激光焊接机器人是以激光作为热源的可编程自动化焊接设备,主要由机械臂系统、激光源及光学系统、控制系统组成,以下是其详细介绍:
一、工作原理
激光焊接机器人通过激光器产生高能量密度的激光束,经光纤或镜头系统传输至加工头,聚焦到工件表面,使材料局部熔化形成焊缝。其核心步骤包括:
激光束生成:半导体激光器或激光二极管产生高强度激光束。
光学聚焦:透镜系统调整焦点位置和焦距,确保激光束聚焦于焊接点。
视觉定位:配备视觉系统或传感器,通过摄像头捕捉工件标记点,结合高性能图像处理装置和激光变位传感器,实时校正焊接位置和高度。
路径规划:控制系统根据预设程序指导机械臂运动,确保激光头按所需路径移动,同时调整焊接速度、模式、功率和焦点位置等参数。
焊接过程:激光束聚焦于焊接点,高能量密度使工件表面迅速熔化并形成焊缝,系统实时监控焊接参数(如激光功率、焦点位置)以确保质量。
冷却处理:焊接完成后,通过气体冷却或其他方法对焊接区域进行冷却,确保稳定性。
二、核心特点
高精度与高质量:
激光束直径可小至0.1mm,送锡精度达0.2mm,焊接精度较前代提高20%。
热影响区小,焊缝深宽比大,焊接变形小,有效避免传统焊接中的裂纹、气孔等问题。
自动化:
焊接速度可达6-12米/分钟,支持平焊、立焊、横焊、仰焊全位置焊接。
机械臂具备多自由度,可灵活应对复杂工件的多角度焊接需求。
材料适应性强:
适用于不锈钢、钛合金、铝合金等高硬度或高反材料,解决传统焊接难题。
支持深熔焊、热传导焊及填丝焊接等多种工艺。
智能化控制:
通过触摸屏设定功率、温度曲线等参数,集成AI视觉算法优化焊缝识别。
实时监控焊接过程,自动调整参数以确保质量稳定。
三、应用领域
汽车制造业:
用于车身焊接、零部件焊接、车门焊接等工艺,提高生产效率和焊接质量。
例如:汽车底盘、排气系统等部件的精密焊接。
电子行业:
应用于手机、笔记本电脑、平板电视等设备的摄像头零件、LCD零件及微型电动机、微型变压器等零部件的焊接。
实现微小焊点和复杂结构的焊接,减少热影响和损伤。
航空航天业:
用于航空发动机零部件、航天器结构件的焊接,满足高精度和高强度要求。
例如:钛合金部件的激光焊接,减轻重量并提高可靠性。
金属加工行业:
适用于钢结构焊接、管道焊接、金属零部件拼接等任务。
实现准确和重复性的焊接,提高工作效率和质量。
医疗器械行业:
用于精密仪器的组装和焊接,如医用器械的微小焊点焊接。
符合医疗器械对焊接质量的高要求,确保产品安全性和可靠性。
其他领域:
电力行业:高压开关、变压器等设备的焊接。
家电制造:冰箱、洗衣机等家电的外壳焊接。
船舶制造:船体、船舵等部件的焊接。
管道工程:石油、天然气管道的焊接。