在德國(guó)慕尼黑光博會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，行業(yè)脈搏跳動(dòng)強(qiáng)勁，全球參展商以飽滿的熱情，向八方觀眾展示著金屬加工領(lǐng)域的前沿技術(shù)與創(chuàng)新成果。
剛參加完美國(guó)金屬加工及焊接展覽會(huì)，我們又趕赴下一場(chǎng)展會(huì)，德國(guó)漢諾威金屬加工展。這次展會(huì)再次展示了金屬加工行業(yè)的最新技術(shù)和創(chuàng)新成果。
美國(guó)金屬加工及焊接展覽會(huì)FABTECH 2024已圓滿落幕，感謝每一位參觀我們展位的朋友，我們非常榮幸能夠在此次展會(huì)上展示我們的最新技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品，并與行業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士進(jìn)行深入交流。
激光切割頭?的分類及產(chǎn)品分布 激光切割頭也分不同的種類，比如有CO2切割頭、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控等離子切割頭、光纖激光切割頭等。而光纖激光切割機(jī)與其他的切割設(shè)備相比，其光電轉(zhuǎn)換率要高得多，尤其是數(shù)控光纖激光切割頭，它的光電轉(zhuǎn)換率高達(dá)30%，能夠?yàn)槠髽I(yè)降低大量的生產(chǎn)成本。 8.jpg 我國(guó)的激光加工產(chǎn)業(yè)可分為四個(gè)產(chǎn)業(yè)帶，珠三角、長(zhǎng)三角、華中地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)。珠三角地區(qū)以中、小功率激光加工機(jī)為主；長(zhǎng)三角以大功率焊接設(shè)備為主；環(huán)渤海以大功率和全固態(tài)激光為主；以武漢為首的華中地區(qū)，覆蓋了大、中、小激光加工設(shè)備。
時(shí)隔多年，中小功率激光切割頭依舊香 隨著激光技術(shù)的發(fā)展，光纖激光切割頭發(fā)展的越來越快，功率逐漸由百萬開發(fā)到了萬瓦級(jí)，切割的板材厚度也由1mm到現(xiàn)在的120mm甚至更厚，高功率的出現(xiàn)確實(shí)開拓了市場(chǎng)，也擠壓了中小功率的一些市場(chǎng)，但是并不意味著中小功率光纖激光切割機(jī)沒有了市場(chǎng)，在一些行業(yè)，中小功率激光切割機(jī)依然很受歡迎，混得風(fēng)生水起。下面我們一起來看下，中小功率光纖激光切割頭適合哪些行業(yè)。 7.jpg 1、廣告標(biāo)識(shí)行業(yè) 廣告標(biāo)識(shí)行業(yè)作為光纖激光切割頭最早開發(fā)的行業(yè)之一，也一直是光纖激光切割頭應(yīng)用較多的行業(yè)，對(duì)光纖激光切割機(jī)采購(gòu)需求旺盛，隨著行業(yè)的發(fā)展，廣告標(biāo)識(shí)行業(yè)對(duì)金屬材料的需求逐年增加，同時(shí)廣告標(biāo)識(shí)行業(yè)金屬厚度普遍偏低，所以中小功率光纖激光切割頭完全能滿足其對(duì)金屬材料的切割需求，故中小功率光纖激光切割頭在廣告標(biāo)識(shí)行業(yè)依然很受歡迎。 2、家用行業(yè) 家用行業(yè)作為每個(gè)家庭的必需品，包括家電、家具、廚具等行業(yè)，這些行業(yè)的金屬切割厚度普遍較低，但需求量大，隨著人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需要，家用行業(yè)的生產(chǎn)制造業(yè)必須跟上時(shí)代的發(fā)展步伐，不斷推陳出新，這樣光纖激光切割頭就起到了重要作用，具備切割速度快，穩(wěn)定高效，可切割復(fù)雜圖形，完全能取代傳統(tǒng)的切割工藝，并且能降低家用行業(yè)的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，故中小功率光纖激光切割頭同樣在家電、廚具、家具等家用行業(yè)很受歡迎。
1.機(jī)床主機(jī)部分 光纖激光切割頭機(jī)床主機(jī)部分，實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，包括載體--切割工作平臺(tái)。用于擺放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準(zhǔn)的進(jìn)行移動(dòng)，通常由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 2.操作工作臺(tái) 用于控制整個(gè)切割裝置的工作過程，所有操控光纖激光切割頭的操作命令均由此處發(fā)出。 3.激光切割頭 激光切割頭驅(qū)動(dòng)裝置用于按照程序驅(qū)動(dòng)切割頭沿Z軸方向運(yùn)動(dòng)，由伺服電機(jī)和絲杠或齒輪等傳動(dòng)件組成，主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。 激光切割頭 4.穩(wěn)壓器 連接在激光器、數(shù)控機(jī)床與電力供應(yīng)系統(tǒng)之間的裝置。主要起防止外電網(wǎng)干擾起到穩(wěn)壓的作用，保障機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 5.光纖激光器 光纖激光器是用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)而來。在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)對(duì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。 6.冷水機(jī) 用于冷卻激光器。激光器是利用電能轉(zhuǎn)換成光能的裝置，冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。 7.除塵器 除塵器抽出激光切割時(shí)產(chǎn)生的煙塵和粉塵，并進(jìn)行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
1 序言 盾構(gòu)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)集機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能 [1]盾構(gòu)具有自動(dòng)化程度高、施工速度快、施工過程中對(duì)地面建筑物及交通影響小等優(yōu)點(diǎn)，因此，在地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程得到廣泛應(yīng)用 [2]盾構(gòu)機(jī)主要由刀盤、盾體、主驅(qū)動(dòng)、螺旋輸送機(jī)、管片拼裝機(jī)、后配套等多個(gè)部件組成。主驅(qū)動(dòng)是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵核心部件，為刀盤提供支撐力及回轉(zhuǎn)動(dòng)力、傳遞刀盤推進(jìn)力。而驅(qū)動(dòng)箱是盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)的主要結(jié)構(gòu)件，用于承載主軸承、刀盤法蘭、減速機(jī)等其他部件，同時(shí)提供主軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的齒輪油容納空間，為前部密封及油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)提供油脂通道 [3]隨著工業(yè)智能制造程度的深入，實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動(dòng)化、柔性化與智能化已成為必然趨勢(shì)，而機(jī)器人焊接成為焊接技術(shù)自動(dòng)化的主要標(biāo)志 [4]機(jī)器人焊接具有提高焊接質(zhì)量、保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件等優(yōu)點(diǎn)。本文以CLOOS弧焊焊接機(jī)器人為基礎(chǔ)，建立盾構(gòu)機(jī)驅(qū)動(dòng)箱焊接工作站，探索研究機(jī)器人焊接參數(shù)，形成驅(qū)動(dòng)箱機(jī)器人焊接數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)箱機(jī)器人焊接，提高焊接質(zhì)量及效率，提升工業(yè)智能制造水平。
、擺動(dòng)功能：焊接工作是三維全方位擺動(dòng)工作，設(shè)置內(nèi)可調(diào)擺動(dòng)頻率，擺動(dòng)幅度，擺動(dòng)類型等參數(shù)，以便更好地進(jìn)行焊接作業(yè)。 2、焊接傳感功能：配備焊接傳感器，有起始點(diǎn)檢測(cè)，焊縫跟蹤傳感功能。 3、焊槍防撞功能：當(dāng)焊接頭受到不正常阻力時(shí)，機(jī)器人會(huì)停止工作，避免繼續(xù)操作帶來的不必要的損失。 4、焊槍校正功能：焊接頭與工件發(fā)生碰撞后，通過簡(jiǎn)單的操作即可校正復(fù)位。 5、焊接粘絲接觸功能：焊接完成后，焊絲與焊槍頭粘連在一起時(shí)，可以再次出光解除粘絲，不必手動(dòng)剪斷焊絲。 6、斷弧再啟功能：焊接出現(xiàn)斷弧時(shí)，機(jī)器人會(huì)按照指定的搭接量返回重新引弧焊接，無需重新人工補(bǔ)焊作業(yè)。
1、選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、根據(jù)焊槍行走路徑長(zhǎng)度來制定焊接順序。 2、焊槍空間過渡要求移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。 3、優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得最佳的焊接參數(shù)，制作工作試件進(jìn)行焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定。 4、合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對(duì)接頭的位置。 5、及時(shí)插入清槍程序?？煞乐购附语w濺堵塞焊接噴嘴和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，確?？煽恳?、減少焊接飛濺。?
目前的三維切割頭工藝已經(jīng)十分成熟，在各類行業(yè)中廣泛應(yīng)用，目前分為平面切割和三維切割頭，而三維切割頭在汽車類工業(yè)制造中尤為合適。根據(jù)汽車制造中各部件設(shè)計(jì)和要求，選擇不同規(guī)格的板材，通過激光切割技術(shù)來完成各零部件的制造，三維切割頭機(jī)技術(shù)助力汽車行業(yè)更效率的生產(chǎn)。 8.jpg 許多零部件的加工都需要進(jìn)行開孔和斜面加工，傳統(tǒng)加工一般要分為多個(gè)步驟然后手工完成，整體需要三到四個(gè)工序，加工時(shí)間長(zhǎng)，且無法保證加工件的重復(fù)精度，不能順應(yīng)目前要求高效的生產(chǎn)需求。三維激光切割機(jī)的應(yīng)用讓制造行業(yè)的生產(chǎn)更為簡(jiǎn)單，一臺(tái)設(shè)備完成截?cái)?、開孔和斜切三道工序，加工效率高，十分契合現(xiàn)在的汽車車身零部件加工。 先進(jìn)工業(yè)科技的發(fā)達(dá)，許多重復(fù)的工序都由工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行完成，精度質(zhì)量高的同時(shí)還能連續(xù)不間斷的工作。當(dāng)三維激光切割技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合，便成就了一臺(tái)能對(duì)不同厚度金屬板進(jìn)行多方位、靈活切割加工的新進(jìn)激光切割設(shè)備。利用工業(yè)機(jī)器人靈活快速的動(dòng)作性能，可根據(jù)工件的類型、大小等參數(shù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖窘叹幊?，就可以通過三維切割頭對(duì)工件進(jìn)行三維切割，各種復(fù)雜工件一次成型。 三維切割頭的優(yōu)勢(shì)主要在于成本上的節(jié)約，汽車各型號(hào)的不同內(nèi)部零部件也不同，傳統(tǒng)加工各部件切割都需要模具，單套產(chǎn)品線模具成本大，而且調(diào)試人工耗時(shí)長(zhǎng)。而采用三維切割設(shè)備，可將成本大大降低，無需模具即可切割，縮短整體生產(chǎn)周期。在汽車制造中，一款車型就是一套模具，汽車更新?lián)Q代快，三維切割頭技術(shù)就能很好地為企業(yè)節(jié)省成本。 三維切割頭能完成傳統(tǒng)等離子手動(dòng)切割、修邊模、沖孔模、六軸機(jī)器人三維切割頭和線切割等多道工序才能完成的任務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)智能化、多功能、高效率、低能耗的柔性化加工。工具的革新帶來的是生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，三維激光切割機(jī)不僅僅能帶動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，它的出現(xiàn)可以帶來異形材料切割行業(yè)的福音。
4．解決無限旋轉(zhuǎn)三維切割頭核心技術(shù) 精密的光學(xué)計(jì)算，制定系統(tǒng)幾何的空間算法，研制360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭，自主創(chuàng)新，擁有核心技術(shù)，是繼國(guó)外三家企業(yè)后，第四家能夠生產(chǎn)360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭的廠家，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭如圖5所示。 三維切割頭技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（下） 圖5 360°無線旋轉(zhuǎn)三維五軸切割頭 對(duì)三維五軸切割頭產(chǎn)品，解決如下關(guān)鍵及核心技術(shù)： （1）三維五軸無限旋轉(zhuǎn)切割頭水、氣、光通路的密封 三維切割頭加工時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡較為復(fù)雜，通過C軸（無限旋轉(zhuǎn)）機(jī)械傳動(dòng)部分傳輸?shù)墓艿烙泄饴?、水路、氣路、電信?hào)通路。由于C軸為無限旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，上述通道無法采用管道式的結(jié)構(gòu)，需設(shè)計(jì)特定的旋轉(zhuǎn)式通道結(jié)構(gòu)傳輸。隨之而來的問題就是要解決運(yùn)動(dòng)通道水、氣、光的動(dòng)密封性。 2.jpg? 為突破此重大障礙，在多種備選設(shè)計(jì)方案中選擇水、氣、光、電各通道獨(dú)立傳輸?shù)男D(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)；針對(duì)C軸各旋轉(zhuǎn)傳輸通路對(duì)密封元件技術(shù)要求，開發(fā)以新型材料為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)通道密封元件，元件設(shè)計(jì)充分地考慮了耐磨性、密封性和元件與管道動(dòng)摩擦力等綜合因素的平衡；結(jié)合理論與經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)適當(dāng)調(diào)整密封元件與被密封通路的公差配合，成功地實(shí)現(xiàn)集成多個(gè)密封傳輸通道的高速無限旋轉(zhuǎn)C軸部件。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自主研發(fā)的高速旋轉(zhuǎn)密封元件性能已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。 （2）三維切割頭高速旋轉(zhuǎn)下電信號(hào)抗干擾屏蔽技術(shù) 采用傳統(tǒng)的線纜在旋轉(zhuǎn)軸中傳輸電信號(hào)會(huì)因軸的旋轉(zhuǎn)將線纜纏繞甚至拉扯斷裂，多路電信號(hào)同時(shí)在間距較小的空間內(nèi)傳輸也會(huì)有信號(hào)互相串?dāng)_的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免此類問題并保證多路電信號(hào)的抗電磁干擾傳輸，根據(jù)多路電信號(hào)通路的技術(shù)規(guī)格，首創(chuàng)的獨(dú)特電滑環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，突破多路電信號(hào)在高速旋轉(zhuǎn)軸上的抗干擾傳輸。
激光加工制造在過去十年在中國(guó)得到迅速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的其中一個(gè)重要表現(xiàn)是激光取代傳統(tǒng)工藝。從以往的絲印、刀刻到如今激光打標(biāo)、雕刻，從以往的沖床、刀片切割到如今激光切割，從傳統(tǒng)的化學(xué)劑、酸洗到如今激光清洗等，都是工藝上的重大轉(zhuǎn)變，在符合環(huán)保綠色制造基礎(chǔ)上，讓工藝更高效、產(chǎn)出量更大、工藝效果更美觀，這就是激光帶來的技術(shù)進(jìn)步，也是工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。 手持激光焊接快速興起 在焊接方面也同樣出現(xiàn)了工藝的更替，從以往的普通電焊、弧焊到如今激光焊接。以金屬材料為主的手持激光焊是當(dāng)前最為重要的應(yīng)用。激光焊接在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)近30年了，但是以往采用的小功率YAG激光焊機(jī)常常是單機(jī)運(yùn)作，自動(dòng)化程度稍低，需要人工上下料，而且功率也低，工作臺(tái)幅面較小，難以操作大部件工件，導(dǎo)致激光焊接應(yīng)用無法鋪開。近些年激光焊接有了較大的發(fā)展，特別是光纖手持激光焊、半導(dǎo)體激光焊接的應(yīng)用，在工件夾具、自動(dòng)化控制、自動(dòng)上下料也得到不錯(cuò)的開發(fā)，目前在國(guó)內(nèi)的部分汽車廠已裝備高端的自動(dòng)化激光釬焊車身系統(tǒng)，另外在航空零部件、中車的機(jī)車廂體等也有應(yīng)用。還有一個(gè)很重要的就是新能源汽車的動(dòng)力電池激光焊接。這些都是手持激光焊接高端應(yīng)用的體現(xiàn)。
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