機器人柔性激光切割在汽車行業(yè)的應(yīng)用正變得日益普遍，這與激光技術(shù)的發(fā)展和機器人精密軌跡控制技術(shù)的完善有著密不可分的聯(lián)系境株。

機器人柔性激光切割的方式多種多樣捉痰，既可以做成單機器人切割平臺，又可以組合成柔性加工生產(chǎn)線彪御。涉及的工件主要是兩種不同類型的零部件：一種是金屬件通過擠壓或者拉延形成的3D車體結(jié)構(gòu)件和覆蓋件详般，包括熱成型件等初藐；另外一種是管狀金屬結(jié)構(gòu)件，包括排氣管玷利、交叉梁等乍恐。覆蓋件傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是通過開模具沖壓，然后再進行沖孔模和切邊模等工序丰包；熱成型件和管件通過昂貴的五軸激光切割機床來完成禁熏。正因為高昂的設(shè)備成本，所以只有某些合資品牌的汽車廠商才有能力采購進口五軸機床邑彪。

新形勢下瞧毙，汽車使用者的需求正變得多樣化和個性化，越來越多新車型涌現(xiàn)寄症。大部分車出現(xiàn)逐步批量縮小的態(tài)勢宙彪，因為部分汽車廠商無法預(yù)測和保證將來某一車型的銷量和穩(wěn)定的產(chǎn)量，所以開始嘗試低成本的機器人激光柔性切割設(shè)備或生產(chǎn)線有巧。這種趨勢從汽車備件市場開始释漆，不斷地向工程機械、客車篮迎、農(nóng)用車男图、電動車等領(lǐng)域拓展和普及。

適用于汽車行業(yè)的激光切割機器人

汽車行業(yè)使用了很多工業(yè)機器人甜橱，但在激光切割領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少揭凭，問題存在于三個層面。一是汽車行業(yè)機器人應(yīng)用主要集中在精度要求低的點焊乞微、弧焊俯重、噴涂、搬運等蝉徒，但激光切割往往要求很高的位置精度夕锹，且對小圓等小軌跡精度有很高的要求；另一方面取決于機器人的效率认寓，一般機器人各個軸關(guān)節(jié)運動控制速度比較慢檬桅，同時機器人手臂重量過大不適合高速運動；第三方面是機器人的剛性奉量，剛性差的機器人抖動厲害绿捶，機器人循跡性差，而且機器人變形厲害网燃，無法準確達到工件數(shù)模中需要切割的精確位置。因此继溯，傳統(tǒng)汽車行業(yè)流行的機器人在激光切割方面被客戶質(zhì)疑也是可以理解的雄炕。

有著百年精密機械和高速運動控制經(jīng)驗的史陶比爾公司沈条，設(shè)計領(lǐng)域最寬的就是汽車行業(yè)，針對汽車行業(yè)需求诅炉，史陶比爾在激光方面推行RX160L倒裝方式龍門結(jié)構(gòu)機器人柔性切割系統(tǒng)解決方案蜡歹，該系統(tǒng)從以下幾個方面有了突破：

大尺寸機器人寬幅面。采用RX160L機器人涕烧，超過昂貴的五軸機床的工作臺寬度月而，一般汽車零部件尺寸都在RX160L倒裝機器人工作區(qū)域內(nèi)，有些大工件也可以通過移動平臺來實現(xiàn)议纯。

手臂重量輕父款，剛性好。史陶比爾采用整體鑄造管狀結(jié)構(gòu)保持剛性瞻凤；材料選用變形較小但重量輕的航空鑄鋁憨攒。RX160L機器人手臂重量只有250kg，而歐系相同手臂的機器人要超過400kg阀参，非常不適合機器人柔性激光切割的需求肝集。

機器人的機械精度差異。機器人機械精度除了剛性差異外蛛壳，最重要的差異在于機械傳動的誤差芙糙，而機械傳動的誤差主要體現(xiàn)在減速器上。史陶比爾采用的獨特專利減速系統(tǒng)JCS骨矗，公司將一百多年在精密機械上的經(jīng)驗技術(shù)成功應(yīng)用于機器人上鹊逛。這就是為什么史陶比爾可以在小孔切割上得到客戶認可的原因。

將五軸機床技術(shù)成功移植到機器人

離線編程技術(shù)和自動生成工裝夾具是機床行業(yè)得到推廣的關(guān)鍵技術(shù)之一刮血，這些技術(shù)在機器人領(lǐng)域的開發(fā)和成功應(yīng)用款腥，使得機器人柔性激光切割解決方案和汽車行業(yè)應(yīng)用無縫鏈接。

傳統(tǒng)的機器人編程方式是在線示教編程颂鞭，費時費力综翠，特別是汽車覆蓋件或者管件，需要切割的都是復(fù)雜空間曲線刑袒，示教無法達到設(shè)計要求涤墙。

史陶比爾采用ROBOTMASTER軟件進行STUBLI

RX160L機器人離線編程。ROBOTMASTER機器人離線軟件可以虛擬真實的切割環(huán)境程悼，包括機器人惯缚、激光切割工具頭、工件及夾具诬像。軟件可以快速設(shè)置和優(yōu)化最佳機器人切割姿態(tài)屋群，如果系統(tǒng)出現(xiàn)干涉或者超出范圍，軟件會智能提示。

通過離線軟件還可以自動生動精密的工裝夾具芍躏。英國PEPS離線軟件是專門為全世界最精密的機器人ST邪乍？UBLI定制開發(fā)的機器人激光切割離線編程軟件。它能夠提供自動生成工裝夾具程序对竣，用戶可以根據(jù)工件三維數(shù)模來選擇工裝夾具并可進行微調(diào)庇楞。

很多集成商選用不適合激光切割的普通機器人，效率低下且效果差否纬，影響了汽車行業(yè)用戶對這個領(lǐng)域的認知吕晌，否定了機器人方案。史陶比爾則認為临燃，優(yōu)秀的集成商會選用高精度的機器人并將其整合到精密的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中睛驳，根據(jù)不同的用戶產(chǎn)品由基本型演化成不同的機器人柔性切割方案，可以采用單機谬俄、雙機或多機和平臺數(shù)量之間進行組合柏靶。

切割效率由方案及經(jīng)驗決定

集成商集成能力高低決定最終切割效果和效率。德國JENOPTIK是史陶比爾的激光應(yīng)用集成商贼匾，采用史陶比爾定制開發(fā)的TX90激光切割專用機器人铛田、定制輕型切割頭和獨有的BIM(Beam-In-Motion)技術(shù)。

如果產(chǎn)品產(chǎn)量比較高瞪栋，JENOPTIK公司可以提供雙機器設(shè)備或者多機器人解決方案嚣历。

本地一些技術(shù)實力較強的激光切割系統(tǒng)集成商也在不斷提高對機器人激光切割認識并不斷提高集成能力。深圳大族激光在汽車行業(yè)應(yīng)用的機器人激光切割解決方案中就選用了史陶比爾的機器人產(chǎn)品荷焦，這個系統(tǒng)包含兩個移動工作平臺盟挤，機器人在兩個平臺上的工件間切換，非工作的移動平臺推出來進行上料掌范。這套系統(tǒng)的客戶是一個客車制造廠腻俏，車廠設(shè)備負責(zé)人對此非常滿意，不僅切割效果好睦键，而且效率高目尘，雙工位平臺不會浪費上料的時間，目前這個客戶已經(jīng)購買近十臺史陶比爾機器人設(shè)備栗沫。而且他們計劃重新設(shè)計一條沖壓線诺秒，用機器人柔性生產(chǎn)線來取代一條模具沖壓線，包括過程中的物料轉(zhuǎn)移也是通過機器人來完成谤绳，這條線的機器人用量可能會高達幾十臺占锯。使用機器人不僅節(jié)省了成本，而且提高自動化水平缩筛，整個過程不需要人工干預(yù)消略。

國內(nèi)的各種車廠要初步接受機器人柔性激光切割方式還需要一定的時間堡称，集成商需要進一步提高機器人集成能力，提高系統(tǒng)精度和速度疑俭，特別是系統(tǒng)的安全粮呢、穩(wěn)定性，讓汽車行業(yè)用戶逐步開始批量采用機器人柔性激光切割解決方案钞艇。

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