[01543893]汽车保险杠精密柔性激光打孔机

随着我国经济社会持续快速发展,广大群众购车刚性需求旺盛,汽车保有量呈快速增长趋势,据统计,在加入WTO十多年的时间里中国的整个汽车市场扩张了近十倍,从2009年开始,中国超过了美国和日本成为世界上最大的汽车生产和消费国。据中国汽车工业协会统计,我国2015年全年累计生产汽车2450.33万辆,销售汽车2459.76万辆。全国机动车保有量达2.79亿辆,其中汽车1.72亿辆;机动车驾驶人3.27亿人,其中汽车驾驶人超过2.8亿人,全国平均每百户家庭拥有31辆私家车。汽车的需要量越大,汽车行业的发展趋势越好。汽车行业迎来好的机会,但是必须面对严峻的挑战,如何提高汽车生产力是每一家汽车生产商所需要面对的问题。 众所周知,汽车保险杠是组成汽车必不可少的一部分,当车辆发生碰撞时它可以有效的吸收并缓和外界的冲击力,起到保护人和车的作用。 除保护功能外,如今的汽车保险杠在与车体造型和谐与统一和轻量化上的要求也越来越高。外部挡板、缓冲材料和横梁等是组成保险杠的三个部分。塑料保险杠不仅具有一定的强度、刚性和装饰性,而且就安全方面而言,当车辆在行驶过程中发生意外时它也起到了缓冲的作用,保护人员和车辆的安全。从外观上看,保险杠与车身浑然一体具有很好的装饰效果,成为组成车辆外型的重要组成部分。 汽车保险杠涉及到汽车生产过程中的涂装工序和总装工序。汽车保险杠的生产过程中,首先是将熔融状态下的聚丙烯树脂类材料（PP,polypropylene）浆液通过注塑成型机一次性成型而成,然后进行喷漆涂装,最后对漆后的汽车保险杠进行二次加工,其中主要是对汽车保险杠进行打孔操作和修边操作。打孔主要包括有汽车前后保险杠的雷达孔、大灯清洗孔、牌照安装孔,汽车牵引孔,走线槽等。其中雷达孔主要用于直接或间接安装雷达装置,而雷达系统直接关系着汽车行驶及停车的安全性能,所以对于雷达孔的二次加工形位精度要求特别高;而大灯清洗孔主要位于汽车保险杠的打孔安装位置处,此处仅安装大灯清洗装置,只需保证一般的形位尺寸精度即可;牌照孔、汽车牵引孔和走线槽等的打孔精度要求也并不是非常严格,能够满足正常功能的使用即可。二次加工完毕后的汽车保险杠将直接运往总装车间,进行车体的总体安装,在保险杠上安装对应的电子设备。 随着汽车行业的蓬勃发展,人们对汽车外形及性能的要求也越来越高,车型也变得越来越多,不同的车型保险杠,它们的孔位分布均不同,需要打孔的形状、数目和精度也有所差异。孔型孔位的多样性和高精度要求对汽车保险杠二次加工设备提出了更高的要求,如何高效的高精度的打孔并提高打孔装备的通用性,一直是汽车保险杠二次加工过程中的重要研究课题。 随着激光技术的成熟化发展,越来越多的人们开始创新性将激光技术应用到加工领域中。激光加工作为一种新型加工手段,具有广阔的应用前景。激光技术在加工产业中应用最广泛的方面是激光切割、激光焊接、激光打标和激光打孔。在激光加工中,人们利用激光发生器发出的高能量激光光束,将其经过光路传导最终经由聚焦镜汇聚光束聚焦形成高能加工光斑。激光加工光斑与被加工对象在瞬时接触的同时超高温立即融化被加工材料,从而达到对工件的加工目的。这种加工方式是一种高温熔化或汽化的蒸发型加工,是一种非接触型加工,被加工工件不受外力作用且污染可控。激光加工最显著的特点是它的加工具有灵活多变、安全可控和高效高精度的特性。 将激光技术运用到现代化汽车保险杠打孔工作中,能够缩短其生产加工的时间节拍,提高孔形以及孔位的精度,并适应各种复杂车型的不同打孔要求,具有打孔高效率、高质量、高适应性和高度自动化等诸多优点。 （1）技术原理: 将激光技术运用到现代化汽车保险杠二次加工中,利用激光发生器发出的高能量激光光束,将其经过光路传导最终经由聚焦镜汇聚光束聚焦形成高能加工光斑。激光加工光斑与汽车保险杠在瞬时接触,超高温立即融化聚丙烯（PP, polypropylene）树脂,从而达到对工件的加工目的。这种加工方式是一种高温熔化或汽化的蒸发型加工。 （2）性能指标： 孔径误差：±0.15 mm 孔的位置偏差：±1 mm 孔角度：±1° 加工孔直径：100*100 mm 机器手抓取质量：165kg 机器手最大工作半径：2655 mm 机器手重复定位精度：±0.06 mm 激光器功率：400 w 创新性： （1）基于飞行光路的激光导光路 设计基于飞行光路的激光导光路,实现光路在X轴和Y轴方向可控运动,保证了加工光斑在XOY平面大范围内自由移动并加工。 （2）十字叉丝光路调试法： 在光路调试工作中,避免了在镜片上粘贴胶带并绘制中心点的频繁琐碎的操作,使光路准直效果更加形象更加清晰可见,并便于对比和保存调试记录。 （3）基于遗传算法的打孔路径优化设计 将遗传算法应用于打孔路径中,采用该方法,优化后的加工路径,能够减少加工过程中空行程,打孔节拍得到缩短,提高了打孔机的加工效率。 先进性： （1）加工精度高,孔径误差为±0.15 mm （2）高柔性,可以对任意车型的保险杠进行二次加工 （1）技术成熟度 湖北工业大学和湖北机电院装备制造有限公司经过长期的研究和试验,采用具有自主知识产权的专利技术,研制出了多种型号的通用和专用汽车保险杠打孔机,在此基础上,应用新技术、新工艺实施本项目产品——汽车保险杠精密柔性激光打孔机的研发。 本项目产品的相关技术经过本团队多年的研究已经相对成熟,其相关产品已在包括东风日产、东风本田、东风雷诺、东风裕隆、广州风神、襄阳风神等多家知名汽车生产厂家成功投入使用。 （2）适用范围 该设备可广泛的应用于各汽车厂家的各类保险杠二次加工,加工精度高,加工效率高,柔性好,其推广应用前景良好。 （3）安全性 本设备设置了了多重安全设施保障设备安全运行。 在加工室外,以两组安全光栅横向和纵向分布对射,构建出一片安全的可供操作人员装夹工件的作业区。当操作人员进入作业区时,安全光栅反馈信号,系统控制中断旋转工作台旋转,防止工作台误动作伤到操作人员。 在旋转工作台中间设计的升降安全门,可有效的隔绝激光加工环境与外界环境。安全门下降到位后,激光加工系统才可以加工;安全门上升开始,激光加工系统中断;安全门上升到位后,旋转工作台才可以旋转。 在加工室左侧后方设计有检修门,处于安全考虑,在检修门的外侧安装一个连锁式安全开关（插销）,如果检修门被打开,设备所有动作将停止运行。 激光切割过程中会产生有害气体,需要对其进行无害化处理后才能排入大气。本废气处理包含2套处理系统：1套直接处理激光头处的废气,另一套将工作间的废气进行处理。经过处理后的排放气体达到《大气污染物综合排放标准》GBZ2.1-2007中的排放质量标准。 本项目的相关技术经过本团队多年的研究已经相对成熟,其相关产品已在包括东风日产、东风本田、东风雷诺、东风裕隆、广州风神、襄阳风神等多家知名汽车生产厂家成功投入使用。该设备可广泛的应用于各汽车厂家的保险杠二次加工,加工精度高,加工效率高,柔性好,其推广应用前景良好。 目前该产品正在加紧研发配套的自动上下料设备。无