内部文件机器人三维激光切割应用2024年10月19日星期六数控技术部陈明-2-机器人三维激光切割应用目录：一．控制系统软硬件介绍二．常用技术方案介绍三．典型工装介绍四．运动控制优化讨论-3-机器人三维激光切割应用工业机器人的组成工业机器人一般由执行机构、控制系统和驱动系统组成-4-机器人三维激光切割应用工业机器人按坐标系分类直角坐标机器人，优点：位置精度高，控制无耦合，简单可靠；缺点：结构庞大，动作范围小，灵活性差-5-机器人三维激光切割应用工业机器人按坐标系分类圆柱坐标机器人，优点：通用性强，结构紧凑；缺点：结构庞大，动作范围小，灵活性差-6-机器人三维激光切割应用工业机器人按坐标系分类球坐标机器人，优点：结构紧凑，位置精度尚可，工作范围大，占地面积小；缺点：控制系统复杂-7-机器人三维激光切割应用工业机器人按坐标系分类关节坐标机器人，优点：工作范围大，动作灵活；缺点：位置精度低，控制有复杂的耦合问题-8-机器人三维激光切割应用机器人三维光纤激光切割机器人三维激光切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据切割加工工件尺寸的大小不同，可以选择将机器人正装或者倒装对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割；光纤激光切割头上配备随动装置和光路传输装置，利用光纤将激光传输到切割头上，再利用聚焦系统进行聚焦，针对不同材料厚度的板材开发出不同工艺参数对三维金属板材进行多方位切割，满足生产需求。-9-机器人三维激光切割应用机器人管件切割系统配置序号子系统厂商备注1光纤激光器德国IPG2冷水机河北同飞3机器人法国Staubli日本FANUC4激光切割头德国PRECITEC5旋转式交换台德国WEISS往复式交换台6激光防护房7除尘过滤系统美国唐纳森8随动控制盒9离线软件美国MASTERCAM10控制系统软件-10-机器人三维激光切割应用主要应用领域机器人柔性激光切割在汽车行业的应用正变得日益普遍，这与激光技术的发展和机器人精密轨迹控制技术的完善有着密不可分的联系。新形势下，汽车使用者的需求正变得多样化和个性化，越来越多新车型涌现。大部分车出现逐步批量缩小的态势，因为部分汽车厂商无法预测和保证将来某一车型的销量和稳定的产量，所以开始尝试低成本的机器人激光柔性切割设备或生产线。这种趋势从汽车备件市场开始，不断地向工程机械、客车、农用车、电动车等领域拓展和普及。一方面激光切割往往要求很高的位置精度，且对小圆等小轨迹精度有很高的要求；另一方面取决于机器人的效率，一般机器人各个轴关节运动控制速度比较慢，同时机器人手臂重量过大不适合高速运动；第三方面是机器人的刚性，刚性差的机器人抖动厉害，机器人循迹性差，而且机器人变形厉害，无法准确达到工件数模中需要切割的精确位置。-11-机器人三维激光切割应用史陶比尔的优势史陶比尔公司，设计领域最宽的就是汽车行业，针对汽车行业需求，史陶比尔在激光方面推行RX160L倒装方式龙门结构机器人柔性切割系统解决方案，该系统从以下几个方面有了突破：大尺寸机器人宽幅面。采用RX160L机器人，超过昂贵的五轴机床的工作台宽度，一般汽车零部件尺寸都在RX160L倒装机器人工作区域内，有些大工件也可以通过移动平台来实现。手臂重量轻，刚性好。史陶比尔采用整体铸造管状结构保持刚性；材料选变形较小但重量轻的航空铸铝。RX160L机器人手臂重量只有250kg，而欧系相同手臂的机器人要超过400kg，非常不适合机器人柔性光切割的需求。机器人的机械精度差异。机器人机械精度除了刚性差异外，最重要的差异在于机械传动的误差，而机械传动的误差主要体现在减速器上。-12-机器人三维激光切割应用史陶比尔的优势史陶比尔采用的独特专利减速系统JCS，公司将一百多年在精密机械上的经验技术成功应用于机器人上。这就是为什么史陶比尔可以在小孔切割上得到客户认可的原因。将五轴机床技术成功移植到机器人离线编程技术和自动生成工装夹具是机床行业得到推广的关键技术之一，这些技术在机器人领域的开发和成功应用，使得机器人柔性激光切割解决方案和汽车行业应用无缝链接。传统的机器人编程方式是在线示教...
