激光與機(jī)器人聯(lián)合發(fā)展現(xiàn)狀

從時(shí)間上來(lái)看，激光技術(shù)和機(jī)器人的出現(xiàn)和發(fā)展都較為同步，但兩者長(zhǎng)期處于平行發(fā)展?fàn)顟B(tài)，直到上世紀(jì)90年代末期才首次出現(xiàn)了交集。1999年，德國(guó)機(jī)器人公司首先整合出第一臺(tái)帶有激光加工系統(tǒng)的機(jī)械臂，從此開(kāi)啟了機(jī)器人來(lái)助力激光加工的先河。

這里面，激光與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合可以碰發(fā)出很大的能力，創(chuàng)造更高的加工可能性，讓激光實(shí)現(xiàn)更加多用途，完全擺脫了死板的二維工作臺(tái)，可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)揮舞激光頭，實(shí)現(xiàn)任意設(shè)定好的加工。機(jī)器人激光加工系統(tǒng)克服了一些傳統(tǒng)激光加工的弊端，還能減少錯(cuò)誤和誤差，在一些極端環(huán)境正常作業(yè)。

在歐洲、美國(guó)、日本主要發(fā)達(dá)國(guó)家，激光加工的研發(fā)與自動(dòng)化緊密結(jié)合，史陶比爾、ABB、KUKA、安川等機(jī)器人企業(yè)與激光產(chǎn)業(yè)互動(dòng)合作甚多，創(chuàng)造出很多自動(dòng)化激光應(yīng)用的新東西。這種情況在中國(guó)并未出現(xiàn)，當(dāng)前我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)一撥企業(yè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一撥企業(yè)，兩者各自干自己，中間的互動(dòng)、技術(shù)交流甚至合作研發(fā)項(xiàng)目都比較少，僅有的就是激光企業(yè)要集成三維系統(tǒng)，就去找機(jī)器人企業(yè)買(mǎi)個(gè)機(jī)械臂。這種行業(yè)狀態(tài)非常不利于激光加工的升級(jí)和三維加工的推進(jìn)。

光纖激光器和半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了光纖傳輸光束，讓激光實(shí)現(xiàn)了更大的柔性，集成到機(jī)械臂上變得很容易。激光加工在解決了光學(xué)、激光的問(wèn)題后，要取得更大的發(fā)展空間，必須在數(shù)控自動(dòng)化方面下功夫。如果沒(méi)有做好數(shù)控自動(dòng)化，用戶(hù)就不得不采用人工，所以就會(huì)出現(xiàn)各種手持激光設(shè)備，寧愿放棄機(jī)械臂而去選擇人工手持加工，事實(shí)上在精度、作業(yè)持續(xù)時(shí)間、長(zhǎng)期成本核算都是比不上機(jī)械臂的。

當(dāng)前，機(jī)器人激光加工系統(tǒng)主要有切割、焊接、熔覆三種應(yīng)用，僅有機(jī)器人激光焊接是得到規(guī)?；膽?yīng)用，具體表現(xiàn)是在汽車(chē)焊裝產(chǎn)線(xiàn)上，包括車(chē)門(mén)、車(chē)頂、后蓋等白車(chē)身焊接，從原來(lái)的電焊到激光焊接，是從“紐扣”到“拉鏈”的一個(gè)跨越。在三維切割方面盡管這幾年是重要趨勢(shì)，但目前沒(méi)有形成規(guī)模應(yīng)用，熔覆是針對(duì)單個(gè)金屬部件的定制修理，更加沒(méi)有顯現(xiàn)批量化。因此，目前我國(guó)機(jī)器人激光加工系統(tǒng)還有待發(fā)展。

機(jī)器人激光加工如何更好融合

我國(guó)的激光和機(jī)器人技術(shù)要更好地結(jié)合，協(xié)同發(fā)展，則最好要有更多的互動(dòng)合作。這可以是由政府或者是行業(yè)組織牽頭舉辦技術(shù)交流活動(dòng)，發(fā)起兩個(gè)產(chǎn)業(yè)界的項(xiàng)目合作。

一方面激光設(shè)備集成廠(chǎng)家是開(kāi)發(fā)終端應(yīng)用，機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)品是為他們配套，然而很多激光企業(yè)擁有光學(xué)技術(shù)，在機(jī)械數(shù)控技術(shù)方面欠缺，必須機(jī)器人企業(yè)進(jìn)行幫助。以應(yīng)用帶動(dòng)項(xiàng)目，以項(xiàng)目推動(dòng)雙方研究合作。

很重要的一個(gè)問(wèn)題是國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人品牌種類(lèi)繁多，品質(zhì)參差不齊，又或者精度比不過(guò)外國(guó)品牌，得不到激光集成商的認(rèn)可，導(dǎo)致他們最終還是選擇四大家族的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)機(jī)器人激光系統(tǒng)。這一點(diǎn)上，國(guó)內(nèi)的機(jī)器人企業(yè)必須努力攻堅(jiān)技術(shù)難關(guān)，力爭(zhēng)推出更高水平的產(chǎn)品，而未來(lái)激光集成商也需要考慮給這些國(guó)產(chǎn)品牌合作的機(jī)會(huì)。

最后一個(gè)問(wèn)題是，激光與機(jī)器人兩大產(chǎn)業(yè)都比較新，都是最近六七年快速發(fā)展起來(lái)的，目前在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等都是欠缺的，市場(chǎng)秩序也比較混亂，行業(yè)還處于快速成長(zhǎng)期，各種新的競(jìng)爭(zhēng)者又冒出來(lái)，大企業(yè)又有碾壓小企業(yè)的市場(chǎng)行為，行業(yè)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的合作不緊密。要讓兩個(gè)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，都需要引導(dǎo)目前市場(chǎng)行為健康發(fā)展，還得加強(qiáng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，這些都是需要較長(zhǎng)時(shí)間的事。