机器人柔性激光切割替代五轴机床，绝对！

机器人柔性激光切割在汽车工业中的应用日益普遍，这与激光技术的发展和机器人精确轨迹控制技术的完善密切相关。

机器人柔性激光切割的方式有很多种，可以做成单个机器人切割平台，也可以组合成柔性加工生产线。涉及的工件主要是两种不同类型的零件:一种是金属零件通过挤压或拉伸形成的3D车身结构和覆盖件，包括热成型零件；另一种是管状金属结构，包括排气管、横梁等。传统的面板生产方法是开模冲孔，然后进行冲孔模和切边模。热成型零件和管件由昂贵的五轴激光切割机床完成。正是因为设备成本高，才有部分合资品牌的汽车厂商有能力采购进口五轴机床。

新形势下，汽车用户的需求越来越多样化、个性化，新车型越来越多。大部分汽车都在逐步批量缩水，因为一些汽车厂商无法预测和保证未来某一款车型的销量和稳定产量，所以开始尝试低成本的机器人激光柔性切割设备或生产线。这种趋势从汽车零配件市场开始，在工程机械、客车、农用车、电动车等领域不断扩大和普及。

适用于汽车工业的激光切割机器人

很多工业机器人应用于汽车行业，但很少应用于激光切割领域。问题存在于三个层面。一、机器人在汽车行业的应用主要集中在点焊、弧焊、喷涂、搬运等方面。，要求精度低，但激光切割往往要求位置精度高，对小圆等小轨迹精度要求高；另一方面，还要看机器人的效率。一般机器人各关节的运动控制速度较慢，机械臂太重无法高速运动。第三个方面是机器人的刚性。刚性差的机器人抖动严重，机器人跟踪性能差，机器人变形严重，无法准确到达工件数值模型中需要切割的确切位置。所以传统汽车行业流行的机器人在激光切割方面受到客户质疑也是可以理解的。

凭借在精密机械和高速运动控制方面的百年经验，Steubel的设计领域是汽车行业。根据汽车行业的需求，斯特贝尔实现了RX160L倒装龙门机器人激光柔性切割系统解决方案，在以下几个方面取得了突破:

宽脸大型机器人。采用RX160L机器人，2.05？m，切割台的宽度可以达到3？m，超过了价格昂贵的五轴机床的工作台宽度。一般汽车零件的尺寸都在RX160L倒装机器人的工作区域内，一些大型工件也可以通过移动平台来实现。

手臂又轻又硬。稳定采用整体铸造管状结构，保持刚性；材料是航空铸铝，变形小，但重量轻。RX160L机械臂仅重250？Kg，而欧洲同臂机器人的数量是400多个？Kg，不适合机器人柔性激光切割。

机器人的机械精度差异。机器人机械精度的差异，除了刚度差异，最重要的在于机械传动的误差，主要体现在减速器上。Stauble采用的独特专利减速系统JCS成功地将精密机械领域100多年的经验和技术应用于机器人。这也是Stauble在小孔切割方面能够得到客户认可的原因。

将五轴机床技术成功移植到机器人上。

离线编程技术和夹具自动生成技术是机床行业有待推广的关键技术之一。这些技术在机器人领域的发展和成功应用，使得机器人柔性激光切割解决方案与汽车行业的应用无缝链接。

传统的机器人编程方法是在线示教编程，费时费力，尤其是汽车覆盖件或管件，需要切割复杂的空间曲线，示教无法满足设计要求。

Stauble使用ROBOTMASTER软件进行ST？UBLI RX160L机器人离线编程。ROBOTMASTER机器人离线软件可以模拟真实的切割环境，包括机器人、激光切割工具头、工件和夹具。该软件可以快速设置和优化最佳机器人切割姿态。如果系统干扰或超出范围，软件会给出智能提示。

离线软件也可以自动生动而精确的夹具。英国PEPS离线软件是专门为世界上最精密的机器人st？UBLI定制的机器人激光切割离线编程软件。它可以提供自动生成夹具的程序，用户可以根据工件的三维数学模型选择夹具并进行微调。

很多集成商选择不适合激光切割的普通机器人，效率低，效果差，影响了汽车行业用户对该领域的认知，否定了机器人方案。斯托比尔认为，优秀的集成商会选择高精度的机器人，并将其集成到精密的系统结构中。根据不同用户的产品，会从基本型进化到机器人不同的柔性切割方案，可以单机、双机或者多机、多平台组合。

切割效率由方案和经验决定。

集成商的整合能力决定了最终的切割效果和效率。德国JENOPTIK是Stauble的激光应用集成商。采用Stauble定制的TX90激光切割机器人，定制的光切割头，独有的BIM(Beam-In-Motion)技术。这个设备的针孔定位精度能达到吗？50?m，线速度> 12？米/分钟.如果产品产量比较高，JENOPTIK可以提供双机设备或者多机器人解决方案。

一些技术实力雄厚的本土激光切割系统集成商也在不断提高对机器人激光切割的理解和集成能力。在深圳大族激光在汽车行业应用的机器人激光切割解决方案中，选用了斯托比尔的机器人产品。这个系统包括两个移动工作平台，机器人在两个平台上的工件之间切换，非工作的移动平台发射进给。这个系统的客户是一家客车厂，厂里负责设备的人很满意。不仅切割效果好，而且效率高，双工位平台不会浪费送料的时间。目前，该客户已经购买了近十台Stobier机器人设备。而且，他们计划重新设计一条冲压线，用机器人柔性生产线取代模具冲压线，包括过程中的物料转移，可能高达几十个机器人。使用机器人不仅节约了成本，还提高了自动化水平，整个过程不需要人工干预。

国内各车厂初步接受机器人柔性激光切割方式还需要一段时间。集成商需要进一步提高机器人集成能力，提高系统的精度和速度，尤其是系统的安全性和稳定性，让汽车行业的用户逐步批量采用机器人柔性激光切割解决方案。

；