2019年5月10日星期五

雷射激光柔性加工系統的實現


  雷射激光加工與柔性制造系統有很好的相容性,雷射切割機把兩者結合起來形成雷射激光柔性加工系統,在彼此相互配合良好的條件下肯定會收到非凡的效果並取得良好的收益。
  隨著雷射激光與材料的相互作用的進一步研究,雷射雕刻機雷射激光加工技術也必將廣泛的應用在柔性制造系統上。
  實現雷射激光加工的柔性系統化主要指雷射激光加工頭能靈活機動地引導雷射激光束到達零件的待加工位置。從雷射激光加工機床所能加工零件的複雜程度看,又分平面二維和空間三維雷射激光加工,大功率雷射激光三維加工是未來雷射激光加工的方向的發展方向,為了實現雷射激光加工的靈活性,三維雷射激光必須采用運動光學系統。大功率三維YAG雷射激光加工系統通常采用機器人(或機器手)配合光導纖維進行光束傳輸,由機器人挾持著雷射激光頭完成各種運動,雷射打標機雷射激光則通過光導纖維傳送到雷射激光加工頭處,到達工件表面,這種加工系統中,光束的傳輸和聚焦特性不受加工位置的影響。
  機器手作為雷射激光柔性加工系統的重要組成部分,其運動狀態的穩定性直接影響著加工質量。而對於大功率CO2雷射激光,則是通過一組光學鏡片(鏡組)進行傳輸。這些鏡組安裝在多軸聯動(一般是5軸聯動)數控加工機床上,雷射激光從雷射激光器發射出來後,經過若幹反射鏡,雷射焊接機傳送到雷射激光加工頭。隨著加工位置的變化,加工機床帶動雷射激光加工頭運動。結果使鏡片之間的距離以及雷射激光束的行程不斷發生變化,這些變化將影響雷射激光束能量分布和聚焦特性的變化,從而影響了加工過程,目前,這兩種加工系統都得到廣泛應用。
  一般柔性制造系統的主要組成部分為:
  (1) 加工系統
  FMS采用的設備由待加工工件的類別決定主要有加工中心、車削中心或計算機數控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機床等,用以自動地完成多種工序的加工。
  (2) 物料系統
  用以實現工件及工裝夾具的自動供給和裝卸,以及完成工序間的自動傳送、調運和存貯工作,包括各種傳送帶、自動導引小車、工業機器人及專用起吊運送機等。
  (3) 計算機控制系統
  用以處理FMS的各種信息,輸出控制CNC機床和物料系統等自動操作所需的信息。通常采用三級(設備級、工作站級、單元級)分布式計算機控制系統,其中單元級控制系統(單元控制器)是FMS的核心。
  (4) 系統軟件
  用以確保FMS有效地適應中小批量多品種生產的管理、控制及優化工作,包括設計規劃軟件、生產過程分析軟件、生產過程調度軟件、系統管理和監控軟件。

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