机器人激光焊接技术在国外汽车工业中的应用。

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机器人激光焊接技术在国外汽车工业中的应用。

机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务是控制工业机器人在工作空室内的运动位置、姿态、轨迹、操作顺序和动作时间。它具有编程简单、软件菜单操作、人机交互界面友好、操作提示在线、使用方便等特点。目前,机器人的应用工程正在从单一的机器人工作站向机器人生产线发展,机器人控制器的网络化技术使机器人生产线的监控、诊断和管理更加方便。

 

机器人焊接已广泛应用于汽车制造、汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器和变矩器等领域。丰田以点焊为标准装备其在日本和海外的所有点焊机器人。这种技术可以提高焊接质量,甚至尝试取代一些电弧焊操作,同时短距离内的运动时间大大缩短。公司引进了低空点焊机器人,用于焊接车身下部。这种短点焊机器人还可以与更高的机器人组装在一起,对车身上部进行加工,从而缩短整个焊接生产线的长度。汽车的后轮轴、副车架、摇臂、悬架、减震器等底盘零件大多是基于MIG(金属惰性气体保护焊)的应力安全零件。主要部件为冲压焊接,平均厚度1.5 ~ 4 mm,焊接形式主要为搭接和角接,焊接质量很高,直接影响汽车的安全性能。用机器人焊接后,焊接件的外观和内部质量大大提高,保证了质量的稳定性,降低了劳动强度,改善了工作环境。

激光焊接设备的关键是大功率激光器,它主要有两大类,一类是固态激光器,又称Nd: YAG激光器。钕钇铝石榴石激光器的波长为1.06毫米,其主要优点是产生的光束可以通过光纤传输,因此可以省略复杂的光束传输系统。适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求高的工件。汽车工业常用的是输出功率为3 ~ 4 kw的Nd: YAG激光器。另一种是气体激光器,也称为CO2激光器。以分子气体为工作介质,产生平均10.6 mm的红外激光,可连续工作,输出高功率。标准激光功率在2 ~ 2 ~ 5kw之间。激光技术主要用于汽车工业中的拼焊、焊接和零件焊接。

德国Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生产CO2激光器,HAAS公司主要生产固态(nd: YAG)激光器,IPG公司生产新型光纤激光器,而Laserline公司生产半导体激光器,形成了具有竞争力和互补性的激光技术R&D和生产链。大众、宝马、奔驰、迈耶船厂是德国应用激光焊接技术的示范企业。德国大众将激光焊接技术引入中国,并应用于上海大众和一汽-大众的量产线上,推动了激光焊接技术在中国的应用。

 

 

输出功率大于4 kW的二极管激发的固态激光器的使用对于铝合金的焊接具有决定性的意义。这些系统的光束质量非常好,它们可以瞬间注入直径为0.4毫米的光纤。激光束的聚焦能力很大程度上取决于光纤的横截面积。这表明,这种新一代固态激光器的潜力在于更小的“点”直径和更高的功率密度,使人们能够以连续波模式进行焊接。比如用来研究小样品和小零件之间的各种连接,如对接、丁字焊、搭接等。零件材料为AlMgSi0.7(厚度:3 mm)和AlMg3(厚度:1.6 mm)铝合金。高质量的焊缝形状只有在纯连续波状态下才有可能。当使用千瓦级二极管激励的钕钇铝石榴石时。

当用激光焊接铝时,可以在很宽的参数范围内获得高可靠性。

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