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五軸激光切割機方案與關鍵技術

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

激光切割相對於傳統的刀具加工,有速度快、非接觸等一係列的優點,從上世紀70年代開始就進入了大規模的行業應用。目前,在鈑金、製衣製鞋等行業,激光平麵切割工藝大大地彌補了模具衝裁工藝的加工不足,實現了傳統行業的工藝革新。如今,曲麵激光切割技術又提上了應用日程,在汽車內飾件加工過程中注塑工藝殘留的飛邊、五金件澆注過程殘留的水口、衝壓件的飛邊、箱包行業中的吸塑件孔的切割等等都是曲麵激光切割工藝的市場需求。

激光器大致有三種,光纖激光器、射頻管激光器和玻璃管激光器。隻有光纖激光器可以通過光纖傳送,也隻有它才方便地與六軸的工業機器人配套實現曲麵切割。但機器人的示教編程繁、加工範圍小,一般要和變位機配套使用,這種方案多在汽車等高附加值的行業中應用,在傳統的製造行業裏難以推廣。

 

射頻管激光器和玻璃管激光器都是屬於二氧化碳激光器,在非金屬激光加工行業裏有廣泛的應用。但他們隻能采用反射鏡傳導光路,難以和六軸機器人配合使用,所以研發適用於反射鏡光路的五軸激光切割機,是曲麵激光切割工藝進入傳統行業的關鍵。

五軸激光切割機方案

五軸激光切割機方案有三種。

第一,固定工作台,激光經X、Y、Z三軸反射鏡後進入AC旋轉激光頭出光,這種方案工作台靜止,適合大型工件加工,但它的光路長,光路技術要求高,光功率衰減大;

第二,雙回轉工作台,激光經X、Y、Z三軸反射鏡後出光,這種方案工作台要在A、C方向回轉,適合小型工作加工,其優點是光路短、實現方便。

第三,工作台在Y方向移動,激光經X、Z、AC旋轉激光頭出光,它和第一種方案類似,第一方案是動梁,第三種方案是靜梁,適合於長行程工況,也就是典型的五軸激光加工機方案。

 

五軸激光切割機的關鍵技術

五軸激光切割機的關鍵技術包括精密機械技術、激光光路技術、曲麵切割編程技術、標定技術。

精密機械技術:

第一,精密三坐標運動平台技術,影響精度的因素不僅僅是激光切割機的精度,更多的是激光光路的傳導要求運動平台的直線度、垂直度。

第二,雙回轉工作台(或AC回轉激光頭)的精密機械技術,事實上,精密回轉台的精度除製造精度外,零間隙的減速機是關鍵。

 

 

激光光路技術:

激光光路的技術問題在於反射鏡的安裝與調試技術。大行程的激光切割機,光路長,反射鏡在工作中由於溫度變化,角度會隨之改變,特別是前端的反射鏡角度變化,光路到後端的偏離更大,可能導致無法出光,甚至燒壞激光頭。激光光路的調試也是關鍵問題,AC回轉激光頭是封閉的,光路調式要設計專門工具才能實現。

 

曲麵切割編程技術:

五軸編程有示教與離線編程兩種,五軸數控程序和設備結構與尺寸相關,一定要有編程與仿真軟件,才能實現編程。而激光曲麵加工行業中,常常設有曲麵的3D數據模型,因此示教與離線編程結合的編程模式創新,是解決這個問題的出路。

 

標定技術:

精密機械的精度取決於製造技術與裝配技術,五軸激光切割機和五軸加工中心類似,它需要精密的標定技術,才能通過控製補償消除製造與裝配誤差。五軸加工中心已經有相應的標準和工具實現標定,五軸激光切割機的激光頭不受力,且精密小巧,雙頻激光幹涉儀的測量傳感器無法安裝,必須另行設計標定方法與標定元件,才能實現五軸激光切割機的精密標定。

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