汽車零部件的鈑金覆蓋件包含機蓋、后蓋箱、水箱架、保險杠、葉子板、車門，還有底盤件的元寶梁、控制臂、后橋，以及駕駛室框架的高壓成型管等等，往往需要三維的切割，包括修邊和沖孔等，傳統工藝有開模沖壓，等離子切割，機械雕銑或五軸機床激光切割等。

在樣車試制、小批量試生產、變形車、特種車和備件市場維修市場中，傳統的模具沖壓工藝顯然不能發(fā)揮其優(yōu)勢。沖壓件的內框、孔、內輪廓和外輪廓等的切邊和切孔等工作只能依靠手工完成，操作困難，出現廢品的機率較高，無法保證不同切割件的重復精度，無法滿足市場上對產品質量越來越苛刻的要求。手工操作的加工時間長，加工后的產品必須逐件進行檢驗，很難符合車型開發(fā)周期越來越短的客觀要求。而且車型改變時需要更換全套模具，投資風險較大。

等離子切割的方式，導致切口邊緣不整齊，需要下一道工序來打磨，費時費工。小孔只能用手鉆或沖床來加工，工作效率低下。手持離子設備對人體有一定的輻射，粉塵嚴重污染人體健康。而且等離子工人的用工管理對企業(yè)主也是一個棘手的問題。等離子切割的流程較為繁瑣，圖示如下：

高壓成型管的端面切割和開槽挖孔，傳統工藝是采用機械雕銑的方式，加工效率低下，圖為工作現場：

一些規(guī)模較大的生產廠家，率先引進了國外先進的五軸鐳射切割機，大大改善了工藝效果，提高了生產效率。因為五軸機床目前基本上都是整機國外進口，價格極其昂貴，動輒三五百萬以上的設備價位，對廣大中小型生產廠家是一個難以普及的門檻。而且目前三四百萬的中低端的五軸鐳射切割機，選配的激光器基本上都是2KW的快軸流CO2激光器，需要充He,Ne,CO2等氣體，充氣費用在20元/小時左右，系統耗電在30KW左右，加上輔助切割的氧氣費用和零星耗材，累計每小時的使用費用高達80元左右。包含冷卻包含充氣在內的系統占地面積高達數十平米。圖為進口的五軸激光機床的工作現場。

        我公司根據前期大量的市場調研，結合汽車鈑金覆蓋件和底盤件的行業(yè)特點，現推出工業(yè)機器人＋光纖激光器的組合進行三維切割，整機價位在100－200萬元，耗材耗電總費用控制在每小時20元內，徹底有效的解決了上述問題。

 首先，用工業(yè)機器人代替五軸機床。兩者都能進行空間軌跡的描述實現三維立體切割，工業(yè)機器人的重復定位精度比五軸機床稍低，約為±100uM，但這完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件和底盤件行業(yè)的精度要求了。而采用工業(yè)機器人大大降低了系統的成本造價，減少了耗電系統費用和系統運行維護費用，減少了系統的占地面積。

其次，用光纖激光器代替CO2激光器。光纖激光技術是近幾年高速發(fā)展的激光技術，相比傳統激光，具有更好的切割質量，更低的系統造價，更長的使用壽命和更低的維護費用，更低的耗電。關鍵是光纖激光器的激光可以通過光纖傳輸，方便與工業(yè)機器人連接，實現柔性加工。

其三，本系統唯一的缺陷，是只能加工金屬工件，不能加工非金屬工件。這是因為本系統采用的是光纖激光，其波長為1064NM，相對于波長為10640NM的CO2激光，不易為非金屬工件所吸收的緣故。

總之，采用工業(yè)機器人＋光纖激光器的組合進行加工，修邊沖孔等工藝一次完成，切口整齊無需后道工藝再處理，大大縮短了工藝流程，降低了人工成本和模具費用的投入，也提高了產品檔次和產品附加值。選配我公司的離線編程軟件，通過數模直接生成切割軌跡，拋棄了繁雜的人工示教，更加適合小批量多批次的維修市場、新品試制和非標定制等一些個性化的切割需求。而且，投資高柔性高效率的激光切割設備，來代替昂貴的沖壓設備和剪裁設備，可以更加靈活的更換產品，把握市場。

耗電耗材：

系統耗電：<8KW（根據選配激光器功率大小而異）

零星耗材：<0.5元/小時（包括高功率激光器水冷系統的濾芯、切割頭氣嘴和切割頭保護鏡片）

吹氣費用：<6元/小時（以用純氧輔助切割2MM內碳鋼為例）

性能指標:

激光功率:200W/300W/400W/500W/1000（根據工件材質和料厚可選）

激光波長:1070NM

工作區(qū)域:半徑2米的半球形工作區(qū)域（選配半徑2米的機械手）

切割速度:0-15米/分鐘（根據功率大小和工件材質與厚度可調）

供電電源:三相交流380V

用電功率: <8KW（根據選配激光器功率大小而定）

冷卻方式:風冷/水冷（根據選配激光器功率大小而定）

切割頭焦距：5－7英寸（根據工件厚度可選）

機械手重復定位精度：±0.1MM

機械手保護等級：IP65

      系統使用壽命：十萬小時

系統保修:2年

系統選型：

1. 根據工件大小選配不同臂長的機械手。在置頂安裝的情況下，機械手為半球面的工作區(qū)域，考慮到用戶的實際加工情況和后期產品升級空間，建議采用臂長2.01米的機械手，可達直徑3米的半球形加工區(qū)域。

2. 根據工件材質和厚薄選配不同功率級別的光纖激光器。金屬的切割以碳鋼、鋁和不銹鋼三種為代表，鋁等為高反射材料，同樣料厚情況下需選配更大功率的激光器，碳鋼比較容易切割，典型參數為2MM內厚碳鋼選用200W激光器。具體選型可接洽我公司工藝工程師。

3. 根據工件厚薄選配不同焦距的切割頭，有3、5、7英寸可供選配。6mm以下薄板切割可選5英寸的中焦距切割頭，6mm 以上中厚板切割一般選用7英寸的長焦距切割頭。

4. 根據實際需要選配離線編程軟件。

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三維切割系統的七大技術優(yōu)勢：

1.因為采用了業(yè)內最高精度的史陶比爾機械手，本體較輕，切割速度快，在小弧度的精細切割和大邊的高速切割方面具有明顯優(yōu)勢，實際切割速度可以達到18米/分鐘而無抖動，綜合加工效率是其他品牌機械手組合的兩倍，性價比高，還可以節(jié)約一組的耗材和人工，后期可以少追加設備也能滿足產能要求。典型參數為0.8MM厚碳鋼用300W激光器，大邊的切割速度可達10米 /分鐘以上， 采用400W激光器可達15米/分鐘以上。有些品牌的機械手，因為自重高達四五百公斤，吊裝后微小的抖動會通過2米臂長的放大，影響切割精度，所以不管用多大的激光器，實際切割速度一般不會超過6米/分鐘。

2.切割精度高。系統重復定位精度高達±0.1M，完全可以滿足汽車鈑金覆蓋件行業(yè)的精度需求?？汕懈钪睆叫≈?MM的小圓，切割效果圓滑美觀，目測無形變和毛刺。

3.切割幅面大，實際死角小。選配臂長2.01米的機械手，除了實現直徑達3米的半球形三維加工區(qū)域外，還可實現2.5米×1.25米的二維平面切割

4.針對三維切割的現場情況，我公司自行開發(fā)了三維切割頭，性能穩(wěn)定，價格低廉，維修便捷。在汽車鈑金覆蓋件行業(yè)，工件的形變和破損會引起切割頭的碰撞，加上工人操作的失誤，切割頭的碰撞與損壞更是不可避免的。而國外切割頭的維修周期長，價格昂貴，耗材費用偏高。

5. 根據實際需要選配離線編程軟件，可讀取UG,SOLIDWORK等三維作圖軟件導出的vda,igs,x_t,sldprt,prt,stp,ipt,par等格式的數模，修改后直接生成切割軌跡，代替人工示教，簡單易用。

6. 工業(yè)控制理念，模塊化設計，全系統的防護等級為IP55,機械手防護等級更是高達IP65，系統集成度高，故障少，抗沖擊振動，抗灰塵，無須光學調整或維護，真正適合于工業(yè)加工領域的應用。而其他同類產品為簡單集成，設備的穩(wěn)定性較差。

7.系統的工藝性和易用性較好。我公司對史陶比爾的機械手軟件做了大量的二次開發(fā)，很多人性化的功能可以實現，如專家數據庫功能。不同的材質（如碳鋼和鍍鋅板和不銹鋼），不同的料厚，不同的速度，需要對應不同的激光功率和吹氧壓力,我公司通過自行開發(fā)的數據庫功能模塊來實現參數的自動匹配，這就大大降低了對操作工人的要求，降低了對工人的管理難度。