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华工激光与Rofin共建三维激光远程焊接展示平台正式运行

2012-05-25 返回列表

  现代工业生产对生产效率及质量的要求越来越高,激光焊接以其高速高效的优势,在多个行业中得到充分的应用,并不断的发展。近年来,激光扫描焊接的出现使得工业生产效率大大提高。激光扫描焊与传统的激光焊接主要区别是激光束定位方法不一样,扫描焊技术通过激光束入射到扫描振镜的X,Y轴两个反射镜上,计算机控制反射镜的角度,实现激光束的任意偏转,使具有一定功率密度的激光聚焦在加工工件表面的不同位置,实现焊接功能,同时负透镜的线性移动,使焦点位置在Z方向上具有一定的调节范围,激光扫描焊接的原理如下图所示。由于聚焦镜聚焦距离长,反射镜小角度偏转即可实现激光束在焊点(缝)之间可快速切换,其定位时间几乎为零。在国外,激光扫描焊接一般以长焦距、大扫描范围和高度灵活的激光束偏移为主要优点,其可以利用500 mm或更长的焦距,扫描焊接范围一般超过1 m,因此国外也将扫描焊接系统称为远程焊接系统(Remote Welding System, RWS),更长的工作距离可以大幅降低激光污染。国外目前也将机械手与扫描焊接技术配合,称作robscan welding,利用机械手多个自由度的灵活移动,可以将振镜扫描头定位到任意一点和任意的角度,针对大零件、复杂曲面零件进行快速的多点焊接,所以也称作三维激光扫描焊接,该技术被称之为“飞行加工”(processing-on-the-fly),这是目前最为高效的焊接技术。

 

  华工激光法利莱和ROFIN公司合作,以工艺中心为平台,合作开发飞行焊接的应用。ROFIN公司提供4kw光纤激光器与SWS扫描焊接头,华工激光配备ABB机械手与控制系统,进行光机电系统集成。二者强强联手进行三维激光远程焊接工艺的试验研究,共同探索三维激光远程焊接系统在工业中的应用开发。

  该系统扫描最佳范围为380*380*70mm,在XY平面内距离300mm,定位时间只需要12ms。焊接速度最快可达40米/分钟。焊接头焦距为660mm,保护镜片距离焊接点的距离为472mm,通过2层气刀保护,以减少焊接飞溅对保护镜片的影响。SWS焊接头可以工作在2种模式,一个是静态模式,机械手需要在焊接位置停顿,焊接头在可扫描范围内进行焊接。一个是飞行模式(On-The-Flying),焊接头控制柜需要读出机械手的运动轨迹,根据机械手的运动速度、坐标,计算出正确的扫描图形。在机械手运动的同时进行扫描,这对控制和计算提出了更高的要求。

 

  应用扫描焊接可通过改变焊缝形状及分布来优化焊接强度,大大增加了产品设计的灵活性:焊缝形状可以任意设定,圆形、方形、椭圆等均可;焊缝方向可以任意设定,横向、纵向、斜向等均可;焊缝分布可以根据需要任意设定;同时可以优化应力分布。通过焊缝形状、焊接位置等的优化,达到优化结构和工装夹具、工艺等设计,从而降低材料成本,减少设备占地面积,最终增加企业效益。尤其在汽车白车身行业,三维激光远程焊接以其高生产率、高柔性、减少的占地面积、以及焊接各种不同外形零件的技术和经济优势,有逐步取代传统电阻点焊的趋势。

  华工激光与ROFIN共建的三维激光远程焊接展示平台正式投入运行后,将着力为企业提供高效高质量的焊接解决方案。

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