在德國慕尼黑光博會的現(xiàn)場，行業(yè)脈搏跳動強勁，全球參展商以飽滿的熱情，向八方觀眾展示著金屬加工領域的前沿技術與創(chuàng)新成果。
剛參加完美國金屬加工及焊接展覽會，我們又趕赴下一場展會，德國漢諾威金屬加工展。這次展會再次展示了金屬加工行業(yè)的最新技術和創(chuàng)新成果。
美國金屬加工及焊接展覽會FABTECH 2024已圓滿落幕，感謝每一位參觀我們展位的朋友，我們非常榮幸能夠在此次展會上展示我們的最新技術和創(chuàng)新產(chǎn)品，并與行業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士進行深入交流。
激光切割頭?的分類及產(chǎn)品分布 激光切割頭也分不同的種類，比如有CO2切割頭、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控等離子切割頭、光纖激光切割頭等。而光纖激光切割機與其他的切割設備相比，其光電轉(zhuǎn)換率要高得多，尤其是數(shù)控光纖激光切割頭，它的光電轉(zhuǎn)換率高達30%，能夠為企業(yè)降低大量的生產(chǎn)成本。 8.jpg 我國的激光加工產(chǎn)業(yè)可分為四個產(chǎn)業(yè)帶，珠三角、長三角、華中地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)。珠三角地區(qū)以中、小功率激光加工機為主；長三角以大功率焊接設備為主；環(huán)渤海以大功率和全固態(tài)激光為主；以武漢為首的華中地區(qū)，覆蓋了大、中、小激光加工設備。
時隔多年，中小功率激光切割頭依舊香 隨著激光技術的發(fā)展，光纖激光切割頭發(fā)展的越來越快，功率逐漸由百萬開發(fā)到了萬瓦級，切割的板材厚度也由1mm到現(xiàn)在的120mm甚至更厚，高功率的出現(xiàn)確實開拓了市場，也擠壓了中小功率的一些市場，但是并不意味著中小功率光纖激光切割機沒有了市場，在一些行業(yè)，中小功率激光切割機依然很受歡迎，混得風生水起。下面我們一起來看下，中小功率光纖激光切割頭適合哪些行業(yè)。 7.jpg 1、廣告標識行業(yè) 廣告標識行業(yè)作為光纖激光切割頭最早開發(fā)的行業(yè)之一，也一直是光纖激光切割頭應用較多的行業(yè)，對光纖激光切割機采購需求旺盛，隨著行業(yè)的發(fā)展，廣告標識行業(yè)對金屬材料的需求逐年增加，同時廣告標識行業(yè)金屬厚度普遍偏低，所以中小功率光纖激光切割頭完全能滿足其對金屬材料的切割需求，故中小功率光纖激光切割頭在廣告標識行業(yè)依然很受歡迎。 2、家用行業(yè) 家用行業(yè)作為每個家庭的必需品，包括家電、家具、廚具等行業(yè)，這些行業(yè)的金屬切割厚度普遍較低，但需求量大，隨著人民日益增長的物質(zhì)文化需要，家用行業(yè)的生產(chǎn)制造業(yè)必須跟上時代的發(fā)展步伐，不斷推陳出新，這樣光纖激光切割頭就起到了重要作用，具備切割速度快，穩(wěn)定高效，可切割復雜圖形，完全能取代傳統(tǒng)的切割工藝，并且能降低家用行業(yè)的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力，故中小功率光纖激光切割頭同樣在家電、廚具、家具等家用行業(yè)很受歡迎。
1.機床主機部分 光纖激光切割頭機床主機部分，實現(xiàn)X、Y、Z軸的機械運動，包括載體--切割工作平臺。用于擺放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準的進行移動，通常由伺服電機驅(qū)動。 2.操作工作臺 用于控制整個切割裝置的工作過程，所有操控光纖激光切割頭的操作命令均由此處發(fā)出。 3.激光切割頭 激光切割頭驅(qū)動裝置用于按照程序驅(qū)動切割頭沿Z軸方向運動，由伺服電機和絲杠或齒輪等傳動件組成，主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。 激光切割頭 4.穩(wěn)壓器 連接在激光器、數(shù)控機床與電力供應系統(tǒng)之間的裝置。主要起防止外電網(wǎng)干擾起到穩(wěn)壓的作用，保障機器正常運轉(zhuǎn)。 5.光纖激光器 光纖激光器是用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎上開發(fā)而來。在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)對的激光能級“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，適當加入正反饋回路（構成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。 6.冷水機 用于冷卻激光器。激光器是利用電能轉(zhuǎn)換成光能的裝置，冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。 7.除塵器 除塵器抽出激光切割時產(chǎn)生的煙塵和粉塵，并進行過濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護標準，不會對環(huán)境造成污染。
1 序言 盾構是一種隧道掘進的專用工程機械，現(xiàn)代盾構機集機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能 [1]盾構具有自動化程度高、施工速度快、施工過程中對地面建筑物及交通影響小等優(yōu)點，因此，在地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程得到廣泛應用 [2]盾構機主要由刀盤、盾體、主驅(qū)動、螺旋輸送機、管片拼裝機、后配套等多個部件組成。主驅(qū)動是盾構機的關鍵核心部件，為刀盤提供支撐力及回轉(zhuǎn)動力、傳遞刀盤推進力。而驅(qū)動箱是盾構機主驅(qū)動的主要結構件，用于承載主軸承、刀盤法蘭、減速機等其他部件，同時提供主軸承潤滑系統(tǒng)的齒輪油容納空間，為前部密封及油脂潤滑系統(tǒng)提供油脂通道 [3]隨著工業(yè)智能制造程度的深入，實現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動化、柔性化與智能化已成為必然趨勢，而機器人焊接成為焊接技術自動化的主要標志 [4]機器人焊接具有提高焊接質(zhì)量、保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性、提高勞動生產(chǎn)效率、改善勞動條件等優(yōu)點。本文以CLOOS弧焊焊接機器人為基礎，建立盾構機驅(qū)動箱焊接工作站，探索研究機器人焊接參數(shù)，形成驅(qū)動箱機器人焊接數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)驅(qū)動箱機器人焊接，提高焊接質(zhì)量及效率，提升工業(yè)智能制造水平。
、擺動功能：焊接工作是三維全方位擺動工作，設置內(nèi)可調(diào)擺動頻率，擺動幅度，擺動類型等參數(shù)，以便更好地進行焊接作業(yè)。 2、焊接傳感功能：配備焊接傳感器，有起始點檢測，焊縫跟蹤傳感功能。 3、焊槍防撞功能：當焊接頭受到不正常阻力時，機器人會停止工作，避免繼續(xù)操作帶來的不必要的損失。 4、焊槍校正功能：焊接頭與工件發(fā)生碰撞后，通過簡單的操作即可校正復位。 5、焊接粘絲接觸功能：焊接完成后，焊絲與焊槍頭粘連在一起時，可以再次出光解除粘絲，不必手動剪斷焊絲。 6、斷弧再啟功能：焊接出現(xiàn)斷弧時，機器人會按照指定的搭接量返回重新引弧焊接，無需重新人工補焊作業(yè)。
1、選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、根據(jù)焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。 2、焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。 3、優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得最佳的焊接參數(shù)，制作工作試件進行焊接試驗和工藝評定。 4、合理的變位機位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對接頭的位置。 5、及時插入清槍程序?？煞乐购附语w濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，確?？煽恳?、減少焊接飛濺。?
目前的三維切割頭工藝已經(jīng)十分成熟，在各類行業(yè)中廣泛應用，目前分為平面切割和三維切割頭，而三維切割頭在汽車類工業(yè)制造中尤為合適。根據(jù)汽車制造中各部件設計和要求，選擇不同規(guī)格的板材，通過激光切割技術來完成各零部件的制造，三維切割頭機技術助力汽車行業(yè)更效率的生產(chǎn)。 8.jpg 許多零部件的加工都需要進行開孔和斜面加工，傳統(tǒng)加工一般要分為多個步驟然后手工完成，整體需要三到四個工序，加工時間長，且無法保證加工件的重復精度，不能順應目前要求高效的生產(chǎn)需求。三維激光切割機的應用讓制造行業(yè)的生產(chǎn)更為簡單，一臺設備完成截斷、開孔和斜切三道工序，加工效率高，十分契合現(xiàn)在的汽車車身零部件加工。 先進工業(yè)科技的發(fā)達，許多重復的工序都由工業(yè)機器人進行完成，精度質(zhì)量高的同時還能連續(xù)不間斷的工作。當三維激光切割技術與工業(yè)機器人相結合，便成就了一臺能對不同厚度金屬板進行多方位、靈活切割加工的新進激光切割設備。利用工業(yè)機器人靈活快速的動作性能，可根據(jù)工件的類型、大小等參數(shù)，進行適當?shù)氖窘叹幊?，就可以通過三維切割頭對工件進行三維切割，各種復雜工件一次成型。 三維切割頭的優(yōu)勢主要在于成本上的節(jié)約，汽車各型號的不同內(nèi)部零部件也不同，傳統(tǒng)加工各部件切割都需要模具，單套產(chǎn)品線模具成本大，而且調(diào)試人工耗時長。而采用三維切割設備，可將成本大大降低，無需模具即可切割，縮短整體生產(chǎn)周期。在汽車制造中，一款車型就是一套模具，汽車更新?lián)Q代快，三維切割頭技術就能很好地為企業(yè)節(jié)省成本。 三維切割頭能完成傳統(tǒng)等離子手動切割、修邊模、沖孔模、六軸機器人三維切割頭和線切割等多道工序才能完成的任務，真正實現(xiàn)智能化、多功能、高效率、低能耗的柔性化加工。工具的革新帶來的是生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，三維激光切割機不僅僅能帶動汽車行業(yè)的發(fā)展，它的出現(xiàn)可以帶來異形材料切割行業(yè)的福音。
4．解決無限旋轉(zhuǎn)三維切割頭核心技術 精密的光學計算，制定系統(tǒng)幾何的空間算法，研制360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭，自主創(chuàng)新，擁有核心技術，是繼國外三家企業(yè)后，第四家能夠生產(chǎn)360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭的廠家，打破了國外技術壟斷。360°無線旋轉(zhuǎn)三維切割頭如圖5所示。 三維切割頭技術發(fā)展現(xiàn)狀（下） 圖5 360°無線旋轉(zhuǎn)三維五軸切割頭 對三維五軸切割頭產(chǎn)品，解決如下關鍵及核心技術： （1）三維五軸無限旋轉(zhuǎn)切割頭水、氣、光通路的密封 三維切割頭加工時運動軌跡較為復雜，通過C軸（無限旋轉(zhuǎn)）機械傳動部分傳輸?shù)墓艿烙泄饴?、水路、氣路、電信號通路。由于C軸為無限旋轉(zhuǎn)結構，上述通道無法采用管道式的結構，需設計特定的旋轉(zhuǎn)式通道結構傳輸。隨之而來的問題就是要解決運動通道水、氣、光的動密封性。 2.jpg? 為突破此重大障礙，在多種備選設計方案中選擇水、氣、光、電各通道獨立傳輸?shù)男D(zhuǎn)機械結構；針對C軸各旋轉(zhuǎn)傳輸通路對密封元件技術要求，開發(fā)以新型材料為基礎設計的旋轉(zhuǎn)通道密封元件，元件設計充分地考慮了耐磨性、密封性和元件與管道動摩擦力等綜合因素的平衡；結合理論與經(jīng)驗的指導適當調(diào)整密封元件與被密封通路的公差配合，成功地實現(xiàn)集成多個密封傳輸通道的高速無限旋轉(zhuǎn)C軸部件。經(jīng)過大量實驗驗證自主研發(fā)的高速旋轉(zhuǎn)密封元件性能已達到國外同類產(chǎn)品水平。 （2）三維切割頭高速旋轉(zhuǎn)下電信號抗干擾屏蔽技術 采用傳統(tǒng)的線纜在旋轉(zhuǎn)軸中傳輸電信號會因軸的旋轉(zhuǎn)將線纜纏繞甚至拉扯斷裂，多路電信號同時在間距較小的空間內(nèi)傳輸也會有信號互相串擾的風險。為了避免此類問題并保證多路電信號的抗電磁干擾傳輸，根據(jù)多路電信號通路的技術規(guī)格，首創(chuàng)的獨特電滑環(huán)結構設計，突破多路電信號在高速旋轉(zhuǎn)軸上的抗干擾傳輸。
激光加工制造在過去十年在中國得到迅速發(fā)展，驅(qū)動市場增長的其中一個重要表現(xiàn)是激光取代傳統(tǒng)工藝。從以往的絲印、刀刻到如今激光打標、雕刻，從以往的沖床、刀片切割到如今激光切割，從傳統(tǒng)的化學劑、酸洗到如今激光清洗等，都是工藝上的重大轉(zhuǎn)變，在符合環(huán)保綠色制造基礎上，讓工藝更高效、產(chǎn)出量更大、工藝效果更美觀，這就是激光帶來的技術進步，也是工業(yè)技術發(fā)展的一個必然趨勢。 手持激光焊接快速興起 在焊接方面也同樣出現(xiàn)了工藝的更替，從以往的普通電焊、弧焊到如今激光焊接。以金屬材料為主的手持激光焊是當前最為重要的應用。激光焊接在我國的發(fā)展已經(jīng)近30年了，但是以往采用的小功率YAG激光焊機常常是單機運作，自動化程度稍低，需要人工上下料，而且功率也低，工作臺幅面較小，難以操作大部件工件，導致激光焊接應用無法鋪開。近些年激光焊接有了較大的發(fā)展，特別是光纖手持激光焊、半導體激光焊接的應用，在工件夾具、自動化控制、自動上下料也得到不錯的開發(fā)，目前在國內(nèi)的部分汽車廠已裝備高端的自動化激光釬焊車身系統(tǒng)，另外在航空零部件、中車的機車廂體等也有應用。還有一個很重要的就是新能源汽車的動力電池激光焊接。這些都是手持激光焊接高端應用的體現(xiàn)。
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