過(guò)去三十年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)經(jīng)歷了飛速發(fā)展，為了追求極致的安全性與輕量化，熱壓硬化鋼（PHS）與一體式壓鑄鋁等新型材料，在汽車(chē)行業(yè)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。由于其強(qiáng)度高，加工難度大的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)不斷摸索，激光切割逐步成為行業(yè)首選。

　　激光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

　　激光技術(shù)發(fā)展至今，已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。簡(jiǎn)單概況來(lái)說(shuō)，激光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有幾個(gè)方面，首先是激光切割適用于多種材料加工，包括高強(qiáng)度鋼和鋁等，使汽車(chē)制造商能夠選擇更輕、更強(qiáng)的材料，以滿(mǎn)足安全性和輕量化的需求；其次，激光光斑直徑通常在50μm左右，理論上精度可以做到±0.02mm，聚焦后的能量非常高，加工速度快、效率高。在加工PHS零部件時(shí)，實(shí)際加工速度可達(dá)300mm/s。

　　此外，采用激光技術(shù)，還可以幫助企業(yè)節(jié)省模具成本。由于PHS零件硬度高，傳統(tǒng)沖壓需要復(fù)雜模具，而激光切割可以避免模具成本支出，簡(jiǎn)化制造過(guò)程。對(duì)于多種加工材料，借助機(jī)器人的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)，讓激光切割在加工領(lǐng)域更靈活可控。同時(shí)，由于激光切割是非接觸性加工，相對(duì)于沖壓，可以減少?gòu)U料產(chǎn)生，有助于降低生產(chǎn)成本。綜合而言，激光切割憑借靈活、高效的特點(diǎn)，使其成為汽車(chē)行業(yè)中的首選解決方案，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。

　　效率與質(zhì)量之間的平衡

　　優(yōu)化激光切割路徑和運(yùn)動(dòng)性能，對(duì)于提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要，同樣重要的還有平衡激光切割速度與切割質(zhì)量之間的關(guān)系。鐳麥激光基于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，給出了如下建議：首先，對(duì)于切割路徑優(yōu)化，目前主要依賴(lài)機(jī)器人的路徑優(yōu)化。機(jī)器人的路徑優(yōu)化，一種方式是手動(dòng)示教，形成路徑軌跡；另一種方式是通過(guò)離線(xiàn)編程進(jìn)行路徑規(guī)劃。兩種方式的核心在于，如何在高速運(yùn)行過(guò)程中避開(kāi)干涉區(qū)，而這完全取決于各家機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。拋開(kāi)干涉區(qū)的因素，在實(shí)際加工過(guò)程中，激光切割的速度可以高達(dá)300mm/s，對(duì)于激光頭的運(yùn)動(dòng)性能要求較高。

　　針對(duì)激光頭需要具備很高的運(yùn)動(dòng)性能，鐳麥激光推出了AccuShaper2.0切割頭，即行業(yè)所熟悉的牛頓頭。這款激光頭集成了XYZ軸，能在30m×30mm×17mm范圍內(nèi)做自主運(yùn)動(dòng)。激光頭獨(dú)有的慣性抵消系統(tǒng)，可以有效降低對(duì)外部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)載要求。高集成的設(shè)計(jì)讓激光頭的重量?jī)H有17kg，再加上獨(dú)特的推拉機(jī)構(gòu)，使激光頭的加工精度控制在±0.05mm，有效解決了行業(yè)對(duì)于高柔性、高精度、低成本的難題。

　　不少企業(yè)認(rèn)為，效率越高說(shuō)明企業(yè)的效益越好，所以一味地追求效率而忽略了質(zhì)量。對(duì)于激光切割而言，最終的效率和質(zhì)量取決于激光器的功率、切割氣體的壓力、切割速度和激光頭的響應(yīng)速度。相對(duì)來(lái)說(shuō)，前三者比較容易調(diào)節(jié)。但激光頭的響應(yīng)速度不僅需要激光頭具有高速采集與反饋信號(hào)的能力，還需要簡(jiǎn)潔輕巧的隨動(dòng)控制，這樣才能快速與主控系統(tǒng)形成閉環(huán)，最終在確保質(zhì)量的前提下盡可能地提升效率。從而為企業(yè)找到質(zhì)量與效率的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

　　切割的精度和效率

　　AccuShaper2.0激光切割頭主要從幾個(gè)方面改善切割精度與效率：專(zhuān)利慣性抵消系統(tǒng)加持，再加上高精度的XY運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)達(dá)到±0.05mm的軌跡加工精度；緊湊輕巧搭配高精度機(jī)器人或其他高精度機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高精度三維加工；集成式XYZ軸，在確保精度的前提下，最高運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)250mm/s；高響應(yīng)的隨動(dòng)控制系統(tǒng)，可確保在±8.5mm在起伏面進(jìn)行高速隨動(dòng)響應(yīng)，在確保質(zhì)量的前提下，最大化提升切割效率。

　　相比三維五軸激光切割機(jī)，企業(yè)運(yùn)用這款激光切割頭的優(yōu)勢(shì)在于成本低、靈活性高、操作方便等特點(diǎn)。相對(duì)三維五軸激光切割機(jī)，采用AccuShaper2.0激光切割頭搭配機(jī)器人的成本約為三維五軸激光切割機(jī)成本的50-60%左右，加工效率也約為三維五軸激光切割機(jī)的70-80%左右。

　　AccuShaper2.0激光切割頭小巧緊湊，便于集成到自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)，提升關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)的效率，便于促進(jìn)整條產(chǎn)線(xiàn)的效率。激光切割方案會(huì)將所有控制接入機(jī)器人主控，操作只需要通過(guò)主控系統(tǒng)進(jìn)行即可。對(duì)于后續(xù)維護(hù)，只要按需更換保護(hù)鏡與噴嘴即可，方便快捷。

　　近年來(lái)，隨著新能源汽車(chē)行業(yè)的快速崛起，企業(yè)對(duì)加工效率也是越來(lái)越看重。為更好地提升效率，同時(shí)兼容更多的產(chǎn)品加工，目前行業(yè)里有部分客戶(hù)逐步采用多臺(tái)聯(lián)動(dòng)加工的方案，即用兩臺(tái)或以上的AccuShaper2.0激光切割頭，進(jìn)行同時(shí)差補(bǔ)切割，一方面確保了設(shè)備的靈活性與兼容性，另一方面提升了加工效率。就目前來(lái)看，在無(wú)干涉區(qū)的情況下，兩臺(tái)聯(lián)動(dòng)的效率可以達(dá)到三維五軸激光切割機(jī)的 1.4-1.6倍左右，有效解決了成本與效率的問(wèn)題。

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