三维激光切割机的技术运用

三维激光切割技术作为激光应用技术的高端技术，已经广泛地应用于汽车制造行业：汽车零部件、汽车车身、汽车车门框、汽车后备箱、汽车车顶盖等各个方面。它是由专用光纤切割头、高精度电容式跟踪系统、切割系统对不同厚度的金属板材进行多角度、多方位柔性切割的先进的激光切割设备。

其利用机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小，通过将机器人进行正装或倒装，并针对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，通过光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割；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，可对多种三维金属板材进行多方位的切割。其加工速度和加工精度高度的灵活性使激光头接近加工区域的能力增强。机器人由于其低廉的价格和高柔性，并可以使用光纤传输进行激光加工，其应用前景被看好。

应用最广泛的领域是汽车车身设计和制造，主要用来开发新车型，变形车生产，例如切割样车零件，车身覆盖件的切孔，修边，切割方向盘孔，车身挡风板，车顶盖支架孔，安全气囊部件，液压成型部件等。

汽车行业使用了很多工业机器人，但在激光切割领域的应用却很少，问题存在于三个层面。一是汽车行业机器人应用主要集中在精度要求低的点焊、弧焊、喷涂、搬运等，但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，比如直径在5mm以内的小圆孔的切割，普通的机器人望尘莫及，切10mm的小圆也会出现椭圆等形状;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。因此，传统汽车行业流行的机器人在激光切割方面被客户质疑也是可以理解的。

它由于是多个单元的组合体，在使用过程中应该注意，激光发生器应该在恒温洁净的环境中使用，这样能极大限度的保证设备不间断的正常运行。一般要求客户加装空调房。在激光对材料进行切割时，工件表面会释放大量的气体和飞溅物，这些气体和飞溅物都将会对镜片造成伤害。当污染物落在镜片表面，将会从激光束里面吸收能量，导致热透镜效应。所以在使用的过程中应该保持切割头的干净，适时保养清洗镜片，当污染很严重引起膜层烧坏，只能更换镜片。切割头上面加装了冷却装置，在使用过程中应该避免其结露。做好冷水机的日常维护保养，定期更换冷却水，保持水路的正常冷却循环。

三维激光切割机代替了传统的加工方式，降低了模具投资，大大缩短了汽车制造商和零部件配套商的开发周期，提高加工效率和切割工件的精度，降低了生产成本。