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

該系統(tǒng)由DX200系列激光專用機器人MOTOMAN-MC2000Ⅱ搭配激光發(fā)生器和切割頭，以及變位機、安全欄組成。系統(tǒng)通過I/O通訊控制激光功率，使機器人動作與激光發(fā)生器的功率控制完全同步，從而實現(xiàn)針對不同的工件條件精準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

作為激光專用機器人除了精準的重復定位精度之外，機器人運行過程中的軌跡精度是實現(xiàn)高品質(zhì)切割的關(guān)鍵。在通用機器人的基礎(chǔ)上，MC2000Ⅱ通過提高本體結(jié)構(gòu)剛性、全面提升電機容量、提高減速機剛性這三大對策，即使在高速運轉(zhuǎn)情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)高軌跡精度的直線運動和圓弧運動，達到同級別機器人中最高水平的動作性能。MC2000II的許用負載為30kg(最大50kg)，可輕松應(yīng)對各類激光頭，水平可達半徑為2038mm，其充裕的可達范圍，加上卓越的軌跡精度和指令跟蹤性能，使得該機器人非常適用于汽車座椅、保險杠、底盤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)從三個方面進行了全面的防護。

首先，充分利用DX200控制柜的安全功能。該功能通過雙重CPU構(gòu)成的[安全功能模塊]對機器人和工具的位置及速度進行監(jiān)控，可將機器人動作控制在設(shè)定范圍內(nèi)。當機器人的任何部分將要超出限制區(qū)域時，機器人會自動切斷伺服，確保機器人準確無誤地停止下來，即使受到慣性的影響，也不會超過限制區(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)計了適用于激光用途的高防護安全欄，該安全欄采用雙層折彎鋼板緊密拼接而成，防止激光外漏。安全欄的大小也因為采用DX200安全功能，而收縮了機器人動作范圍，從而節(jié)約了現(xiàn)場安裝空間。

圖4 基于安全功能的安全欄

同時，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監(jiān)視屏觀察工作站內(nèi)的設(shè)備運轉(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)試時間，提高了程序精度。CAM功能即自動示教功能，可結(jié)合三維數(shù)模及作業(yè)條件，自動生成機器人動作程序，即使工件是由復雜的空間曲線組成也可以應(yīng)對。其中針對激光切割，更集成了一系列標準切割方法，如：開孔切割、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出高品質(zhì)的切割程序，極大減輕了現(xiàn)場調(diào)試人員的工作量。

圖5 CAM自動示教功能

隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，社會對產(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。安川首鋼機器人有限公司成功研制的機器人激光切割系統(tǒng)達到了國內(nèi)先進水平，公司將始終秉承以市場為導向，以技術(shù)為根基的發(fā)展理念，在機器人激光應(yīng)用領(lǐng)域不斷開拓，大放異彩。