生产线中集成的激光加工设备

点击数:1894 发布时间:2010-07-13

集成在自动生产线中的激光加工设备在近年来发展迅速,随着激光发生器技术的不断进步,采用激光加工工艺的激光加工设备将在更多的领域得到应用。

最近几年,将激光加工设备集成到自动装配生产线中,得到了快速的发展。这得益于激光发生器技术的进步:通过采用更高效率的激光发生器;采用高质量激光束的激光源;不断提高激光发生器的可靠性;以及更加合理的费用水平,使得激光加工工艺相比传统的加工工艺成为更有效率的加工手段。同时,随着最新激光技术的发展,工艺设计师开发出全新的加工工艺和方案,使得激光加工设备的应用范围得以扩展到更多的应用领域。

面对更加具有挑战性的需求,激光设备供应商不断发展新技术,完善激光设备的设计方案。德国思泰科工业技术公司(SITEC)作为一家有15年创新历史的高技术公司,在激光设备与自动装配生产线的结合领域积累了丰富的经验,成长为可提供高可靠性和技术创新的激光加工设备和自动装配生产线的优秀供应商。

LWS系列数控激光加工设备

SITEC公司生产的LWS系列数控激光加工设备,可以完成三维激光加工任务。这些设备基于VARIOMODUL模块化的设计,非常便于将激光加工设备集成到自动装配生产线中。LWS系列激光加工机可以采用CO2激光器、Nd:YAG激光器或二极管激光器,与CAD/CAM系统完美结合,直接将CAD数据转化成数控程序,传输给激光加工系统,同时也可以实现特殊工序和零件物料管理,允许激光加工机完全自动完成加工任务。

最新的LWS激光加工机是一台使用CO2激光器的数控设备(见图1)。激光束的焦距达1600mm,万向工作台实现X轴和Y轴运动,特殊的平行运动系统可以减小运动惯性。快速的激光束偏转装置,可以在0.04s内完成100 mm的激光焊接加工。这些装置非常适合加工复杂结构的钢材零件。透镜滑板和镜子滑板的直线直接传动,允许X轴方向2500 mm的工作区。使用便捷的触摸屏和明显的操作员选择单,技术人员可以很容易安排加工件的控制程序。使用自动化和半自动化的传输线及夹紧系统,可以使数控激光焊接机集成到复杂的生产线中。另外,数控激光焊接机也能作为带两个焊接工作台的单项设备使用。

图1  LWS激光加工机

激光焊接机

在批量生产线中使用激光加工技术的一个关键条件是落实高效质量控制和质量保持系统。从图2中可以看到一台特色的带旋转工作台的激光焊接机,用于同时供料和加工不锈钢的阀门。由于高精密加工的需求,为了随时保持相同的质量,激光焊接头按配件的表面形状在工作的过程中自动修正位置,并通过摄像机控制。这种系统也可以完成加工后的焊缝质量检查,实时探测是否出现气孔、焊缝余高或过大的焊缝收缩率。

图2  带旋转工作台的激光焊接机

自动装配生产线

SITEC公司开发、设计和制造包括激光加工设备的自动装配生产线。在自动装配线中最常用的是激光焊接的工艺(设备),近来,也越来越多地使用激光打孔、激光表面热处理激光切割的工艺(设备)。在装配线中更多的使用激光加工技术,其优点是:激光加工能更好地符合生产线的节拍要求,对工件的热影响很少,激光加工具有很大的技术灵活性。

为了达到现代化生产设备关于产品和加工过程灵活性的要求,保证设备最高的有效率,按用户要求的自动化,SITEC公司开发了装配生产线结合激光加工设备的 VARIOMODUL模块化系统。标准的基础和设备模块部分,具有控制系统和材料供给预定的交接点,这种系统可大大节约生产线的设计和设备制造的时间。通过将几个模块化的部件连接在一起,实现构建一个灵活的生产线。

图3所示的是一套专门用于汽车零部件生产的集成了激光加工设备的全自动装配生产线。在这套系统中有两个基本模块:上下料部分使用托盘和配件运输系统,把配件按需要的方向和位置装载到装配工作台上;加工部分采用Nd:YAG激光焊接机焊接配件。在加工过程中也集成有激光焊接和电接触点焊。系统中还有摄像机控制系统,实现不间断的零件测试,保证加工质量。

图3  集成了激光加工设备的全自动装配生产线