大功率激光切割系统终稿PPT课件

2020/2/13
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光系统
➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
➢激光切割工艺研究
➢总结
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总体方案-主要组成
运动执行机构
烟尘吸收 净化系统
激光系统
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集成控制系统
工装夹具
切割末端 执行器
具有40倍以上与激光 束同轴CCD监视功能， 可在线进行工件检查 及精确定位。
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光器系统
➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
➢激光切割工艺研究
➢总结
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工装夹具
Ф 600mm回转台
工装
Ф 1200mm回转台
工装
工件
工件
工件
夹具 夹具
夹具
➢采用球锁快速装夹和T型槽结构； ➢工作平台可在Ф 600mm回转台与Ф 1200mm回转台之间转换。
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工装夹具-工装转换流程
工装一
步骤一：
工件安装后整体 吊运至工作转台
步骤三：
安装定位销，使工 装与工作转台固定
步骤二： 准备定位销
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➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
➢激光切割工艺研究
➢总结
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需求分析
➢适应多品种复杂曲面零件（大、小尺寸）的切割与打孔； ➢待加工零件材质为高温合金、不锈钢及钛合金等； ➢待加工零件无CAD模型与CAD模型误差较大时，切割轨迹需3D重 建； ➢加工效率较高（具备飞行打孔功能）； ➢宜人化的操作、智能化程度较高。
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
大功率激光切割系统
2016年2月
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光系统
➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
➢激光切割工艺研究
➢总结
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➢需求分析
➢总体方案
➢Байду номын сангаас动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光系统
➢定位精度：≤±0.01mm/500mm；
➢重复定位精度：≤±0.007 mm； ➢移动速度：≥20m/min。
直线导轨
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X轴机械手
Z轴机械手 X轴机械手
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运动执行机构-旋转工作台
性能指标：
➢承重量： ≥1500Kg； ➢旋转范围： n×360°； ➢定位精度： ≤±15’’； ➢重复定位精度： ≤±6’’； ➢可与其它5轴联动。
旋转轴测量系统
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切割末端执行器
主要参数：
➢焦距范围：最大：100至500(mm)； 标准：200至300(mm)；
➢焦距等级：每50mm一级； ➢冷却方式：水冷； ➢摆动范围：水平：±360°；
垂直：±160°； ➢驱动：力矩电机； ➢重量：约45kg。
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同轴CCD
➢转速：≥50r/min； ➢转动范围：±120°； ➢侧向切割精度： 5μm ； ➢环向切割精度：10μm； ➢电机形式：力矩电机； ➢额定力矩：12Nm； ➢测量系统：ERA 4281 C；
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光纤拖链 水平旋转轴
垂直旋转轴
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切割末端执行器-防碰撞机械臂
主要参数：
➢中断频率：≥350kHz； ➢系统精度：±4.5’’； ➢光栅行数：16384； ➢光栅周期：20μm； ➢机构允许转速：4000r/min； ➢转子惯性矩：0.000033kgm²； ➢工作温度：-10℃～80℃；
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工装夹具-工装转换流程
工装二
步骤一：
工件底板吊运 至工作转台
步骤二： 准备定位销
步骤三：
安装定位销，使工装 底板与工作转台固定
步骤五：
安装工装顶板， 固定工件
步骤四： 安装工件并固定
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光器系统
➢在线测量与路径规划
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总体方案-设备运行环境
（1）电源：380V±10％，3相，50Hz （2）环境温度：5～35℃ （3）相对湿度：＜75％ （4）设备工作状态下噪音：＜75DB
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光系统
➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
测量传感器
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总体方案-功能介绍
➢运动执行机构：三轴机械手+旋转工作台；
➢切割末端执行器：2个摆动轴+切割头+扫描传感器+同轴CCD；
➢工装夹具：可换工装，一次装夹，整体加工；
➢烟尘吸收净化系统：整体除尘；
➢激光系统：能量源，激光器+水冷机，连续/脉冲；
➢控制系统：集成控制，在线/离线编程与仿真。
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刚性工作台
回转机构 伺服电机
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运动执行机构-工作区防护
功能：
➢顶盖可根据需要开启，工作时锁死；
➢前门用于工作人员进出设备工作区
使用，工作时锁死；
维护用后门
➢两侧壁安装透光玻璃窗，工作过程
可见；
后壁板
➢后壁板配有维护用后门，方便设备
调试、维护。
隔板
侧壁
可开启顶盖 前门
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切割末端执行器-防碰撞机械臂
光纤拖链
性能指标：
水平旋转轴
垂直旋转轴
➢水平旋转轴行程：≥450°；
➢垂直旋转轴行程：≥270° ；
➢定位精度： ≤±15’’； ➢重复定位精度： ≤±6’’。
防碰撞机械臂
扫描传感器
激光头
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切割末端执行器-防碰撞机械臂
主要参数：
➢激光切割工艺研究
➢总结
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运动执行机构-主要组成
三轴机械手
旋转工作台
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机床钢构
➢X、Y、Z三个直线轴和一个 旋转工作台。 ➢各轴均由伺服电机驱动，带 闭环反馈系统。
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运动执行机构-三轴机械手
性能指标：
Y轴机械手
➢ X、Y、Z轴行程：X≥1000mm、
Y≥1000mm、Z≥1500mm；
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➢需求分析
➢总体方案
➢运动执行机构
➢切割末端执行器
目录
➢工装夹具 ➢激光系统
➢在线测量与路径规划
➢烟尘吸收净化系统
➢集成控制系统
➢激光切割工艺研究
➢总结
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切割末端执行器-普瑞玛切割头
功能特点：
➢由防碰撞机械臂和切割头组成； ➢具有柔性防碰撞功能； ➢具有焦距调节功能； ➢具有随动跟踪功能； ➢具有在线扫描测量功能（不同 于普瑞玛）。