隨著最新新興技術能力的提升和制造業創新的發展，機器人技術的發展前景日新月異，新的發展趨勢和應用領域也不斷涌現。其中，汽車、電子、金屬加工、食品飲料、化工、塑料等多個行業仍是工業機器人的主要應用行業。激光加工作為一種全新的加工方法，應用廣泛，已成功應用于鉆孔、切割、焊接、表面淬火、沖擊強化、表面合金化、表面熔覆等多個加工領域。近十年來，激光技術還被應用于快速成型、3D去除加工、微納加工、機械拋光、3D打印等領域，激光加工的發展日新月異。先進制造領域智能化、自動化和信息技術的進步，促進了機器人技術和激光技術的融合。因此，機器人和激光這兩種智能制造和先進制造工具已經成為制造業的標配。兩種先進技術的結合將使兩種技術得到充分發揮，徹底實現工業實踐的現代化。本文將介紹機器人在激光領域的應用現狀和行業發展趨勢。
1.激光切割機器人系統
隨著大功率光學釬焊激光器的出現和工業機器人定位精度的不斷提高，利用工業機器人進行激光切割已經成為機器人應用和激光切割領域的熱點。機器人激光切割系統是固定激光發生器和機器人運動序列的創新組合。通過將激光束引導裝置完全集成到機器人臂中，需要機器人臂的靈活性和高精度。典型的例子是創鴻機器人的3D激光非金屬切割，激光束以機器人RV6L-CO2 CO2激光機器人為中心。在精密機械手的控制下，激光束在工件上移動。當創鴻機器人跟蹤工件輪廓時，激光束工作以實現切割效果。如圖1所示，機器人RV6L-CO2機器人是一種五軸聯動機器人，具有很高的精度和靈活性。它具有較高的路徑重復精度，并且在指定的有效載荷下占用較小的空間。這款激光機器人RV6L-CO2 CO2激光機器人系統可以對車輛內外飾件、車門和車廂飾件、A、B和C柱飾件、儀表板、天花板、扶手等非金屬材料進行切割和打孔。國內使用機器人進行激光切割的企業很多，工業機器人已經作為激光運動控制的對象。隨著機器人市場的普及，機器人制造過程中不可或缺的激光切割市場將會有一個美好的未來。
2.激光焊接機器人系統
(1)激光焊接
目前，在國內外汽車工業中，激光焊接機器人已經成為最先進的制造技術并得到廣泛應用。德國汽車、美國通用汽車、日本豐田汽車等汽車裝配線上，大量使用了激光焊接機器人代替傳統的電阻點焊設備，不僅提高了產品的質量和檔次，而且減輕了車身重量，節約了大量材料，使企業獲得了很高的經濟效益，提高了市場競爭力。由于普通焊接機器人大多采用“示教再現”的操作方式，存在加工誤差和焊接熱變形，導致焊接質量下降和焊接缺陷。具有實時焊縫跟蹤功能的焊接機器人是解決這一問題的主要手段。實時焊縫跟蹤能有效提高成品率。具有該功能的激光焊接機器人的典型代表是創鴻機器人的激光焊接系統。
(2)機器人激光釬焊
激光釬焊是一種以激光為熱源的高精度、高自動化、高柔性的焊接技術。可以實現不同材料之間的連接，具有更好的間隙適應性，更低的熱輸入，更快的加工速度，優異的表面質量，連接可靠，總連接度高，熱影響小。廣泛應用于國內外汽車行業，可實現汽車后蓋與車門的焊接。汽車覆蓋件和車門特征的激光焊接：
1.零件連接不需要裝飾板；
2.焊縫直接成型，無需打磨；
3、自動化程度提高，節省勞動力；
4.快節奏可以滿足輸出的需求。
圖3是創鴻激光機器人應用于車門激光釬焊的示例照片。可見機器人激光系統在汽車領域已經得到了廣泛的應用。
3.機器人激光熔覆
激光熔覆的工藝參數主要包括激光功率、激光光斑直徑、光斑散焦、送粉速度、掃描速度、預熱溫度等。這些參數對熔覆部件的稀釋率、表面粗糙度、裂紋和致密性有很大影響。參數之間也相互作用，相互匹配，這是一個非常復雜的過程。應采用合理的控制方法將這些參數控制在激光熔覆工藝允許的范圍內。同時，激光熔覆修復強化是非標準化的動作，不同于生產線上的批量產品。損壞的零件大多是隨機的、復雜的，甚至經常磨損的零件也只是少數產品之間的相同零件，而且很多零件的表面不一定是直線或規則的曲面，這就要求加工頭在一套加工動作中根據要求以許多不同的姿態工作，這是傳統的多軸機床難以實現的。通常，操作者習慣于手動操作加工頭進行手動操作。同時，如前所述，要根據情況及時調整工藝參數，對操作者的技術技能、熟練程度和專注力要求非常高。而且這種激光熔覆方式會造成加工區域的高溫、激光反射或照射的危害、加工產生的弧光、粉末飛濺造成的空氣粉塵污染等問題，都會對一線操作人員的健康造成危害。但是，使用的激光機器人系統并不相同。它的機械臂可以模擬人手臂的很多動作，強大的電氣控制功能可以在系統中預設熔覆工藝所需的參數，以便及時調用和匹配。機器人可以在運行命令中加入各種外部控制指令，使這項工作經過預編程后可以無人值守完成，從而避免對操作人員的傷害，防止長時間工作大型工件帶來的疲勞。而且機器人在參數控制上比人工方式精確得多。目前市場上有很多機器人激光熔覆。以創鴻機器人激光熔覆系統為例。圖4顯示了創鴻機器人激光金屬沉積熔覆的過程。使用這種工業機器人不僅可以代替人工操作，避免人為的手動錯誤，而且可以準確設置加工參數，實現即時有效的控制，還可以避免激光修復工作中環境因素對人體的危害。兩種先進技術的有效結合，使傳統的零件修復和強化工作更有前途。
4.機器人激光硬化處理
淬火是一種應用于鋼件的表面熱處理，可以大大增強鋼件的硬度。這對于需要高耐磨性的鋼件，如鋼板沖壓模具，是非常重要的。首先進行800-1000的加熱過程，然后進行快速冷卻。這將改變鋼的結構。如果用激光進行硬化，由于是高度局部化的熱源，會使只有表面被硬化，而使零件的核心保持原狀；“這使得零件不那么脆，零件的變形會小得多，因為作用在零件上的熱量更少。再加上機器人的靈活性，機器人激光這種柔性系統的引入，使得激光硬化能夠高效運行，從復雜的小原稿到大型的重量級原稿。圖5顯示了創鴻機器人的激光淬火系統及其工作畫面。
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