激光焊接成為一種成熟的無接觸的焊接方式已經(jīng)多年，極高的能量密度使得高速加工和低熱輸入量成為可能，焊接強(qiáng)度高，焊縫窄，熱影響區(qū)小，并且工件變形量小。不斷變化的用戶需求和高度的國際競爭造成了鈑金加工領(lǐng)域的向個性化需求轉(zhuǎn)變的趨勢。對于用戶來說，這意味著產(chǎn)品線的細(xì)分程度加大。因此，生產(chǎn)大量相同部件的需求減少，而對于各個產(chǎn)品的準(zhǔn)備時間越來越多，而整個加工過程特別是焊接過程，必須適應(yīng)這個趨勢，最合適滿足這個需求的設(shè)備就是六軸機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)。

　　激光焊接

　　激光的物理原理在20世紀(jì)初的時候已經(jīng)由愛因斯坦闡述清楚，然而，第一臺激光器直到1960年才由Hughes研究所在Malibu研制成功。

　　四年之后，世界上第一臺Nd:YAG固體激光器和CO2氣體激光器就被研制出來，直到今天，這兩種激光器還是全世界應(yīng)用最廣泛的兩種工業(yè)激光器。而在最近幾年，新的激光技術(shù)比如光纖激光器和碟片激光器不斷涌現(xiàn)。全世界第一個用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的激光焊接一直到20年后的1984年才出現(xiàn)。

　　今天，激光焊接在各個工業(yè)行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。激光焊接以外，激光釬焊，激光冷/熱送絲焊接和激光復(fù)合焊接也大大拓展了激光的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　由于其獨(dú)特的柔性和生產(chǎn)效率，激光加工已經(jīng)成為各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的獨(dú)特的工藝。

　　通快的機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)

　　通快的機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)型號為TruLaserRobot5020基于一個6軸機(jī)器人，具有非常高的靈活性，可以完成復(fù)雜工件的加工，而且能夠適應(yīng)工件多變的情況。

　　機(jī)器人焊接系統(tǒng)由以下幾個部分構(gòu)成：KUKA機(jī)器人，工作臺，吸塵器，激光光源和冷水機(jī)。對于激光光源而言，脈沖激光器，二極管激光器，光纖激光器和碟片激光器都可以與機(jī)器人系統(tǒng)相連。

　　通快機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)所用的機(jī)器人KukaKR30HA的重復(fù)精度為+/-0.05mm，名字中的HA代表“高精度”。激光系統(tǒng)可以使用焊接鏡頭，切割鏡頭，掃描焊接鏡頭甚至激光熔覆頭，由于采用的是磁力耦合的連接方式，所以不同鏡頭之間可以相互快速切換。機(jī)器人的負(fù)重能力是30kg，可以帶動鏡頭中2000×1000×700mm范圍內(nèi)移動。對于掃描焊接而言，由于鏡頭重量更大，必須選用負(fù)重量100kg的機(jī)器人系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)配置有CCD攝像頭，可以清楚的觀察到加工過程。

　　同時，該系統(tǒng)可以配置”TeachLine”功能，通過光學(xué)傳感器來探測焊縫的實際位置，從而對工件的公差和定位誤差實現(xiàn)自動校準(zhǔn)。通過“TeachLine”功能，可以大大減少重新示教所需要的大量時間。焊接輔助氣體通過可以更換的不同型號的氣體噴嘴，將焊接氣體送到工件表面。同時，“Crossjet”側(cè)吹氣幕，通過水平方向上的高壓空氣從細(xì)縫吹出，形成一道氣體屏障，降低焊接飛濺弄臟鏡頭的保護(hù)玻璃的風(fēng)險。該機(jī)器人系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)無焊絲的激光焊接，從而實現(xiàn)激光高速焊接的優(yōu)勢。當(dāng)然，該系統(tǒng)也可以很好的使用冷送絲焊接功能，適用于在接頭縫隙過大的情況下，或者對于焊接區(qū)域金相微結(jié)構(gòu)有特殊要求的情況。

　　按照不同的應(yīng)用要求，該系統(tǒng)可以配置工件變位器。典型的工件變位器由旋轉(zhuǎn)-翻轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，這兩個軸構(gòu)成機(jī)器人的第七和第八個外部軸，可以實現(xiàn)與機(jī)器人的完全聯(lián)動，從而使得焊接復(fù)雜工件變得簡單，增大焊接區(qū)域的可達(dá)性。為了進(jìn)一步提升焊接效率，該機(jī)器人系統(tǒng)還可以配置雙工作臺的結(jié)構(gòu)，使得激光焊接在內(nèi)部的工作臺進(jìn)行的時候，工件的裝夾可以在外部工作臺進(jìn)行，在大批量焊接的情況下，這種雙工作臺的方式尤其有利。而對于工件形狀比較復(fù)雜，數(shù)量較少的情況，則比較合適使用工件變位器配合加工。

　　通快的TruLaserRobot5020系統(tǒng)還配置有CAD/CAM離線編程軟件TruTopsCell。通過導(dǎo)入工件的三維數(shù)模文件在軟件中自動生成焊接程序，而不是示教的方式，這樣就可以大大節(jié)省時間。這個離線的編程軟件可以與各種測量傳感器相互配合使用，可以自動識別不同的工件，適合用戶工件量小樣多的生產(chǎn)方式。

　　激光安全防護(hù)艙配置子自動的滑動前門，可以方便的用于工件裝卸。同時，該安全防護(hù)艙配備有包括激光安全防護(hù)玻璃在內(nèi)的各種安全防護(hù)措施，滿足CE安全標(biāo)準(zhǔn)，激光安全防護(hù)等級達(dá)到一級。

　　全自動激光焊接的優(yōu)勢

　　現(xiàn)代金屬加工對焊接強(qiáng)度和外觀效果等質(zhì)量的要求越來越高。而傳統(tǒng)的焊接手段，由于極大的熱量輸入，不可避免的會帶來工件扭曲變形等問題。為了彌補(bǔ)工件變形這個問題，需要大量的后續(xù)加工手段，從而導(dǎo)致費(fèi)用的上升。而采用全自動的激光焊接方法，具有最小的熱輸入量，因此帶來的極小的熱影響區(qū)，顯著提高焊接產(chǎn)品的品質(zhì)的同時，降低了后續(xù)工作量的時間。另外，由于焊接速度快和焊接深寬比大，能夠極大的提高焊接效率和穩(wěn)定性。