一種激光切割系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于激光切割領(lǐng)域，具體是一種激光切割系統(tǒng)，包括工件平臺(tái)、激光切割頭以及帶動(dòng)所述激光切割頭移動(dòng)的機(jī)器人，所述工件平臺(tái)設(shè)置在一固定底板上，在所述工件平臺(tái)與固定底板之間還設(shè)置有使所工件平臺(tái)在所述固定底板上沿直線移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器的組合進(jìn)行加工，修邊沖孔等工藝一次完成，切口整齊無(wú)需后道工藝再處理，大大縮短了工藝流程，降低了人工成本和投入，也提高了產(chǎn)品檔次和產(chǎn)品附加值。
【專利說(shuō)明】
一種激光切割系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于激光切割領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于汽車鈑金覆蓋件和底盤件加 工的激光切割系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 三維激光切割機(jī)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車輪船、機(jī)械制造、電梯制造、廣告制作、 家用電器制造、醫(yī)療器械、五金、裝飾、金屬對(duì)外加工服務(wù)等各種制造行業(yè)。汽車零部件上的 鈑金覆蓋件和底盤件包含機(jī)蓋、后蓋箱、水箱架、保險(xiǎn)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(tǒng)五軸機(jī)床定位精度較 工業(yè)機(jī)器人低，切割效率低，系統(tǒng)耗電高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高；另外傳統(tǒng)C02激光器切割質(zhì)量不 高，使用壽命較低且維護(hù)費(fèi)用高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了解決上述出現(xiàn)的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于汽車鈑金覆蓋件 和底盤件加工的激光切割系統(tǒng)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種激光切割系統(tǒng)，其特征在于:包括激光器、工件平臺(tái)、激光切割頭以及帶動(dòng)所 述激光切割頭移動(dòng)的機(jī)器人，所述激光器通過(guò)外光路系統(tǒng)與所述激光切割頭連接，所述工 件平臺(tái)設(shè)置在一固定底板上，在所述工件平臺(tái)與固定底板之間還設(shè)置有使所工件平臺(tái)在所 述固定底板上沿直線移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括一用于冷卻所述激光器和外光路系統(tǒng)的冷卻 系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)采用水冷機(jī)為激光器和外光路系統(tǒng)提供循環(huán)的冷卻水。
[0006] 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述工件平臺(tái)設(shè)置固定在所述 導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上且與所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0007] 所述機(jī)器人固定在一龍門式倒掛系統(tǒng)上。
[0008] 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括底座滑臺(tái)以及滑動(dòng)滑臺(tái)。整個(gè)底座滑臺(tái)與滑動(dòng)滑臺(tái)采用焊接結(jié) 構(gòu)，底座滑臺(tái)與滑動(dòng)滑臺(tái)之間是移動(dòng)是通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿傳動(dòng)、導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo) 向的方式?；瑒?dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)l〇m/min，重復(fù)定位精度小于等于0.03_。
[0009] 機(jī)器人固定在一龍門式倒掛系統(tǒng)上，主要由立柱單元、橫梁?jiǎn)卧獦?gòu)成，主要采用采 用板材、型材焊接而成，保證足夠的支撐與剛性;使整個(gè)設(shè)備運(yùn)行起來(lái)平穩(wěn)、焊接質(zhì)量?jī)?yōu) 良。
[0010] 還包括冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)采用水冷機(jī)為激光器和外光路系統(tǒng)提供循環(huán)的冷卻 水，帶走激光器在電光轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的多余熱量，帶走外光路系統(tǒng)鏡片所吸收的熱量，使 激光焊接系統(tǒng)在工作過(guò)程中處于熱平衡，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。雙溫型水冷機(jī)在為激光 器提供穩(wěn)定精確的水溫控制的同時(shí)，又提供一路與環(huán)境溫度相近的水路，用于鏡片冷卻，防 止了鏡片使用低溫冷卻水結(jié)露而造成損壞這一問(wèn)題。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0012] 采用工業(yè)機(jī)器人+光纖激光器的組合進(jìn)行加工，修邊沖孔等工藝一次完成，切口整 齊無(wú)需后道工藝再處理，大大縮短了工藝流程，降低了人工成本和投入，也提高了產(chǎn)品檔次 和產(chǎn)品附加值。
[0013] 本實(shí)用新型裝置和部件的裝備關(guān)系簡(jiǎn)單，切割速度快，為同類產(chǎn)品的兩倍;切割精 度高。系統(tǒng)重復(fù)定位精度高達(dá)±l〇〇um;可切割<q>2mm的小圓，切割效果圓滑美觀，目測(cè)無(wú) 形變和毛刺。單個(gè)小圓切割時(shí)間可控制在2s內(nèi)；選配行程1700mm的高精度傳動(dòng)絲桿，除了實(shí) 現(xiàn)直徑達(dá)3m的半球形三維加工區(qū)域外，還可實(shí)現(xiàn)3.5mX 1.5m的二維平面切割;根據(jù)實(shí)際需 要選配離線編程軟件，可讀取CATIA、Sol idWork等三維軟件導(dǎo)出格式的數(shù)模，修改后直接生 成切割軌跡，代替人工示教，簡(jiǎn)單易用。
[0014] 其操作速度更快，廢品率更低，在擴(kuò)大產(chǎn)能、提升效率方面，將起到舉足輕重的作 用；IRB2400采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)身緊湊輕巧，節(jié)拍時(shí)間與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比可縮減多達(dá)25%; IRB2400工作范圍大，安裝方式靈活，可輕松直達(dá)目標(biāo)設(shè)備，不會(huì)干擾輔助設(shè)備。優(yōu)化機(jī)器人 安裝是提升生產(chǎn)效率的有效手段。模擬最佳工藝布局時(shí)，靈活的安裝方式更能帶來(lái)極大的 便利；IRB2400的底座可與目標(biāo)設(shè)備靠得更近，從而縮小整個(gè)工作站的占地面積。小滑臺(tái)底 座還為下臂進(jìn)行正下方操作創(chuàng)造了有利條件。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016] 其中：1為冷卻系統(tǒng);2為機(jī)器人控制系統(tǒng)；3為光釬激光器;4為安全防護(hù)系統(tǒng)；5為 激光切割頭;6為龍門式倒掛系統(tǒng);7為機(jī)器人系統(tǒng);8為滑臺(tái)機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0018] 如圖1所示，本實(shí)用新型激光切割系統(tǒng)，包括激光器、工件平臺(tái)、激光切割頭5以及 帶動(dòng)激光切割頭移動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)7。其中激光器為光纖激光器3,工件平臺(tái)設(shè)置在一固定 底板上，在工件平臺(tái)與固定底板之間還設(shè)置有使工件平臺(tái)在固定底板上沿直線移動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為滑臺(tái)機(jī)構(gòu)8,滑臺(tái)機(jī)構(gòu)8包括絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。機(jī)器人系統(tǒng) 7固定在龍門式倒掛系統(tǒng)6上。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理為：
[0020]在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，機(jī)器人系統(tǒng)第六軸上配置激光切割頭5對(duì)不規(guī)則工件進(jìn)行 三維切割，光纖激光切割頭5上配備隨動(dòng)裝置和光路傳輸裝置，光纖激光器3利用光纖將激 光傳輸?shù)角懈铑^上，再利用聚焦系統(tǒng)進(jìn)行聚焦，針對(duì)不同厚度的板材開發(fā)出多套聚焦系統(tǒng) 對(duì)多種三維金屬板材進(jìn)行多方位的切割，滿足切割需求。機(jī)器人控制系統(tǒng)2對(duì)不同產(chǎn)品、不 同軌跡進(jìn)行示教編程或離線編程，示教機(jī)器人系統(tǒng)完成切割工作。激光切割機(jī)構(gòu)是將從光 釬激光器3發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表 面，使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走，光束在機(jī) 器人系統(tǒng)7動(dòng)作下隨之運(yùn)動(dòng)，隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng)，最終使材料形成切縫，從而 達(dá)到切割的目的；絲桿傳動(dòng)、直線導(dǎo)軌導(dǎo)向的滑臺(tái)機(jī)構(gòu)8為整個(gè)激光切割機(jī)構(gòu)的第七軸，可 以滿足大尺寸工件的切割。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光切割系統(tǒng)，其特征在于:包括激光器、工件平臺(tái)、激光切割頭以及帶動(dòng)所述 激光切割頭移動(dòng)的機(jī)器人，所述激光器通過(guò)外光路系統(tǒng)與所述激光切割頭連接，所述工件 平臺(tái)設(shè)置在一固定底板上，在所述工件平臺(tái)與固定底板之間還設(shè)置有使所工件平臺(tái)在所述 固定底板上沿直線移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);還包括一用于冷卻所述激光器和外光路系統(tǒng)的冷卻系 統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)采用水冷機(jī)為激光器和外光路系統(tǒng)提供循環(huán)的冷卻水。2. 按權(quán)利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述工件平臺(tái)設(shè)置固定在所述導(dǎo)軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上且與所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連 接。3. 按權(quán)利要求1所述的激光切割系統(tǒng)，其特征在于:所述機(jī)器人固定在一龍門式倒掛系 統(tǒng)上。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK205464835SQ201521119684
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】龔永成, 歐雪松, 遲海龍, 陳娟, 邱曉杰
【申請(qǐng)人】南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司