單側(cè),非接觸式的激光焊接同高速掃描鏡片結(jié)合,減少了焊接時(shí)間的同時(shí)提高了生產(chǎn)率。
遠(yuǎn)程激光焊接已經(jīng)正在成為一種替代傳統(tǒng)汽車白車身應(yīng)用中電阻點(diǎn)焊的一種手段。根據(jù)行業(yè)調(diào)查,已安裝的設(shè)備超過60套,主要集中在歐洲和北美地區(qū)。遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)發(fā)揮了單側(cè),非接觸式激光焊接帶來的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),并將其與高速掃描鏡片帶來的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,大大縮短了焊接時(shí)間,在整個(gè)焊接流程中增加了總生產(chǎn)效率。
遠(yuǎn)程激光焊接的優(yōu)勢(shì)是最為顯著的,如果和傳統(tǒng)激光/機(jī)器人焊接的一些工作周期相比:20mm的縫焊能在0.2-0.4秒內(nèi)完成,重復(fù)定位時(shí)間最大3秒,而對(duì)于遠(yuǎn)程焊接來說焊接時(shí)間相同,重復(fù)定位時(shí)間僅為0.2秒。遠(yuǎn)程焊接的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于降低了定位時(shí)間,這是由于裝備了高速的光束掃描裝置(見圖1)。
圖1. 遠(yuǎn)程焊接的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是通過高速光束
掃描降低了定位時(shí)間
Comau Pico公司很早就曾為推動(dòng)遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)的發(fā)展作出努力,他們?cè)ㄟ^和一些具有前瞻想法的汽車制造商合作,在白車身生產(chǎn)上開辟了新領(lǐng)域。在公司早期獲得的成就當(dāng)中有一項(xiàng)是同Rofin Sinar公司合作,采用一臺(tái)基于 CO2 激光的遠(yuǎn)程焊接設(shè)備,利用掃描鏡片以高速反射光束,焊接車身件的多個(gè)焊接位置。
在Fiat Marea車的一個(gè)典型部件上,遠(yuǎn)程CO2 激光焊接被用來替代電阻點(diǎn)焊,它主要用來消除在車后部尾門上采用膠粘劑帶來的成本。在這一應(yīng)用中,總的激光縫焊時(shí)間是5秒。在對(duì)該車型門框的焊接上,43條激光焊縫僅需30秒就能完成,替代了傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊。在這兩種應(yīng)用中,重復(fù)定位時(shí)間的降低高達(dá)94%。
Comau公司在同Rofin合作獲得以上這些應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)之后,開始認(rèn)識(shí)到該系統(tǒng)能提供以下的優(yōu)勢(shì):高生產(chǎn)率(高達(dá)120個(gè)焊點(diǎn)/分),高柔性,減少的占地面積(大多數(shù)汽車廠的主要成本因素之一),以及焊接各種不同外形零件的能力。
但是,如果不考慮使用的遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng),從零件來看,它們必須被緊緊裝夾在每個(gè)焊接工位。這使得設(shè)計(jì)和制作夾具成為必需,在一些應(yīng)用中甚至非常復(fù)雜。另一方面,其優(yōu)點(diǎn)在于,更經(jīng)濟(jì),占用更少空間,相比要使用6到8個(gè)夾具的點(diǎn)焊來說,遠(yuǎn)程焊接的夾具僅需一個(gè)。
Comau 也認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)上的掃描盒存在一些限制,因?yàn)樗豢赡芤苿?dòng)遠(yuǎn)程焊接頭。因此Comau開發(fā)并申請(qǐng)了一項(xiàng)專利,這是一種快速光束傳遞系統(tǒng),在安裝到傳統(tǒng)的龍門型系統(tǒng)上后,能提供四軸的運(yùn)動(dòng)(見圖2)。采用該方式的新單元可帶來更高產(chǎn)量,高速在零件上移動(dòng)光束的能力替代了移動(dòng)部件,并且降低了相關(guān)工具的復(fù)雜性和成本。這一概念允許用戶在龍門框架范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)完成焊接。
圖2.傳統(tǒng)的掃描盒被專利的快速光束傳遞系統(tǒng)替代
和Agilaser公司配合,超過12臺(tái)甚至更多的遠(yuǎn)程激光焊接設(shè)備現(xiàn)在正在Fiat位于意大利各個(gè)工廠運(yùn)轉(zhuǎn), 在Mirafiori它們?yōu)镮dea和Musa兩款車型焊接部件;在Melfi它們一直焊接Punto的部件,在Cassino它們焊接新Stilo的部件。系統(tǒng)同樣被安裝在Renault公司位于斯洛文尼亞Novo Mesto的工廠,用于焊接Clio和Twingo的部件,以及法國Saundoville工廠,焊接Megane的部件;在意大利Pomigilano焊接Stola、Ducato和Alfa159的部件。
在Mirafiori 工廠,一套Agilaser激光設(shè)備替代了一條機(jī)器人電阻點(diǎn)焊線,它采用雙夾具遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)用于車門裝配線,生產(chǎn)投資降低了15%,而生產(chǎn)率提升了20%,同時(shí)降低了占地面積——和傳統(tǒng)的四機(jī)器人焊接系統(tǒng)相比減少了50%。結(jié)果是采用激光遠(yuǎn)程焊接后單件成本降低了30%。
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