機器人控制的Remote激光焊接技術除了利用掃描設備控制激光射束的運動之外，還要求激光切割保護氣體割炬具有很高的動態(tài)性能。與沒有附加坐標控制的傳統(tǒng)激光切割割炬相比較，新技術可節(jié)約工時60％左右。
隨著金屬激光加工技術的不斷進步，現(xiàn)在使用高能量的激光切割金屬材料時通常可以使用比5年前要高許多的進給速度。但由于移動部件質量較大，即使是高動態(tài)性能的激光切割設備在直線切割時可能使用的進給速度也達不到大多數(shù)輪廓切割的理論速度。例如，利用激光切割設備切割電動機轉子、定子鐵芯等電氣鋼板時，平均切割速度為20m/min；而理論上可以實現(xiàn)的激光切割的極限進給速度則為100m/min(見圖1)。隨著激光射束質量的進一步研發(fā)和提高，這一差異還將明顯地增大。因此，即使允許以很高的進給速度進行激光切割的線性驅動導向機構，但由于動態(tài)性能設計方面的原因，其多過渡線、小形輪廓軌跡控制可以實現(xiàn)的進給速度都明顯受到了限制。
由于加速度引起的加速度增量是一個重要的影響因素，它使得動態(tài)的軌跡控制受到了很大的影響。加速度的變化不是跳躍式的變化，而是隨時間增加而提高，并受加速度增量的影響，這就導致了在較短的切割輪廓中，機床坐標軸常常達不到其最高的加速度值，不能實現(xiàn)按照最高加速度進行加速運動。
保證不發(fā)生沖撞的加速度增量極限值一方面受驅動裝置本身的影響，另一方面也是由考慮了外部因素而設定的機床參數(shù)極限值所決定的。外部條件對加速度提高的限制是非常必要的，以便降低機床機械振動對驅動系統(tǒng)的影響，避免對激光頭的導向精度產生負面作用。
受加速度限制的驅動進給量
目前，激光加工設備都是通過進給量對各個坐標軸應執(zhí)行的加速度加以限制。由于它的作用，在大多數(shù)切割輪廓情況下，激光加工機床坐標軸的運動速度很難達到事先規(guī)定的極限速度。圖2所示為帶有和不帶有坐標軸進給加速度增量在運動距離限制與加速度限制時加工工件直角處的速度關系曲線。在2001年的工業(yè)機器人焊接研究中，IWS霍倫霍夫研究院通過掃描系統(tǒng)在機器人中的集成時對這個問題進行了解決；并明顯地提高了機器人的加工速度和加工質量。在激光焊接時，與激光切割有所不同：在各個焊接點處盡可能保持恒定的生產加工速度和盡可能短的定位運動時間。如今的機器人Remote焊接設備已經完全把機器人(空間、靈活性)和掃描系統(tǒng)(動態(tài)、精度)的優(yōu)點經智能化的軌跡運動和自動化控制結合在一起。
激光切割時，即使是在切割復雜輪廓的工件時也應達到技術允許的極限速度，以便充分挖掘激光技術的生產潛力。在將機器人控制Remote焊接設備的技術轉移到激光切割機器人中時，必須要做進一步的技術改進，即利用掃描技術附加高動態(tài)性能的激光切割保護氣體對激光射束運動進行控制。激光切割保護氣體保護著激光射束聚焦在工作區(qū)，以保證可靠的熔化材料。
經過多年的研究，目前的Remocut技術已經含有了多種不同的Remote切割工藝方法，根據(jù)被切割材料、使用的切割氣體等可分為無保護氣體的Remote非金屬材料切割(Remocut-NM)、不使用保護氣體的、金屬板材厚度0.7mm的Remocut金屬材料切割(Remocut-M)和使用保護氣體的、金屬板材厚度4mm的Remocut保護氣體金屬切割(Remcut-MG)。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
