觀瀾激光打標(biāo)加工的柔性

時間：2020-03-23作者：深圳市龍華區(qū)觀瀾科迪絲移印器材行瀏覽：734

激光打標(biāo)加工具有很好的柔性：  

 (1) 激光器本身是一個比較簡單而且易于控制的裝置，如果把它產(chǎn)生的光束聚集成較細(xì)的光束，就可以切割；散焦一點(diǎn)就可以焊接；再散焦一點(diǎn)，就能進(jìn)行熱處理。  

 (2) 采用激光加工，不僅加工速度快，效率高，成本低，而且避免了模具或刀具更換，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間周期。易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，激光光束換位時間短，提高了生產(chǎn)效率。可進(jìn)行多種工件交替安裝。一個工件加工時，可卸下已完成的部件，并安裝待加工工件，實(shí)現(xiàn)并行加工，減少安裝時間，增加激光加工時間。  

 (3) 激光束采用直接驅(qū)動和導(dǎo)向方法。激光可作旋轉(zhuǎn)、傾斜、上下左右移動等運(yùn)動，能加工工件的垂直面和復(fù)雜表面；而且直接驅(qū)動沒有空程，精度高。將激光的控制和機(jī)器人相結(jié)合，用機(jī)器人來移動或多軸線方式方式翻轉(zhuǎn)光束下的零件，可加工一些用傳統(tǒng)方法加工比較困難的零件。  

 (4) 采取多級快速反應(yīng)的防撞措施，光束導(dǎo)向裝置接觸工件時，運(yùn)動系統(tǒng)立即停機(jī)，使系統(tǒng)不被破壞，避免了昂貴的維護(hù)；碰撞后能快速而簡單地恢復(fù)工作，減少了碰撞引起的停機(jī)時間，提高了激光系統(tǒng)的加工效率和可靠性。 

 (5) 激光頭可自由運(yùn)動，目前激光頭已達(dá)5個運(yùn)動軸，即使工件在加工時保持固定，仍可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的加工，而且只要利用移動旋轉(zhuǎn)工作臺，就可加工比軸行程大的零部件。激光束采用自動聚焦控制。激光系統(tǒng)直線軸可沿光軸或任意軸定位，以保持光束聚焦；焦點(diǎn)位置任何時刻都精確可知，而且行程無限制。圖1示出了自動聚焦控制與鏡頭伺服控制的比較，由圖看見，鏡頭伺服系統(tǒng)中聚焦透鏡與激光系統(tǒng)移動無關(guān)，因此焦點(diǎn)位置無法確定。

1、柔性制造系統(tǒng)（FMS）  

柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System 縮寫FMS)是指適用于多品種、中小批量生產(chǎn)的具有高柔性且自動化程度高的制造系統(tǒng)。柔性是FMS的較大特點(diǎn)，即系統(tǒng)內(nèi)部對外部環(huán)境的適應(yīng)能力。FMS自其誕生以來就顯示出強(qiáng)大的生命力，它克服了傳統(tǒng)的剛性自動線只適用于大量生產(chǎn)的局限性，表現(xiàn)出了對多品種、中小批量生產(chǎn)制造自動化的適應(yīng)能力。隨著社會對產(chǎn)品多樣化、低制造成本、短制造周期要求的日趨迫切，由于微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械與控制設(shè)備的進(jìn)步，柔性制造技術(shù)發(fā)展迅猛并日臻成熟。實(shí)用表明，柔性制造技術(shù)具有如下特點(diǎn)：具有較高的柔性、機(jī)構(gòu)性和通用性；轉(zhuǎn)產(chǎn)快、準(zhǔn)備時間短；備利用率高，可實(shí)現(xiàn)無人看管24h連續(xù)工作；加工質(zhì)量高且穩(wěn)定；所需費(fèi)用低；相同產(chǎn)量占地面積是傳統(tǒng)設(shè)備的60%。由此可見，正是由于柔性制造技術(shù)的這種高效、靈活的特性使其成為實(shí)施敏捷制造、并行工程、精益生產(chǎn)和智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)，且應(yīng)用日益廣泛，已成為制造領(lǐng)域的**技術(shù)。而按規(guī)模大小FMS主要分為：柔性制造單元(FMC)；柔性制造線(FML)；柔性制造系統(tǒng)(FMS)。  

一般柔性制造系統(tǒng)的主要組成部分為：  

 (1) 加工系統(tǒng)  

FMS采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定主要有加工中心、車削中心或計算機(jī)數(shù)控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機(jī)床等，用以自動地完成多種工序的加工。  

(2) 物料系統(tǒng)  

用以實(shí)現(xiàn)工件及工裝夾具的自動供給和裝卸，以及完成工序間的自動傳送、調(diào)運(yùn)和存貯工作，包括各種傳送帶、自動導(dǎo)引小車、工業(yè)機(jī)器人及**起吊運(yùn)送機(jī)等。  

(3) 計算機(jī)控制系統(tǒng)  

 用以處理FMS的各種信息，輸出控制CNC機(jī)床和物料系統(tǒng)等自動操作所需的信息。通常采用三級(設(shè)備級、工作站級、單元級)分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)，其中單元級控制系統(tǒng)(單元控制器)是FMS的**。  

(4) 系統(tǒng)軟件  

用以確保FMS有效地適應(yīng)中小批量多品種生產(chǎn)的管理、控制及優(yōu)化工作，包括設(shè)計規(guī)劃軟件、生產(chǎn)過程分析軟件、生產(chǎn)過程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。  

2、激光柔性加工系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)  

由上述文字我們可以發(fā)現(xiàn)激光加工與柔性制造系統(tǒng)有很好的相容性，把兩者結(jié)合起來形成激光柔性加工系統(tǒng)，在彼此相互配合良好的條件下肯定會收到非凡的效果并**良好的收益。  

隨著激光與材料的相互作用的進(jìn)一步研究，激光加工技術(shù)也必將廣泛的應(yīng)用在柔性制造系統(tǒng)上。  

實(shí)現(xiàn)激光加工的柔性系統(tǒng)化主要指激光加工頭能靈活機(jī)動地引導(dǎo)激光束到達(dá)零件的待加工位置。從激光加工機(jī)床所能加工零件的復(fù)雜程度看，又分平面二維和空間三維激光加工，大功率激光三維加工是未來激光加工的方向的發(fā)展方向，為了實(shí)現(xiàn)激光加工的靈活性，三維激光必須采用運(yùn)動光學(xué)系統(tǒng)。大功率三維YAG激光加工系統(tǒng)通常采用機(jī)器人(或機(jī)器手)配合光導(dǎo)纖維進(jìn)行光束傳輸，由機(jī)器人挾持著激光頭完成各種運(yùn)動，激光則通過光導(dǎo)纖維傳送到激光加工頭處，到達(dá)工件表面，這種加工系統(tǒng)中，光束的傳輸和聚焦特性不受加工位置的影響。  

機(jī)器手作為激光柔性加工系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)動狀態(tài)的穩(wěn)定性直接影響著加工質(zhì)量。而對于大功率CO2激光，則是通過一組光學(xué)鏡片(鏡組)進(jìn)行傳輸。這些鏡組安裝在多軸聯(lián)動(一般是5軸聯(lián)動)數(shù)控加工機(jī)床上，激光從激光器**出來后，經(jīng)過若干反射鏡，傳送到激光加工頭。 隨著加工位置的變化，加工機(jī)床帶動激光加工頭運(yùn)動。結(jié)果使鏡片之間的距離以及激光束的行程不斷發(fā)生變化，這些變化將影響激光束能量分布和聚焦特性的變化，從而影響了加工過程，目前，這兩種加工系統(tǒng)都得到廣泛應(yīng)用。


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