库卡机器人升级激光加工柔性

        2010年，全球机器人的销量超过了十万台。与异常萧条的去年同比，2010 年头九个月的工业机器人销售量翻番。在经历过全球经济危机所酿成的投资低潮之后，人们明显感觉到机器人和自动化需求的大幅回升。在经济回暖的背景下，汽车制造和电子工业得到了极大的恢复。此外，金属工业和汽车零配件行业也重新增加了对机器人的投入。

　　经济向好趋势也明显地体现在激光行业中，该领域在此次经济危机期间曾遭受了大约百分之四十的销售降幅。因此，配置激光处理工艺的灵活机器人应用技术，迎来了巨大需求。形成这一向好态势有以下多重原因：

　　• 在汽车制造业、轨道交通车辆制造和一般市场等领域中激光技术应用的增长，刺激设备生产商自主研发、针对客户提供单元解决方案。

　　• 技术改进的结果是焊接及钎焊部分上运用的高端激光器和直接二极管激光器的价格大幅度下降。

　　• 除此之外，机器人的轨道精确度在不断提高，拓展到其他应用领域，例如：激光切割或远程焊接等领域。

　　2002年，人们还在规划实现 1 毫米的轨道重复精度，而现在其精确度已经达到了 0.16 毫米。基于轨道精度的巨大改善，机器人工业现在已可提供许多客户期望良久的数控机床完善方案。对于在激光切割时对数控机床的精确度没有极高要求的客户来说，机器人是另一种理想的选择。正如库卡系统有限公司客户项目负责人 Jens Huberti 所说：“机器人对于许多客户而言意味着投入降低但却可带来充足的加工精度和充分的灵活性。我们并非排挤数控机床，但我们的机器人确实在各个行业领域开拓了更广泛的客户群。”

　　库卡为高精度轨道作业研发了一系列产品组合，在适合通用制造业及非公路用机动设备 (TIER 1) 以外，还可良好适应汽车行业的技术要求。对此，库卡系统有限公司激光技术专家 Siegfried Heissler 言简意核地总结道：“我们的解决方案适合所有的领域”。针对相关设计精度要求高，库卡高精度机器人产品系列特别适用于激光应用领域。该机器人的显著特点是其手轴运转速度高。高修正速度的特种传动装置可确保最佳流程结果和 ±0.05 毫米的点重复精度。为确保应用试验尽可能接近实际应用，奥古斯堡的库卡总部和美国密歇根州 Sterling Heights 库卡系统分公司分别成立了自己的激光实验室。Siegfried Heissler 先生说：“这样我们就可在真实的工艺环境下使客户的激光加工件孵化成熟”。

　　美国的汽车工业投入激光应用领域的资金越来越多。库卡机器人公司核心技术经理 Peter Gmeiner 谈到：“美洲大陆的汽车制造商细心观察了欧洲市场走势，现在才刚刚进军欧洲早就建立起来的激光应用市场”。欧洲汽车行业已完成标准化激光应用技术的配置工作，现在市场风向标随之转向美洲大陆并且需求不断上升。其中主要需求来自车顶缝隙焊合、车身焊接、座椅/车门焊接及行李舱盖可见缝焊接等传统工作领域。

　　由于非公路用机动设备领域 (TIER 1) 面临特别大的成本压力，所以该领域也愈来愈多地采用机器人应用技术。由于上述费用降低因素，零配件供应商领域的客户也开始对机器人/激光应用技术产生兴趣。为此，库卡特别推出了名为“预制标准单元”的成本最优化系统解决方案，即模块化结构的预制标准单元。在主页(暂不可见)上，对此有兴趣的客户可按实际需要，利用一个互动配置器并按构造原理来拼合出一个此类作业单元。这些单元也适用于在一般工业领域，人们可以利用相应的装置技术使其符合客户应用的要求。

　　利用机器人进行激光焊接和激光钎焊，在切割领域内还存在巨大的发展潜力，原因又可归结于：在激光器投资成本降低的同时，机器人轨道精确度也不断地提高。可以预见，机器人在该领域肯定将获得更多更大的应用空间，而且将成为现有加工系统的强有力竞争者。

　　随着市场从高端到低端的细分，以此相应的自动化激光技术灵活解决方案纷呈登场，客户要求也随之发生了变化：可灵活适应各种加工任务的工业机器人获得越来越多的青睐。借助于机器人，客户不需投入大量人力和物力，就能应对批量规格和产品要求的不断变化。库卡机器人可为客户提供很多的应用可能性：利用库卡专用应用软件，库卡机器人可满足烧焊、切割和钎焊等的各种技术要求，而附加的气体保护焊功能，更使激光复合焊日益广受欢迎。

　　库卡系统软件还提供了借助样条功能对复杂曲线进行编程设计的方法。这就使复杂的曲线轨迹能够一步即可到位，大大简化了编程过程，且保证轨迹精度。其中可对整个样条线运动段或各个区段的速度、加速度和导向参数进行编程。

　　备受青睐的激光应用技术：当前发展与未来趋势

　　机器人激光技术领域此外还可拓展其他的应用空间，例如：激光堆焊，即镀层。与气体保护焊相比较，激光焊与气体保护焊的组合工艺更能确保较高的工艺速度和较低的透热系数。库卡系统有限公司开发的 KS HybridTec 是普通气体保护焊和激光焊工艺优势的完美组合。其紧凑的结构设计可以确保最佳地接触到工件，即使是三维组件也不例外。缝隙弥合性得到决定性改善。

　　由于市场上有大量不同的钢件（包括高硬钢）需要焊接，所以激光焊的受青睐度明显要优于点焊。在这里，夹紧工艺是一把“成功钥匙”：库卡系统还为单元系统提供成熟完善的夹紧技术。客户可以轻松从库卡系统公司获得有关激光应用的整套设备：从适当的机器人到“预制标准单元”乃至成套设备。

　　时至今天，库卡已成为汽车车身远程焊接领域（颇受欢迎的汽车行业加工方法）的市场领导者，并已成为创新解决方案的主要伙伴。这一工艺流程利用了高端激光技术实现较远距离的部件焊接，而且同样保证激光射线准确聚焦于工件的焊缝位置。亮点是达到非常高的功率密度，高速焊接待加工材料。远程焊接法众多优点之一是提高“激光束照射时间”。远程激光焊接法可与激光网络技术组合成一种“激光瞄准时间”最优的“飞速”工件加工工艺。这还会降低设备的营运成本。

　　愿景

　　激光技术在未来有何发展前景？许多板材加工企业都在跃跃欲试加大对以机器人为基础的激光技术的投资。中小企业在自动化技术面前也不再保守或回避。库卡公司吸引了那些有意向的企业，为他们提供各种方法，从适当的机器人软件、激光委托加工到激光实验室。作为激光技术领域的专家，库卡可提供一整套工艺以供选择。Siegfried Heissler 先生对此评论道“我们出售的不是激光产品，而是提供整套解决方案”，Peter Gmeiner 直言不讳地确认到：“我们一如既往地为客户提供最好的解决方案！”

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