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來源：本站 閱讀量：4064 2020-04-03
1、汽車鈑金行業的傳統工藝
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。在模具的制作過程中，修邊、沖孔工序一直是難點，特別是一些結構復雜的斜切、斜沖、斜翻等大型汽車模具。修邊線的確定需反反復復摸索幾次甚至十多次，給鉗工、加工設備帶來了極大的工作量，不但對鉗工的技能水平提出了較高的要求，而且會嚴重地影響后工序模具的調試。且現實中有很多修邊、沖孔模的切刃材質從成本上考慮采用了合金鋼，如Cr12、Cr12MoV等，如果采用傳統的修邊模制作方法，就難免會對刃口進行多次堆焊，由于諸如上面的材料在進行多次堆焊的過程中，容易開裂而致使鑲件報廢，不得不重新補料再加工，這樣，不但周期會被滯后，而且模具的制作成本也會大幅增加。而且在批量不大或是預制階段，開發模具費用高，周期長，更改不靈活。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，粉塵嚴重污染人體健康。具體工藝流程如下：
手持等離子設備切邊工藝
人工沖孔工藝
打孔前的標記定位
手鉆打孔
等離子切割后的修剪
等離子切割后的打磨
一些規模較大的生產廠家，率先引進了國外先進的五軸激光切割機，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激光切割機，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40KW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。
2、采用機械手和光纖激光器能實現的新工藝：
我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。
置頂式簡易安裝
置頂式標準安裝
加工成品
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。激光切割作為近年新興的工藝手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，使局部受熱熔化，然后利用高壓氣體吹去熔渣形成切縫，激光切割具有如下優勢：
1、 割縫窄，精度高，割縫粗糙度好，切割后無需后道工序的再處理；
2、 激光加工系統本身是一套計算機系統，可以方便的編排、修改，適合個性化加工，特別是對一些輪廓形狀復雜的鈑金件，批次較多批量不大，產品生命周期不長，從技術，經濟成本和時間角度來衡量，制造模具不劃算，激光切割尤具優勢；
3、 激光加工的能量密度很大，作用時間短，熱影響區小，熱變形小，熱應力小，加上激光為非機械接觸加工，對工件沒有機械應力作用，適合于精密加工。
4、 激光的高能量密度足以熔化任何金屬，特別適合于加工一些高硬度、高脆性、高熔點的其他工藝手段難以加工的材料。
5、 加工成本低廉。設備的一次性投資較貴，但連續的、大量的加工最終使每個零件的加工成本降低下來。
6、 激光為非接觸加工，慣性小，加工速度快，配合數控系統的CAD/CAM的軟件編程，省時方便，整體效率很高。
7、 激光的自動化程度高，可以全封閉加工，無污染，噪聲小，極大的改善了操作人員的工作環境。
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。早期的激光切割有采用CO2激光器，也有采用氙燈泵浦的YAG激光器，我公司的激光切割系統采用的是目前最為先進的第三代激光器――光纖激光器，具有如下優勢：
1、 激光通過光纖傳輸到聚焦頭，柔性連接的方式易于和生產線配套實現自動化工作。
2、 光纖理想的光束質量，大大提高了切割質量和工作效率。
3、 光纖激光器的極高的穩定性和超長的泵浦二極管壽命，決定了無須象傳統的燈泵浦激光器那樣需調整電流來適應氙燈老化問題，大大提高了生產的穩定性和產品的一致性。
4、 光纖激光器光電轉換效率高，系統耗電小，體積小，占地少。
5、 結構緊湊，系統集成度高，故障少，簡單易用，無須光學調整，低維護甚至零維護，真正做到了“落地出光”，加上抗沖擊振動，抗灰塵，真正適合于工業加工領域的應用。
一、 設備名稱、型號
設備名稱：光纖激光切割機
設備型號：XSD-GQ1000
XSD-GQ1000型光纖激光切割機具有激光功率高，能量穩定，光束模式好，性能可靠，操作簡單，維護方便等特點。它是將激光技術、數控技術有機的結合。
四、設備主要組成部分及技術參數
1、主要組成部分：
XSD-GQ1000光纖激光切割機主要由激光電源、激光器部分、激光指示部分、導光和聚焦系統、操作系統、同軸切割氣體系統、控制系統、6軸機械手組成。
（1）光纖激光器采用國產先進激光器（可選配進口激光器）。
（2）激光指示定位及聚焦系統
采用紅光作為同軸指示源，用作光學系統的調整基準及工作點的指示定位；
光纖切割頭根據客戶需求（可選配國產或進口）；
采用同軸吹氣切割，確保切割質量。
（3）操作及控制系統采用專用軟件控制機械手運作。
（4）高精度6軸機械手系統。
五、設備工作環境要求
三相交流電： 380V±10%，50HZ
環境溫度： -10℃-40℃
相對濕度：≤80%
油霧：不高于15mg/m3
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