市場(chǎng)應(yīng)用背景
工業(yè)制造中，焊接技術(shù)決定產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)方式無(wú)法滿(mǎn)足智能制造的高精度、高速度、高靈活性需求。因此機(jī)械臂與振鏡協(xié)作的激光飛行焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，推動(dòng)制造業(yè)革命性突破。工業(yè)4.0時(shí)代下，該技術(shù)將成為智能制造核心競(jìng)爭(zhēng)力，憑借卓越性能和廣泛應(yīng)用場(chǎng)景，成為市場(chǎng)主流選擇。
什么是激光飛行焊接？
激光飛行焊接作為非接觸式工藝，利用高能激光束高速掃描工件表面完成精密焊接。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，其具備無(wú)機(jī)械磨損、零熱變形、超快加工速率及高精度等突出優(yōu)勢(shì)，尤其適用于復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)、薄壁材料和精密零部件的制造需求。
市面上傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn)
傳統(tǒng)激光焊接采用逐點(diǎn)焊接的方式,當(dāng)前傳統(tǒng)激光焊接方案存在三大核心痛點(diǎn)：
效率瓶頸：逐點(diǎn)焊接模式受限于機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，加工節(jié)拍長(zhǎng)，制約產(chǎn)能提升；
柔性局限：設(shè)備結(jié)構(gòu)龐大且冗余導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的焊接，三維曲面焊接存在明顯局限性；
精度缺陷：機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)累積誤差直接影響軌跡精度，難以實(shí)現(xiàn)高精度焊接需求。
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案
針對(duì)目前市面上工藝的痛點(diǎn)，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)推出機(jī)械臂-激光振鏡協(xié)同飛行焊接方案。
機(jī)械臂憑借多自由度特性解決復(fù)雜工件多角度焊接難題；振鏡通過(guò)高速掃描，精準(zhǔn)控制激光焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)焊接響應(yīng)。在協(xié)同工作時(shí)，機(jī)械臂執(zhí)行工件的定位與移動(dòng)，振鏡則快速調(diào)整激光路徑，實(shí)現(xiàn)“邊移動(dòng)邊焊接”的飛行動(dòng)態(tài)焊接模式。這種協(xié)作方式不僅大幅提升了焊接效率，還顯著降低了設(shè)備磨損和能耗。 為企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、高靈活度的低成本焊接工藝。
01 激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器在機(jī)械臂激光飛行焊接應(yīng)用
▲機(jī)械臂激光振鏡飛行焊接機(jī)臺(tái)示意圖▲
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)機(jī)械臂激光振鏡飛行焊接硬件方案
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)機(jī)械臂激光振鏡飛行焊接應(yīng)用演示案例
基于正運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)ZLaserMarking激光焊接系統(tǒng)，集成功率波形控制與漸入漸出等工藝功能，實(shí)現(xiàn)加工域內(nèi)激光焊接的高精度定位與高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)輸出。
ZLaserMarking激光焊接系統(tǒng)核心功能
通過(guò)高精度相機(jī)獲取激光標(biāo)刻實(shí)際坐標(biāo)數(shù)據(jù)，與理論坐標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)振鏡畸變誤差的自動(dòng)運(yùn)算與修正。
- 機(jī)械手系統(tǒng)實(shí)時(shí)協(xié)同控制
基于高速EtherCAT總線通信協(xié)議，構(gòu)建振鏡控制器與機(jī)械手控制器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通道。通過(guò)空間坐標(biāo)映射，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手世界空間坐標(biāo)系實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為激光器振鏡控制器軸的反饋位置。
基于反饋軸同步跟隨控制算法，構(gòu)建振鏡掃描-機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的高精度同步機(jī)制。通過(guò)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡與振鏡掃描路徑的疊加，動(dòng)態(tài)調(diào)整振鏡偏轉(zhuǎn)角度，補(bǔ)償機(jī)械手位置偏移。保障激光束在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中維持穩(wěn)定聚焦，達(dá)成三維空間復(fù)雜焊縫的精密成形。
根據(jù)材料厚度、性質(zhì)以及焊接速率，實(shí)時(shí)調(diào)整激光功率。保障焊縫熔深和熔寬符合工藝要求。
激光飛行焊接操作流程
機(jī)械臂激光振鏡飛行打標(biāo)運(yùn)行加工效果
方案應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
- 高速高精：融合先進(jìn)控制算法與高性能硬件，實(shí)現(xiàn)激光束快速響應(yīng)及精確定位精度，保障焊接過(guò)程兼具高效率與高精度。
- 靈活易用：支持多種運(yùn)動(dòng)模式，可輕松實(shí)現(xiàn)直線、圓弧、三維軌跡等復(fù)雜軌跡的焊接，滿(mǎn)足各種焊接需求。
- 穩(wěn)健運(yùn)行：具備完善的故障診斷和保護(hù)功能，確保持續(xù)穩(wěn)定作業(yè)周期，有效降低停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
- 生態(tài)擴(kuò)展：配備標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)接口與模塊化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持與多品牌激光器、自動(dòng)化設(shè)備快速集成，助力柔性化產(chǎn)線建設(shè)。
02 開(kāi)放式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器ZMC408SCAN-V22
獨(dú)立式激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制器ZMC408SCAN-V22，集成激光控制、振鏡控制和總線軸/脈沖軸控制，助您實(shí)現(xiàn)高效精確的EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制+激光振鏡解決方案。
● 可選6-64軸運(yùn)動(dòng)控制(脈沖+EtherCAT總線)；
● 2路帶反饋激光振鏡接口、1路LASER和1路FIBER激光電源專(zhuān)用接口；
● 支持一維/二維/三維PSO功能，可做視覺(jué)飛拍、精密點(diǎn)膠和激光能量控制；
● 激光振鏡控制與運(yùn)動(dòng)控制相互融合，可靈活構(gòu)建多軸聯(lián)動(dòng)等方式的激光加工系統(tǒng)；
● 多維位置同步輸出PSO，板載24路通用輸入和20路通用輸出，其中4路高速色標(biāo)鎖存，4路PSO和8路PWM輸出。
正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專(zhuān)注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來(lái)自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺(jué)控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺(jué)定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等 。
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