挑戰(zhàn)
熱成型件柔性加工：汽車制造新挑戰(zhàn)
近來汽車市場對安全性和輕量化的需求日益突出，超高強度的熱成型件由于其高強度輕質(zhì)量的特點被大量使用。采用熱沖壓成型技術(shù)制得到?jīng)_壓件強度可高達1500Mpa，且在高溫下成型幾乎沒有回彈，憑借其成型精度高、成型性好及質(zhì)量輕的顯著優(yōu)點被汽車制造領(lǐng)域大量使用，廣泛用于車門防撞橫梁、前后保險杠等安全件以及A柱、B柱、C柱、中通等車體結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。
然而，超高強度輕質(zhì)量的熱沖壓件也給汽車制造帶來新的困難。在熱成型件的生產(chǎn)工藝中，熱成型件經(jīng)過沖壓后從模具中取出后，還需要對其進行后續(xù)處理，如利用酸洗或噴丸的方式去除零件表面的氧化皮，以及對零件進行切邊和鉆孔。由于熱沖壓件的強度太高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的平面機械切割工藝難以滿足，必須使用激光技術(shù)來完成。三維光纖激光切割工藝是目前解決此類問題的一種重要方案。涉及熱沖壓業(yè)務(wù)的汽車零部件公司在激光設(shè)備方面有兩個基本選擇，五軸激光切割機床或六軸機器人激光切割系統(tǒng)。然而采用進口五軸激光切割機床的成本居高不下，引發(fā)了市場對低成本的柔性切割設(shè)備或生產(chǎn)線產(chǎn)生的旺盛需求。
解決方案
三維激光切割雙機器人系統(tǒng)：精度、效率、成本的最佳效果
針對熱成型件加工難，成本高的特點，作為機器人激光應(yīng)用的領(lǐng)先者，史陶比爾機器人聯(lián)合本土系統(tǒng)集成商推出了雙機器人熱成型件三維激光切割系統(tǒng)。采用標(biāo)準(zhǔn)的機器人本體，選用史陶比爾高速機器人TX90XL，通過集成商定制高速靈敏的輕型切割頭，同時借助史陶比爾開放的軟件及運動控制系統(tǒng)，結(jié)合雙機器人柔性生產(chǎn)組合解決方案來達到精度、效率、成本結(jié)合的最佳效果。
作為史陶比爾機器人明星產(chǎn)品之一，TX90XL系列的特點是結(jié)構(gòu)密封、高速和極出色的運動軌跡，由于熱成型件的特殊需求才加入到激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域。史陶比爾TX90XL六軸機器人本體僅重116kg，額定負(fù)載為5kg，具備1450mm的球形工作區(qū)域。由于史陶比爾機械手臂的特殊機械結(jié)構(gòu)和減速器專利，確保了無可匹敵的軌跡控制精度和速度，同時最大程度地降低了機器人工作盲區(qū)，擴大有效加工空間;重復(fù)精度可達±0.04mm，前三軸的角速度為400°/s，約為普通機器人速度(130°/s)的三倍。
成果
深度本土化集成
雙機器人熱成型件激光解決方案通過實際加工測試能達到略超過最新五軸高速激光切割機床的加工效率，同時切割精度能達到熱成型件產(chǎn)品的需求，10mm小圓切割圓度精度誤差在0到0.1mm誤差以內(nèi)。與五軸機床同等外圍配置水平的雙機器人解決方案，整機成本遠低于進口高速五軸機床約的價格，這讓行業(yè)用戶可以批量使用找到了最佳的解決方案，解決了成本的大問題。在機器人和系統(tǒng)集成商共同努力下，精度和效率再一步提高可以提升雙機器人熱成型件切割解決方案的競爭力。
該解決方案中，本土集成商通過努力實現(xiàn)了高水平的技術(shù)集成。集成商采用特殊定制的切割頭及隨動系統(tǒng)配合史陶比爾TX90XL機器人，避免了由于負(fù)載局限性和高速運動下形成的關(guān)節(jié)過載和系統(tǒng)抖動，實現(xiàn)穩(wěn)定的激光和運動的機器人手臂的優(yōu)勢相結(jié)合。
同時集成商對機器人運動控制進行了深度定制。熱成型件對定位孔的要求非常高，標(biāo)準(zhǔn)的機器人在精度和速度的極限狀態(tài)下很難達到熱成型件苛刻的精度和速度要求的平衡，本土的集成商通技術(shù)研究和對熱成型件切割的特性以及切割圖形的分析，得到最佳的切割速度和精度要求的結(jié)合。
（轉(zhuǎn)載）
