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铣床实现复合加工的工艺诀窍
文章来源:中国999博彩白菜网站信息网  添加人:阿刀  添加时间:2009-07-20
 

图3  机器人抓取激光加工单元并引导该单元,热丝输送系统和2D扫描系统与该激光加工单元相连接


采用2D扫描系统,可以在这两种使用场合中实现可调的轨迹宽度和灵活的加工轨迹。在淬硬处理时,采用几百赫兹激光和20mm以内的可调宽度对焦点进行扫描,并通过机器人同时对零件进行聚焦,由此可以生成加工轨迹。在机器人与工件的相对运动过程中,可通过设定扫描振幅来与轨迹宽度相匹配,由此可以生成灵活的淬硬轮廓。除了可以实现灵活的加工轨迹之外,通过对工件上焦点的扫描,可以确保均匀的温度分布,这对于工艺流程的结果具有关键性的影响。在进行焊接时,激光焦点扫描可用来影响熔池表面的特定温度分布,由此可以局部调节表面应力,在一定范围内调整涂层轨迹的宽度。

焦斑决定涂层宽度

针对系统技术的实施,在复合式模块化的激光机器人单元中集成了带有2D扫描系统的垂直分配(散射方向)送丝系统(图3),能源链呈垂直连接。焊接和硬化处理或切削流程之间的转换需要激活或消除丝导入功能,并开启或关闭流程范围内外的丝导入嘴。通过丝导入嘴的相应回转能量,可以达到流程自动转换,减少激光硬化处理和激光切削时的不良轨迹轮廓。

除此之外,为了在切削之后达到特定的设计结构,复合加工单元采用了一种结合3D高效光束偏转系统的中小功率的短脉冲激光装置。由此可以生成脉冲峰值功率小于1GW/mm2的特定脉冲作业结构(pw模型)。在20μm范围内的离散结构不能通过机器人来实现,同时也要求机床达到一定的精度。因此,结构更换系统通过主轴刀座的接口,以模块化的方式被更换到机床上。成功使用复合设备的一个重要的因素是设计工具,它可以在用户制定使用传统设备完成更为复杂的工艺链时,提供最佳的支持(图4)。在复合加工中心上进行加工设计时,无论是针对铣削加工,还是CAM系统上的激光加工,都要进行轨迹设计。这里要对商业化的CAM系统进行扩展,加入相应的模块,以显示激光作业流程。激光工艺的轨迹设计基础是5轴和6轴铣削范围的加工策略。所生成的轨迹拥有流程参数,以对激光功率进行控制。设计工作是交叉进行的,系统在所获得的流程认知的基础上,为用户生成各种建议。地址存储器从所生成的数据中,既为设备控制(NC),也为机器人控制(RC)自动生成可运行的程序。出于安全方面的原因,在执行之前,各个分程序都要在设备上通过一个模拟模型进行校验。这里采用虚拟的控制,准确模拟实际控制时间。结合采用一个动态模型,则可以事先识别出各种干涉情况。

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