行业使用

以后地位:布料激光切割机 > 激光使用 > 行业使用 >

高速激光切割激光落料零碎使“无模具”的批量消费变为理想

文章出自:www.65asw.cn     编辑:激光切割     要害词:激光落料零碎,高速激光切割,激光切割零碎     人气:     公布工夫:2017-10-14
择要:由于对高强度钢和铝材使用的继续提拔,汽车部件的轻量化范畴曾经获得了明显的提高。但是,轻质零部件的大局部本钱是原资料——特殊是关于冲压落料的零件而言更是云云,由于在板件或卷材的切割进程中会发生废物,从而糜费少量的资料。别的,关于冲压落料工艺来说,每个部件都需求一款模具,因而,模具制造、模具改换和模具存储都是不行防止的。...

       由于对高强度钢和铝材使用的继续提拔,汽车部件的轻量化范畴曾经获得了明显的提高。但是,轻质零部件的大局部本钱是原资料——特殊是关于冲压落料的零件而言更是云云,由于在板件或卷材的切割进程中会发生废物,从而糜费少量的资料。别的,关于冲压落料工艺来说,每个部件都需求一款模具,因而,模具制造、模具改换和模具存储都是不行防止的。
 
  最大限制地增加糜费以及低落与模具相干的本钱不只可以增添部件本钱,同时还增加了资料消费进程中发生的动力和二氧化碳——这关于运用少量资料的汽车行业而言是面对的一个不小应战。鉴于此,本田(Honda)的处理方案是开辟了一款用于批量消费的无模(die-less)智能激光落料零碎(ILBS)。
 
  智能激光落料零碎的目的
 
  用模具停止冲压落料是一种被普遍用于汽车行业大批量消费的工艺。与其高消费率相反的是,运用模具的缺陷是带来的昂贵制形成本和对临时存储空间的需求。别的,由于最小曲率引发的刀刃设计的限定,落料部件的资料接纳率不是最佳的。
 
  经过在汽车钣金消费中使用激光落料技能,便不再需求用到模具,而且可以防止冲压硬化,从而带来更高的设计自在度、更低的本钱和更高的可成形性,这些都是激光落料逾越惯例冲压落料工艺的长处。但是,激光落料次要用于小批量的原型设计,由于与冲压落料相比,其工艺速率极端迟缓。
 
本田工程无限公司在日本Yorii工场装置的ILBS消费线
图1. 本田工程无限公司在日本Yorii工场装置的ILBS消费线。
 
  因此,进步激光落料的加工速率关于最大化其优于冲压落料的劣势至关紧张。本田应用ILBS停止批量消费,次要开辟出三种要害技能:高速激光切割、高减速的H型龙门架零碎,以及延续进料的保送零碎(图1)。
 
  高速激光切割
 
  激光切割触及经过施加热能来熔化金属板材,并经过施加气体来撤除熔融金属。因而,经过添加热能密度和优化辅佐气体条件来进步切割速率黑白常紧张的办法。本田运用了光斑直径为50μm的5kW光纤激光器来进步热能密度。关于辅佐气体,次要运用氮气来替代紧缩氛围,以防止在切割外表发生氧化景象,从而能取得更好的质量。
 
  起首,本田展现了运用具有优化的辅佐气体条件和间隙(喷嘴头到工件间隔)的大功率激光器,可以完成120m/min(板件厚度:0.6mm)的切割速率。间隙是激光切割的一个紧张参数,由于这将对激光核心和辅佐气体流速发生间接的影响。当我们说“能够切割”时,这意味着该间隙在批量消费进程中有充足的公役来抵挡搅扰。
 
  在实践切割中,由于激秃顶振动和钣金波纹惹起的间隙变革会招致激光核心的散焦,由此发生切割题目。与运用相反光学功能的传统激秃顶相比,本田运用了一款分量比传统激秃顶增加三分之一,但光学功能相反的轻型激光加领班,从而低落了机架上的惯性力,以防止减速进程中的呆板振动(图2)。
 
高速激光切割头的分量比传统激秃顶增加三分之一,但光学功能坚持稳定
图2. 高速激光切割头的分量比传统激秃顶增加三分之一,但光学功能坚持稳定。
 
  钣金波纹是间隙的紧张要素。好像传统的零碎一样,激秃顶尖真个电容式位移传感器不时地丈量钣金件之间的间隔,然后将其反应到激秃顶的z轴电机以波动其间隙。本田改良了丈量频率和处置速率,以符合ILBS的切割速率,这比传统零碎要快得多。
 
  经过进步热能密度,波动间隙和优化辅佐气体条件,本田在大范围消费情况中完成了比惯例激光切割零碎快出3倍的切割速率。
 
  高减速H型龙门架零碎
 
  激秃顶需求在2D立体中自在挪动以切割出方形、弓形和庞大外形的坯料。随着激秃顶的轨线确定了尺寸精度,地位的反复性以及活动的精度变得愈发紧张。
 
  当切割庞大的外形时,加工工夫明显添加,由于激秃顶需求沿着种种曲线挪动,此中包罗减速度。因而,激秃顶需求高减速、高精度的驱动零碎。
 
  通常,关于产业呆板人来说,由于减速度不敷高,因而失掉包管的是地位的反复性,而不是其轨线。当运用线性电机驱动零碎来进步每个轴的精度和减速度时,需求宏大的驱动力,从而招致延续运转时电机的高功耗和过热。依据活动定律,a=F/M(此中a=减速度,F=力和M=质量),加重分量是改进减速度的最佳方法。
 
  H型龙门架由四台牢固式伺服电机和传动皮带构成。经过控制左右伺服电机的旋转,传动皮带使激秃顶沿着x轴和y轴偏向挪动。这是一个共同的驱动零碎,在驱动部件上没有作动器,从而完成了轻量化的设计。
 
  别的,经过运用轻质,高刚性的碳纤维加强塑料(CFRP)来加重框架的分量和变形,与传统钢架3G的减速度相比,本田完成了10G的减速度。同时,经过运用带碳纤维芯的聚氨酯传动带,由此取得的延伸率协助增加了50%的精度题目。
 
  经过优化影响H型龙门架刚度的要害要素,本田完成了高减速度,而且进步了轨迹精度。
 
  延续进料的保送零碎
 
  在惯例的冲压落料工艺中,将资料送入压机中而且以肯定的长度中断进料,而板件取得落料,反复该步调直到全部的卷材被压温和排挤。这意味着在进料进程中,模具不起作用。借助智能激光落料零碎,本田经过延续进料保送零碎来进步消费线的服从,从而消弭了这一停机工夫。
 
  为了树立延续的激光切割进程,确保激秃顶下方的空间并波动进料是要害题目。普通来说,激光切割下方地位的锯齿支架可以在切割进程中坚持板件的平整。锯齿支架的题目是锯齿自身同时被切割,因此在高速切割时期会由于熔融金属排挤形成的梗塞而发作切割生效。
 
  因而,本田开辟了可以维护激秃顶下方空间的传送零碎。一个飞溅箱被安排在激秃顶上面,与激秃顶的y轴活动坚持同步,从而使其可以自始至终平安地搜集飞溅物。这种运用了CFRP的共同传送零碎旨在加重分量并添加与高减速H型龙门架零碎坚持同步的刚度。
 
  基于这种同步零碎,本田可以在2×2m的工艺区内切割长度大于3m的正面板(SPO)等大型零件,以及后内板等小型部件。
 
  飞溅物搜集器和主动洗濯零碎
 
  ILBS在一天内可以切割10-20吨的卷材,从而使每天要搜集数十公斤的飞溅物遭到存眷。在传统的激光切割工艺中,烟雾搜集器仅用于搜集巨大的飞溅物。相较之下,ILBS运用飞溅箱来搜集和避免飞溅物飞散,飞溅箱与一款设计用于搜集差别尺寸的飞溅物的烟雾搜集器停止衔接。
 
  本田经过增加过滤器的梗塞来进步飞溅物的搜集服从并坚持吸力,这通常需求活期维护。他们还经过运用主动干净零碎来最大限制地增加对消费率的影响,主动干净零碎在卷材改换时期对过滤器停止干净处置。
 
  ILBS的施行后果
 
  自2015年10月以来,本田曾经运用ILBS(这是汽车行业首款无模落料线)(图3),对比方SPO和掩盖件等在内的很多部件停止了落料加工。以后模子的模具仍然存在,由于在施行智能激光落料零碎之前曾经开端消费,但是从如今开端的模子无须再运用模具,因而不需求存储空间或周转设置装备摆设。之前型号的模具必需在零件消费完毕后存储10年——但是运用了ILBS,所需的数据简直可以永世保管。
 
运用无模的落料消费线挑撰废物
图3 表现了运用无模的落料消费线挑撰废物。
 
  通常,坯料被设计成具有肯定的余量,以应对冲压成形进程中落料设置能够发作的校准不妥的题目。别的,经过重写顺序,可以马上借助落料设计的优化来处理诸如裂纹等冲压成形题目。 其他长处,如冲压成形性的进步和冲压负荷的低落,推进将高强度钢的冲压落料工艺交换为智能激光落料零碎的历程。
 
运用ILBS的激光落料零件的保送
图4表现的是运用ILBS的激光落料零件的保送。
 
  结语
 
  经过开辟ILBS,本田彻底改造了汽车行业的制造进程(图4)。而且,公司盼望与用户通力进行,精益求精ILBS,以协助消弭环球列国落料线上的模具运用。
 

激光使用

联络我们
Contact
联络镭锋激光
推销激光设置装备摆设,请联络我们

联络德律风:189 4564 7777 吴生

手机号码:135 3283 5424

客服QQ:3067185195

Email:Ceo@65asw.net

地点:南京省湘湘市/


[向上] 
在线客服
征询德律风:
189 4564 7777 吴生