機器（qì）人激光切割（gē）技術在軌道車輛製造中的應用-機器人-數控機床市場網

您現（xiàn）在的位置：機器（qì）人> 加工與維修> 機器人激光切割技術（shù）在（zài）軌道車輛製造（zào）中的應（yīng）用

機（jī）器人激光切割技術在軌道車輛製（zhì）造中的應用

2017-7-10 來源：長春（chūn）軌道客車股（gǔ）份有限公司作者：韓鋒劉慶（qìng）祝高秀芹

1. 概述

隨著對軌道車輛質（zhì）量要求的不（bú）斷提高，三維激光切割技術作為一種（zhǒng）重要的加工手段，近幾年在軌道車輛製造中獲得應用。機器人激光切割技術（shù）具有精度高、柔性強、加工範圍廣等優勢，可用於各種三維衝（chōng）壓件的切割加工。

2 . 在軌道車輛製造中機器人激（jī）光切割技術應用現（xiàn）狀

（1）機器人激光切割（gē）的優點

機器人激光切（qiē）割激作為一（yī）種柔性的三維板金加工技術，除具有激光切割的優（yōu）點外，還（hái）主要具有以下優點：①精度高（gāo）。機器人激光切割激精度主要由激光切割精度和機械手運動精度決定。一般（bān）情況下，激光（guāng）切割的光速定位精度在±0.03mm，切割麵粗糙（cāo）度12.5μm左右，切割的精度在0.1~0.3mm；而機械手的重複運動精度一（yī）般情況下為（wéi）0.1~0.2m m，因此（cǐ）, 機器人激光切割激精度在±(0.2~0.5)mm。

②柔性強。機器人激光切（qiē）割具有三維和二維激光切（qiē）割的功能，可以進行二、三維切割。同時，可以進行碳鋼、不鏽鋼和鋁合金等金屬板材的（de）加工，切割軌跡采（cǎi）用程序控製（zhì），因此可（kě）以進行多種產品的加工，具有較強（qiáng）的柔性（xìng）。③加工（gōng）範圍廣，可以完成複雜工件的加工。由機器人的允許軌跡再附加機器人軌道運動和工作台運動，構成複雜的空（kōng）間運動，因此空間方位和可達的範圍（wéi）廣（guǎng），可以加工各種複雜的三維工件。由於上述優點，機器人激光（guāng）切割技術在軌道客（kè）車和其他行業中獲得應用，大大提高了車輛製造質量，市場前景廣闊。

（2）在軌道（dào）車（chē）輛製造（zào）中（zhōng）機器人激光切割技術應用現狀

目（mù）前在軌道交通車輛製造中，雖然國內外的軌道車輛製造廠家廣泛采用了激光加工（gōng）和機器人技術（shù），但機器人激光切割（gē）技術的應用卻處於開始階段。主要用於不鏽鋼、碳鋼（gāng）及鋁合金等金屬板料三維衝壓件的切割加工，例如各種（zhǒng）車頂彎梁、側牆立柱等零件的三維切（qiē）頭和孔加工。由於采用機器人激（jī）光切割技（jì）術，代（dài）替了原來的（de）無齒鋸（jù）切（qiē）割之後再用手工等（děng）離子（zǐ）切割三維形（xíng）狀的落後工藝（yì），提高（gāo）了工件的切割精度和質量，解決了工作場地砂輪粉塵等環境汙染問題，改善了勞動環境，推動了切割技術的進（jìn）步，具有（yǒu）較大的市場（chǎng）應用前景和（hé）潛在市場（chǎng）需求。機器人激光切割設備加（jiā）工的產品示例如圖1所示（shì）。

3. 機器人激光切割（gē）技術

機器人激光切割技術涉及機器人技術和激光切割技術，在軌道交通車輛製（zhì）造中應用該技術和

圖1 機器人激光切割設備（bèi）加工的產（chǎn）品示例

設備，除考慮產（chǎn）品特點、產能和激光設備及機器人（rén）設備的技術（shù）要（yào）求外，主要應解決以下幾方（fāng）麵的（de）技術問題。

（1）選擇合（hé）適的機器人和激光器

一般根據產品的形狀、尺寸（cùn）和機器人（rén）的性能選擇合適的機器人規格，以滿足切割軌跡的（de）需（xū）要。當機器人軌跡受限，無法滿足切（qiē）割需要時，可以增加（jiā）機器人的軌道運動和工作台運動來實現。激光器的（de）選擇主要根據切割的材料、切割速度要求（qiú）及切割成本等因素綜合考慮（lǜ）。機器人激（jī）光焊切割設備與切割機器人分別如圖2、圖3所示。

（ 2 ）隨動三維激光割頭

由於切割加工的產品種類多，形狀複雜，切割的速度較快，因此必須采用隨動三維激光割頭（tóu），防止切割過程中（zhōng）碰撞。

（3）切割（gē）空間的封閉及除（chú）塵

由於切割軌跡是空間的，割嘴朝向是多方位的，因此切（qiē）割（gē）時產生的煙塵和熔渣會沿各方位（wèi）散落（luò），為防止環境（jìng）汙染，切割（gē）空間必須（xū）封閉，同時在割頭處或上（shàng）部設置排煙除塵係統。

（4）交換工（gōng）作台（tái）

為提高設備（bèi）利用效率和生產效率，工作台應采用（yòng）交換式，實現一邊上料一（yī）邊切割工作。工作台交換的方（fāng）式因需求而異，一般常用的有水平（píng）旋轉（zhuǎn）和垂直（zhí）旋轉兩種方式。

（5）編（biān）程係統

編程係統必須便於（yú）編程和程序（xù）處理，能夠進行離線編程和示教編程。必（bì）須有軌跡碰撞模（mó）擬係統，防止機器人運動（dòng）時發生碰撞。

（6）切（qiē）割（gē）狀態（tài）的實時監控（kòng）顯示係統

由於切割（gē）是在封閉的空間進行，必須安裝切割（gē）狀態的實時監控顯示係統，對切割的狀態進行（háng）實（shí）時監控，同時防止（zhǐ）人直接查看產生光線視覺（jiào）損傷。

（ 7 ）切割廢料（liào）的（de）出料（liào）

可以采用人（rén）工或自（zì）動出料，如傳（chuán）送帶、料箱出料等。

（ 8 ）安全光柵保（bǎo）護係統

在（zài）設備的工作區域內應設置光柵保護係（xì）統，防止人身傷害和碰撞。一般設置在工作台（tái）前的上、下料操作區域。（9）切（qiē）割定（dìng）位工裝（zhuāng）根（gēn）據產品結構和切割部位細（xì）節設（shè）計合理的切割定位工裝，保證（zhèng）切割質（zhì）量。工裝要有型麵定位（wèi）、快速夾緊（jǐn）裝置等機構（見圖4）。

4. 結語

機器人激光切割（gē）技術是機器人（rén）和激光切割技術（shù）的集成，隨著軌道車輛製造技術的飛速發展，機器人激光切割技術作為（wéi）軌道（dào）車輛製造的（de）一種重要技術將會獲得