2.系統(tǒng)介紹

法利萊的裝備采用整體式設(shè)計(jì)，激光器、外光路、切割頭、四軸聯(lián)動、上下料機(jī)構(gòu)均布置其上，提高了整套系統(tǒng)的硬、軟剛性，克服了光路不穩(wěn)、加工誤差大的缺陷，保證了定光路設(shè)計(jì)的可靠性，在可靠性上比國外的分體式設(shè)計(jì)更具優(yōu)勢。整體設(shè)備布局圖如圖1所示。床身部分設(shè)計(jì)緊湊，占地面積小，放棄了傳統(tǒng)的激光器支架，機(jī)床電柜，機(jī)床床身三件分離方案，達(dá)到更穩(wěn)定、更可靠、精度更高的目的。采用機(jī)械手進(jìn)行變檔套的上下料，在機(jī)械手上安裝快換夾具進(jìn)行變檔套自動上下料，機(jī)械手與切割頭相互配合進(jìn)行全自動上下料與激光切割，效率更高。

圖1 整體設(shè)備布局圖

該設(shè)備具有切割頭的X、Y、Z軸運(yùn)動和切割的旋轉(zhuǎn)軸C軸四軸聯(lián)動功能；在相應(yīng)夾具配合的情況下，激光設(shè)備切割專用的導(dǎo)向套筒功能，工裝夾具如圖2所示；功能區(qū)域封閉，并具有工作區(qū)域照明功能；配置激光防護(hù)罩，保證操作者和設(shè)備的安全。

圖2  工裝夾具

3.工藝研究

在實(shí)際生產(chǎn)中，激光切割質(zhì)量的優(yōu)劣一般指切割尺寸精度高低和切割端面質(zhì)量的好壞。目前國際上對激光切割的質(zhì)量評價(jià)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般從以下四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行判斷：切口寬度及表面粗糙度；熱影響區(qū)的寬度，有無燒傷；切口斷面的波紋；切口斷面或下表面有無掛渣。

影響激光切割質(zhì)量的因素很多，除了切割參數(shù)和工件本身特性的影響以外，還同照射功率密度、噴嘴直徑和噴嘴與工件表面間距等因素有關(guān)。綜合國內(nèi)外大量的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析，影響激光切割質(zhì)量的主要因素可以分為兩類：一類是加工系統(tǒng)性能和光的影響；另一類是加工材料因素和工藝參數(shù)的影響。在影響激光切割質(zhì)量的諸多因素中，有的是由加工工作臺本身確定的，如機(jī)械系統(tǒng)精度、工作臺振動程度等；有的是材料固有的因素，如材料的物理化學(xué)性質(zhì)、材料的反射率等；而還有一些因素是要根據(jù)具體的加工對象以及用戶質(zhì)量的要求做出選擇，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，來確定相關(guān)的參數(shù)，如輸出功率、焦點(diǎn)位置、切割速度以及輔助氣體壓力等等。因此，對于一個(gè)完整的系統(tǒng)，必須對其可控因素與加工質(zhì)量之間的關(guān)系進(jìn)行深入地研究，在掌握其規(guī)律基礎(chǔ)上，采用數(shù)控方法進(jìn)行最優(yōu)化控制。圖3為變檔套切割成品。     

      圖3變檔套切割成品

4.總結(jié)

該項(xiàng)目主要成果如下：

（1）整體式設(shè)計(jì)，激光器、外光路、切割頭、四軸聯(lián)動、上下料布置保證了定光路設(shè)計(jì)的可靠性。

（2）采用獨(dú)特的輔助裝置，使用雙工位圓盤上料裝置，提高效率，確保安全,柔性上料底盤補(bǔ)償坯料的尺寸及形狀誤差。

（3）簡單的掛鉤撥叉下料裝置動作精確柔和，避免了國外機(jī)型氣缸撞擊(或高壓吹氣)的震動與噪音以及對設(shè)備精度的影響，且降低了成本。

（4）夾持機(jī)械手根據(jù)零件的形狀及誤差特性，采用了四點(diǎn)柔性預(yù)定位及契形鎖緊原理，保證了對零件夾持的準(zhǔn)確及可靠性。

產(chǎn)品加工精度全部滿足客戶Cmk值要求，屬于加工免檢類設(shè)備。變檔套激光切割機(jī)采用了一系列當(dāng)今世界上的頂尖技術(shù)，使其加工能力及加工質(zhì)量均超過德國設(shè)備，得到德方的認(rèn)可，成本僅為國外的三分之一。