激光與機器人聯(lián)合發(fā)展現(xiàn)狀

從時間上來看，激光技術(shù)和機器人的出現(xiàn)和發(fā)展都較為同步，但兩者長期處于平行發(fā)展狀態(tài)，直到上世紀90年代末期才首次出現(xiàn)了交集。1999年，德國機器人公司首先整合出第一臺帶有激光加工系統(tǒng)的機械臂，從此開啟了機器人來助力激光加工的先河。

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

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

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

當前，機器人激光加工系統(tǒng)主要有切割、焊接、熔覆三種應(yīng)用，僅有機器人激光焊接是得到規(guī)?；膽?yīng)用，具體表現(xiàn)是在汽車焊裝產(chǎn)線上，包括車門、車頂、后蓋等白車身焊接，從原來的電焊到激光焊接，是從“紐扣”到“拉鏈”的一個跨越。在三維切割方面盡管這幾年是重要趨勢，但目前沒有形成規(guī)模應(yīng)用，熔覆是針對單個金屬部件的定制修理，更加沒有顯現(xiàn)批量化。因此，目前我國機器人激光加工系統(tǒng)還有待發(fā)展。

機器人激光加工如何更好融合

我國的激光和機器人技術(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，發(fā)起兩個產(chǎn)業(yè)界的項目合作。

一方面激光設(shè)備集成廠家是開發(fā)終端應(yīng)用，機器人企業(yè)的產(chǎn)品是為他們配套，然而很多激光企業(yè)擁有光學技術(shù)，在機械數(shù)控技術(shù)方面欠缺，必須機器人企業(yè)進行幫助。以應(yīng)用帶動項目，以項目推動雙方研究合作。

很重要的一個問題是國產(chǎn)工業(yè)機器人品牌種類繁多，品質(zhì)參差不齊，又或者精度比不過外國品牌，得不到激光集成商的認可，導致他們最終還是選擇四大家族的產(chǎn)品開發(fā)機器人激光系統(tǒng)。這一點上，國內(nèi)的機器人企業(yè)必須努力攻堅技術(shù)難關(guān)，力爭推出更高水平的產(chǎn)品，而未來激光集成商也需要考慮給這些國產(chǎn)品牌合作的機會。

最后一個問題是，激光與機器人兩大產(chǎn)業(yè)都比較新，都是最近六七年快速發(fā)展起來的，目前在行業(yè)標準、國家標準等都是欠缺的，市場秩序也比較混亂，行業(yè)還處于快速成長期，各種新的競爭者又冒出來，大企業(yè)又有碾壓小企業(yè)的市場行為，行業(yè)內(nèi)的科研機構(gòu)與企業(yè)的合作不緊密。要讓兩個產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，都需要引導目前市場行為健康發(fā)展，還得加強行業(yè)標準，促進產(chǎn)學研的結(jié)合，這些都是需要較長時間的事。