把握市場。
系統選型:
1. 根據工件大小選配不同臂長的機械手。在置頂安裝的情況下,機械手為半球面的工作區域,考慮到用戶的實際加工情況和后期產品升級空間,建議采用臂長2.01米的機械手,實際加工幅面可達3米*3米。
2. 根據工件材質和厚薄選配不同功率級別的光纖激光器。金屬的切割以碳鋼、鋁和不銹鋼三種為代表,鋁等為高反射材料,同樣料厚情況下需選配更大功率的激光器,碳鋼比較容易切割,典型參數為2MM內厚碳鋼選用200W激光器。具體選型可接洽我公司工藝工程師。
3. 根據工件厚薄選配不同焦距的切割頭。3mm以下薄板切割可選3英寸焦距切割頭,厚板切割一般選用5英寸或7英寸的長焦距切割頭。
4. 根據實際需要選配離線編程軟件。
創科源三維切割系統的六大技術優勢:
1.切割速度快,為同類產品的兩倍。典型參數0.8MM厚碳鋼用200W激光器,直線切割速度可達10米 /分鐘。
2.切割精度高。系統重復定位精度高達±100uM,完全可滿足汽車鈑金覆蓋件行業的需求。
3.可切割直徑小至2MM的小圓,切割效果圓滑美觀,目測無形變和毛刺。單個小圓切割時間可控制在2秒內。4.選配臂長2.01米的機械手,除了實現直徑達3米的半球形三維加工區域外,還可實現3米×1.5米的二維平面切割。實現二三維切割的合二為一,在標準坯材上開料,結合我公司自行開發免費配送的二維軟件,具有排料和路徑優化等功能,真正適合鈑金行業的初始投資。
5. 根據實際需要選配離線編程軟件,可讀取UG,SOLIDWORK等三維作圖軟件導出的vda,igs,x_t,sldprt,prt,stp,ipt,par等格式的數模,修改后直接生成切割軌跡,代替人工示教,簡單易用。6. 工業控制理念,模塊化設計,全系統的防護等級為IP55,機械手防護等級更是高達IP65,系統集成度高,故障少,抗沖擊振動,抗灰塵,無須光學調整或維護,真正適合于工業加工領域的應用。
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