焊接

國外汽車工業機器人激光焊接技術的應用

轉載 :  caifu50225.cn   2018年02月07日

  應用機器人焊接後,大大提高了焊接件的外觀和内在質量,并保證了質量的穩定性和降低勞動強度,改善了勞動環境。

  國外汽車工業機器人激光焊接技術的應用

  機器人控制系統是機器人的大腦,是決定機器人功能和性能的主要因素。工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿态、軌迹、操作順序及動作的時間等,具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。目前機器人的應用工程由單台機器人工作站向機器人生産線發展,機器人控制器的聯網技術使得對機器人生産線的監控、診斷和管理更加便捷。

  

國外汽車工業機器人激光焊接技術的應用

  機器人焊接目前已廣泛應用在汽車制造業,汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司将點焊作為标準來裝備其日本國内和海外的所有點焊機器人。用這種技術可以提高焊接質量,甚至試圖用它來代替某些弧焊作業,同時,在短距離内的運動時間也大為縮短。該公司推出一種高度低的點焊機器人,用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起,共同對車體上部進行加工,從而縮短了整個焊接生産線長度。轎車後橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體保護焊(Metal-Inert Gas Welding,MIG)為主的受力安全零件,主要構件采用沖壓焊接,闆厚平均為1.5~4 mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質量要求相當高,其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接後,大大提高了焊接件的外觀和内在質量,并保證了質量的穩定性和降低勞動強度,改善了勞動環境。

  激光焊接設備的關鍵是大功率激光器,主要有兩大類,一類是固體激光器,又稱Nd:YAG激光器。Nd:YAG激光器波長為1.06 mm,主要優點是産生的光束可以通過光纖傳送,因此可以省去複雜的光束傳送系統,适用于柔性制造系統或遠程加工,通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業常用輸出功率為3~4 kW的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器,又稱CO2激光器,分子氣體作工作介質,産生平均為10.6 mm的紅外激光,可以連續工作并輸出很高的功率,标準激光功率在2~5 kW之間。汽車工業中激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。

  德國的Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生産CO2激光器,HAAS公司則主要生産固體(Nd:YAG)激光器,而IPG公司生産新型的光纖激光器,Laserline公司生産半導體激光器,形成相互競争又互相補充的激光技術研發與生産鍊。大衆汽車、寶馬汽車、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應用激光焊接技術的示範企業。德國的大衆汽車已經将激光焊接技術引入中國,并在上海大衆和一汽-大衆的轎車批量生産線上應用,推動了中國激光焊接技術的應用。

  使用輸出功率大于4 kW的二極管激發的固體激光器,對于鋁合金的焊接具有決定性的意義。這些系統的光束質量特别好,能夠瞬間注入直徑為0.4 mm的光纖中。激光束的聚焦能力極大地依靠于光纖的截面積。這表明這種新一代的固體激光器的潛力是“點”直徑更小,功率密度更高,使人們能夠進行以連續波的模式進行焊接。例如,用于對小型樣品和小零件的各種連接,如對接、T形焊接和搭接進行了研究,零件的材料是AlMgSi0.7(厚度:3 mm)和AlMg3(厚度:1.6 mm)鋁合金。高質量的焊道外形隻有在純粹的連續波狀态才有可能。當使用千瓦級的二極管激發的Nd:YAG

  激光器焊接鋁時,在很寬的參數範圍内都能獲得很高的可靠性。

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