Роботизированные комплексы для лазерной сварки

Роботизированная лазерная сварка

Роботизированный технологический комплекс лазерной сварки представляет собой систему, где основными рабочими органами являются антропоморфный 6-ти осевой робот для манипулирования лазерной головкой и источник лазерного излучения. Лазерное излучение создаётся источником и транспортируется по оптическому волокну в лазерную головку. Она фокусирует лазерный пучок на детали, а робот обеспечивает необходимую для сварки траекторию движения головки.

Непрерывный режим сварки осуществляется волоконными лазерами, как правило, с длиной волны 1,07 мкм, которые способны обеспечить мощность излучения от сотен Ватт до десятков кВт.

Скорость лазерной сварки непрерывным излучением в несколько раз превышает скорости традиционных способов сварки плавлением. При этом наблюдаются высокие показатели качества сварного соединения, что демонстрируется, в частности, результатами испытаний, представленных ниже.

Таблица. Режимы TIG и лазерной сварки

Параметр	TIG	Лазер
Ток, А	125	-
Напряжение, В	12	-
Мощность лазера, кВт	-	2,3
Скорость сварки, мм/мин	270	2400
Скорость подачи присадочной проволоки, мм/мин	400	-

Макрошлифы поперечного сечения сварных швов:
(a) сварное соединение TIG;
(b) соединение лазерной сваркой.

Таким образом в последнее время всё большее распространение получают роботизированные комплексы лазерной сварки. Это связано с преимуществами процесса по отношению к традиционным методам обработки:

• возможность сварки широкого спектра марок металлов;
• высокая скорость сварки (0,3 – 40 м/мин);
• минимальная зона термического влияния;
• возможность сварки за один проход без разделки кромок (кинжальность проплавления);
• высокое качества сварного шва. Повторяемость робота – 0,02 мм;
• стабильность качества (повторяемость робота – 0,02 мм).

ООО «Интеллектуальные робот системы» более 10 лет на рынке сложного технологического оборудования. В свои комплексы мы интегрируем лазерные системы таких именитых брендов как Coherent и IPG (ИРЭ-Полюс).

Компания Coherent была основана в 1966 году и на текущий момент является одним из ведущих мировых производителей и новаторов в области фотоники. Инновационным решением в области лазерных систем является разработанный компанией Coherent динамический кольцевой режим лазерного излучения. Это позволяет создавать необходимое распределение энергии между кольцами лазерного луча, например, как показано на рисунке ниже.

Настройка уровня энергии центрального и наружного кольца

ООО НТО «ИРЭ-Полюс» является одной из основных компаний научно-технической Группы «IPG Photonics Corporation». Их производства и научные центры располагаются по всему миру, в том числе в России, США, Германии и Италии. Этой компанией выпускается 25% всех лазеров в мире.

Базовое универсальное решение для роботизированной лазерной сварки выглядит так:

Спецификация базового универсального решения для роботизированной лазерной сварки

Состав роботизированного комплекса лазерной сварки может меняться в зависимости от потребностей заказчика и дополнительно включать:

1. Системы крепления робота: линейные направляющие, колонны, порталы и т.д.;
2. Системы наблюдения и технического зрения;
3. Сварочные манипуляторы, вращатели, роликовые опоры и т.д.;
4. Технологическую оснастку;
5. Систему смены оснастки;
6. Систему оффлайн программирования;
7. Прочие компоненты необходимые для выполнения технологических функций.

В качестве примера реализованного проекта можно привести роботизированный комплекс лазерной сварки для завода «ФГУП ПСЗ Трёхгорный». Фото с проекта ниже.