[實用新型]一種多光頭多工位激光落料同步加工系統

有效

• 申請號: 201920104171.7
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN209954017U
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 余小剛
• 申請（專利權）人: 武漢寧致遠汽車配件有限公司;余小剛
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 42214 武漢華旭知識產權事務所
• 代理人: 劉天鈺

本實用新型提供了一種多光頭多工位激光落料同步加工系統，至少包括控制中心、光頭、帶有板材傳送功能的工作臺，待加工的板材放置于工作臺上并被傳送，所述的工作臺根據待加工的產品外形，設置有一個主通道和M個相互并列的副通道，M≥1，所述主通道中設置有一個主工位，主工位中的光頭與控制系統連接，所有的副通道均與主通道通過工件傳送裝置相連，任一副通道中均設置有N個串聯的副工位，N≥1，每個副工位中的光頭均與控制系統連接；工作臺的尾端設置有落料堆垛工位，每一個副通道的末端均設置有一個落料堆垛工位，或者全部的副通道共用一個落料堆垛工位。在該系統的基礎上結合相關的加工工藝流程，能夠大幅的提高加工效率。

技術領域

本實用新型提供了一種多光頭多工位激光落料同步加工系統以及基于該系統的激光落料工藝，屬于金屬材料加工技術領域。

背景技術

把所需材料從板類母材上分離出來，一般稱做落料。用各種方法(壓力機、剪板機、鋸床、火焰切割、等離子切割、激光切割等等)把材料從母材上分離出來，都叫做落料。目前使用最廣泛的是沖壓落料生產線，用沖模沿封閉輪廓曲線或直線將板料分離，沖下的部分為成品，余下的部分是廢料。板料一般放在凹模上，用凸模向下加壓。由于凹模凸模的凸邊具有刃口，在加壓的同時發生剪切作用，從板料上切下所需形狀和尺寸的坯料，以便進行下一步工序。有時也可一次落料即得成品。板材沖壓生產主要依靠沖模和沖壓設備來完成加工，工藝過程便于實現機械化和自動化，生產率很高，操作簡便，故零件成本低。并且可以沖壓出形狀復雜的零件，一般無需再進行切削加工，且廢料較少，因而節省原材料和能源消耗。但沖模制造復雜、成本高，只在大批量生產條件下，其優越性才顯得突出。況且，傳統的沖壓落料或剪切落料方式，都會對板材的切口或者表面造成一定的損傷或者細小的裂紋。并且隨著材料技術的發展，越來越多的材料被應用于汽車車身，高強鋼和鋁合金是典型的兩種材料。高強鋼材料的抗拉強度值較高，延伸率跨度較大，對沖壓力、剪切力、模具或刀具的材料及熱處理要求也高。沖壓、剪切過程中極易出現卡料、明顯開裂或細小的裂紋等缺陷。鋁合金材料由于較軟，沖壓落料時易產生頂傷、壓傷、刮傷、變形、毛刺大等缺陷，對沖壓模具的間隙值、清潔度也比較難控制；剪切也要面臨間隙與毛刺的問題。

而激光技術是一種無接觸的剪裁技術，不會造成板材產生裂紋。目前隨著激光技術的發展，激光切割或焊接的速度已經大幅度的提高，但是受困于激光加工裝置及配套的控制系統限制，真正意義上的可行的激光落料生產線面世較困難。現階段，汽車工業激光切割機的應用主要是三維切割方面，包括六軸機器人激光切割和三維五軸激光切割，用于替代沖孔落料模和修邊沖孔模，從而在模具上實現節約1副沖孔落料模，在拉伸模上實現節約2副修邊沖孔模，特殊情況下，如有切角模和落料模，也能夠節約下來。

2015年6月，戴姆勒公司為它在庫彭海姆的梅薩德斯奔馳工廠訂購了兩條德國SCHULER公司的激光落料線，對移動中的金屬卷材進行激光切割落料，所加工出的多種形狀料片將用于后續工序中的車身成形。隨著激光切割技術的發展，一些傳統落料線難以加工的形狀都能夠采用激光落料線加工，激光落料線與傳統的落料線相比具有以下優勢：1、激光切割加工無須模具，所以也無須進行換模，節省了模具的采購與維護倉儲成本。2、單張板料上下料變換成卷板連續剪切，加工速度較快，加工品質也有保障。3、較低的安裝成本和占地面積，節省了機械式落料線所必須的重鋼結構結構廠房的巨額投資。4、不存在模具成本，落料線的最低加工量大大降低，對于企業、生產廠家來說都非常有利，再少的訂單數量都能通過激光落料線加工。5、材料加工范圍變寬，材料的強度不是激光切割考慮的問題，使得高強鋼、鋁合金這些汽車用板輕松加工，也不存在開裂、壓傷等問題。6、通過編程軟件自動排料，并且節省了采用模具落料必須的材料壓邊損耗，與普通落料相比材料利用率得到明顯提高。7、小批量、新產品的試制和投放周期縮短。

然而，激光落料線的弊端也非常明顯，其加工效率跟激光器功率、加工路徑的長短有關，所以加工總效率最多只有普通落料線的40％，嚴重制約了激光落料線的發展。解決上述短板的突破點在于多光頭系統的開發，但是目前在激光落料線中多光頭同步系統是開發及控制的難點。

發明內容