機(jī)器人柔性激光切割在汽車行業(yè)的應(yīng)用正變得日益普遍，這與激光技術(shù)的發(fā)展和機(jī)器人精密軌跡控制技術(shù)的完善有著密不可分的聯(lián)系。因?yàn)闄C(jī)器人柔性激光切割可以提供高柔性解決方案，而且成本相對(duì)進(jìn)口五軸機(jī)床低很多，所以現(xiàn)在汽車廠商開始嘗試并逐步批量購(gòu)買使用。

機(jī)器人柔性激光切割的方式多種多樣，既可以做成單機(jī)器人切割平臺(tái)，又可以組合成柔性加工生產(chǎn)線。涉及的工件主要是兩種不同類型的零部件：一種是金屬件通過擠壓或者拉延形成的3D車體結(jié)構(gòu)件和覆蓋件，包括熱成型件等;另外一種是管狀金屬結(jié)構(gòu)件，包括排氣管、交叉梁等。覆蓋件傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是通過開模具沖壓，然后再進(jìn)行沖孔模和切邊模等工序;熱成型件和管件通過昂貴的五軸激光切割機(jī)床來完成。正因?yàn)楦甙旱脑O(shè)備成本，所以只有某些合資品牌的汽車廠商才有能力采購(gòu)進(jìn)口五軸機(jī)床。

新形勢(shì)下，汽車使用者的需求正變得多樣化和個(gè)性化，越來越多新車型涌現(xiàn)。大部分車出現(xiàn)逐步批量縮小的態(tài)勢(shì)，因?yàn)椴糠制噺S商無法預(yù)測(cè)和保證將來某一車型的銷量和穩(wěn)定的產(chǎn)量，所以開始嘗試低成本的機(jī)器人激光柔性切割設(shè)備或生產(chǎn)線。這種趨勢(shì)從汽車備件市場(chǎng)開始，不斷地向工程機(jī)械、客車、農(nóng)用車、電動(dòng)車等領(lǐng)域拓展和普及。

適用于汽車行業(yè)的激光切割機(jī)器人

汽車行業(yè)使用了很多工業(yè)機(jī)器人，但在激光切割領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少，問題存在于三個(gè)層面。一是汽車行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用主要集中在精度要求低的點(diǎn)焊、弧焊、噴涂、搬運(yùn)等，但激光切割往往要求很高的位置精度，且對(duì)小圓等小軌跡精度有很高的要求，比如直徑在5mm以內(nèi)的小圓孔的切割，普通的機(jī)器人望塵莫及，切10mm的小圓也會(huì)出現(xiàn)橢圓等形狀;另一方面取決于機(jī)器人的效率，一般機(jī)器人各個(gè)軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制速度比較慢，同時(shí)機(jī)器人手臂重量過大不適合高速運(yùn)動(dòng);第三方面是機(jī)器人的剛性，剛性差的機(jī)器人抖動(dòng)厲害，機(jī)器人循跡性差，而且機(jī)器人變形厲害，無法準(zhǔn)確達(dá)到工件數(shù)模中需要切割的精確位置。因此，傳統(tǒng)汽車行業(yè)流行的機(jī)器人在激光切割方面被客戶質(zhì)疑也是可以理解的。

有著百年精密機(jī)械和高速運(yùn)動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)的史陶比爾公司，設(shè)計(jì)領(lǐng)域最寬的就是汽車行業(yè)，針對(duì)汽車行業(yè)需求，史陶比爾在激光方面推行RX160L倒裝方式龍門結(jié)構(gòu)機(jī)器人柔性切割系統(tǒng)解決方案，該系統(tǒng)從以下幾個(gè)方面有了突破：

1.大尺寸機(jī)器人寬幅面。采用RX160L機(jī)器人，2.05m的球型工作區(qū)域，切割臺(tái)面寬度可以達(dá)到3m，超過昂貴的五軸機(jī)床的工作臺(tái)寬度，一般汽車零部件尺寸都在RX160L倒裝機(jī)器人工作區(qū)域內(nèi)，有些大工件也可以通過移動(dòng)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。

2.手臂重量輕，剛性好。史陶比爾采用整體鑄造管狀結(jié)構(gòu)保持剛性;材料選用變形較小但重量輕的航空鑄鋁。RX160L機(jī)器人手臂重量只有250kg，而歐系相同手臂的機(jī)器人要超過400kg，非常不適合機(jī)器人柔性激光切割的需求。

3.機(jī)器人的機(jī)械精度差異。機(jī)器人機(jī)械精度除了剛性差異外，最重要的差異在于機(jī)械傳動(dòng)的誤差，而機(jī)械傳動(dòng)的誤差主要體現(xiàn)在減速器上。一般機(jī)器人的減速系統(tǒng)都很龐大，而且都是采用普通減速器結(jié)構(gòu)，齒輪間隙大，無法滿足機(jī)器人柔性激光切割在汽車行業(yè)的需求。而史陶比爾采用的獨(dú)特專利減速系統(tǒng)JCS，公司將一百多年在精密機(jī)械上的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)成功應(yīng)用于機(jī)器人上。這就是為什么史陶比爾比爾可以在小孔切割上得到客戶認(rèn)可的原因。