汽車裝配線遠(yuǎn)程激光焊接設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

將遠(yuǎn)程激光焊接應(yīng)用在汽車裝配線上不僅有利于提高生產(chǎn)效率,而且可節(jié)約能源。遠(yuǎn)程激光焊接是通過激光器散射出來的激光束對(duì)金屬工件的表面進(jìn)行照射，金屬表面與激光發(fā)生相互反應(yīng)，激光輻射產(chǎn)生的能量使金屬工件表面先熔化后冷卻，冷卻時(shí)出現(xiàn)結(jié)晶完成焊接。但是，在汽車裝配線上引入遠(yuǎn)程激光焊接系統(tǒng)，需要對(duì)裝配線進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，如將傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊系統(tǒng)替換成遠(yuǎn)程激光焊接系統(tǒng)、焊接的結(jié)合面也需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。為了在汽車裝配線上引入遠(yuǎn)程激光焊接的同時(shí)，不改變汽車裝配線最初設(shè)計(jì)的功能目標(biāo)，則需要制定遠(yuǎn)程激光焊接的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

在汽車裝配線上引入遠(yuǎn)程激光焊接需要具備以下3個(gè)基本準(zhǔn)則：①需要一個(gè)固體激光器提供光源。固體激光器能夠通過靈活的光纖纜線輸送激光束，尤其在使用多軸機(jī)械臂來焊接三維空間內(nèi)的零部件時(shí)，必須使用光纖纜線；②必須具有優(yōu)良激光光束品質(zhì)和合適功率的激光器。激光光束品質(zhì)應(yīng)能反映激光器聚焦能力，遠(yuǎn)程激光焊接要求具有較長聚焦長度，可以產(chǎn)生優(yōu)良的激光光束品質(zhì)；③需要能精確定位焊縫的位置。這要求機(jī)械臂和掃描控制裝置必須實(shí)現(xiàn)同步，同時(shí)也允許掃描儀控制裝置根據(jù)焊接形狀進(jìn)行編程，機(jī)械臂以不同的速度在焊接部件上方移動(dòng)。

基于上述3個(gè)基本準(zhǔn)則進(jìn)行汽車裝配線的改造。通過將一個(gè)功率4kW遠(yuǎn)程激光焊接引入到車門焊接裝配過程中發(fā)現(xiàn)，采用遠(yuǎn)程激光焊接焊接整個(gè)車門框，在整個(gè)裝配線上消耗的時(shí)間低于30s，重復(fù)定位時(shí)間縮短了94%。

刊名：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（英）

刊期：2017年第89期

作者：Jumyung U.M.et al

編譯：張振偉