激光加工在汽車制造中的行業應用

長期以來，激光在優化汽車制造方面發揮著重要作用。對于大多數車輛而言，幾乎每個區域（無論是內部還是外部），都會包含經過激光處理的部件。激光加工提供了出色的多功能性和可重復性，一臺激光設備就能夠以極高的精度和速度加工各種汽車部件。

激光設備是高度自動化、低成本和低維護的工具，可在汽車生產線上進行切割、焊接、釬焊、標記、表面處理、鉆孔、3D打印和熔覆等應用。激光可用于加工各種復雜的2D／3D汽車零件，這些零件可能由金屬、塑料、玻璃、橡膠和紡織品等材料制成。

在汽車制造中，激光同樣用于各種子組件和內部部件的生產。例如，激光焊接可用于生產金屬部件，如齒輪、發動機氣門、制動卡鉗、輪胎輪輞、座椅框架、交流發電機、噴油器、過濾器、搭扣、排氣管、消聲器、波登管、氣囊啟動器、電機線圈繞組和各種附加發動機部件。

三維激光切割可以提供高柔性解決方案，而且成本相對進口五軸機床低很多。隨著激光技術的發展和機器人精密軌跡控制技術的完善，三維激光切割在汽車行業的應用正變得日益普遍。

三維激光切割的方式多種多樣，既可以做成單機器人切割平臺，又可以組合成柔性加工生產線。涉及的工件主要是兩種不同類型的零部件：一種是金屬件通過擠壓或者拉延形成的3D車體結構件和覆蓋件，包括熱成型件等;另外一種是管狀金屬結構件，包括排氣管、交叉梁等。覆蓋件傳統的生產方式是通過開模具沖壓，然后再進行沖孔模和切邊模等工序;熱成型件和管件通過昂貴的五軸激光切割機床來完成。正因為高昂的設備成本，所以只有某些合資品牌的汽車廠商才有能力采購進口五軸機床。

新形勢下，汽車使用者的需求正變得多樣化和個性化，越來越多新車型涌現。大部分車出現逐步批量縮小的態勢，因為部分汽車廠商無法預測和保證將來某一車型的銷量和穩定的產量，所以開始嘗試低成本的機器人激光柔性切割設備或生產線。這種趨勢從汽車備件市場開始，不斷地向工程機械、客車、農用車、電動車等領域拓展和普及。

汽車行業使用了很多工業機器人，但在激光切割領域的應用卻很少，問題存在于三個層面。一是汽車行業機器人應用主要集中在精度要求低的點焊、弧焊、噴涂、搬運等，但激光切割往往要求很高的位置精度，且對小圓等小軌跡精度有很高的要求，比如直徑在5mm以內的小圓孔的切割，普通的機器人望塵莫及，切10mm的小圓也會出現橢圓等形狀;另一方面取決于機器人的效率，一般機器人各個軸關節運動控制速度比較慢，同時機器人手臂重量過大不適合高速運動;第三方面是機器人的剛性，剛性差的機器人抖動厲害，機器人循跡性差，而且機器人變形厲害，無法準確達到工件數模中需要切割的精確位置。因此，傳統汽車行業流行的機器人在激光切割方面被客戶質疑也是可以理解的。

國內的各種車廠要初步接受機器人柔性激光切割方式還需要一定的時間，集成商需要進一步提高機器人集成能力，提高系統精度和速度，特別是系統的安全、穩定性，讓汽車行業用戶逐步開始批量采用機器人柔性激光切割解決方案。

鴻鐳激光三維激光切割機廣泛應用于航空航天、汽車輪船、機械制造、電梯制造、廣告制作、家用電器制造、醫療器械、五金裝飾、健身器材、金屬對外加工服務等各種制造行業，尤其在汽車零部件加工中有著其他切割機無法匹敵的優勢，如汽車車身設計與制造，大大降低模具開發的投資風險，主要用來開發新車型、在線切割、變形車生產，例如切割樣車零件，車身覆蓋件的切孔、修邊，切割方向盤孔、車身擋風板、車頂蓋支架孔、安全氣囊部件、液壓成型部件等。因此，盡管設備成本高、一次性投資大，目前國內已經有很多汽車、摩托車零部件生產廠家過高校購進了鴻鐳激光三維激光切割機進行生產加工和科研教學。三維激光技術勢必在我國制造業中發揮著越來越大的作用。