随着最新新兴技术能力的提升和制造业创新的发展，机器人技术的发展前景日新月异，新的发展趋势和应用领域也不断涌现。其中，汽车、电子、金属加工、食品饮料、化工、塑料等多个行业仍是工业机器人的主要应用行业。激光加工作为一种全新的加工方法，应用广泛，已成功应用于钻孔、切割、焊接、表面淬火、冲击强化、表面合金化、表面熔覆等多个加工领域。近十年来，激光技术还被应用于快速成型、3D去除加工、微纳加工、机械抛光、3D打印等领域，激光加工的发展日新月异。先进制造领域智能化、自动化和信息技术的进步，促进了机器人技术和激光技术的融合。因此，机器人和激光这两种智能制造和先进制造工具已经成为制造业的标配。两种先进技术的结合将使两种技术得到充分发挥，彻底实现工业实践的现代化。本文将介绍机器人在激光领域的应用现状和行业发展趋势。
1.激光切割机器人系统
随着大功率光学钎焊激光器的出现和工业机器人定位精度的不断提高，利用工业机器人进行激光切割已经成为机器人应用和激光切割领域的热点。机器人激光切割系统是固定激光发生器和机器人运动序列的创新组合。通过将激光束引导装置完全集成到机器人臂中，需要机器人臂的灵活性和高精度。典型的例子是创鸿机器人的3D激光非金属切割，激光束以机器人RV6L-CO2 CO2激光机器人为中心。在精密机械手的控制下，激光束在工件上移动。当创鸿机器人跟踪工件轮廓时，激光束工作以实现切割效果。如图1所示，机器人RV6L-CO2机器人是一种五轴联动机器人，具有很高的精度和灵活性。它具有较高的路径重复精度，并且在指定的有效载荷下占用较小的空间。这款激光机器人RV6L-CO2 CO2激光机器人系统可以对车辆内外饰件、车门和车厢饰件、A、B和C柱饰件、仪表板、天花板、扶手等非金属材料进行切割和打孔。国内使用机器人进行激光切割的企业很多，工业机器人已经作为激光运动控制的对象。随着机器人市场的普及，机器人制造过程中不可或缺的激光切割市场将会有一个美好的未来。
2.激光焊接机器人系统
(1)激光焊接
目前，在国内外汽车工业中，激光焊接机器人已经成为最先进的制造技术并得到广泛应用。德国汽车、美国通用汽车、日本丰田汽车等汽车装配线上，大量使用了激光焊接机器人代替传统的电阻点焊设备，不仅提高了产品的质量和档次，而且减轻了车身重量，节约了大量材料，使企业获得了很高的经济效益，提高了市场竞争力。由于普通焊接机器人大多采用“示教再现”的操作方式，存在加工误差和焊接热变形，导致焊接质量下降和焊接缺陷。具有实时焊缝跟踪功能的焊接机器人是解决这一问题的主要手段。实时焊缝跟踪能有效提高成品率。具有该功能的激光焊接机器人的典型代表是创鸿机器人的激光焊接系统。
(2)机器人激光钎焊
激光钎焊是一种以激光为热源的高精度、高自动化、高柔性的焊接技术。可以实现不同材料之间的连接，具有更好的间隙适应性，更低的热输入，更快的加工速度，优异的表面质量，连接可靠，总连接度高，热影响小。广泛应用于国内外汽车行业，可实现汽车后盖与车门的焊接。汽车覆盖件和车门特征的激光焊接：
1.零件连接不需要装饰板；
2.焊缝直接成型，无需打磨；
3、自动化程度提高，节省劳动力；
4.快节奏可以满足输出的需求。
图3是创鸿激光机器人应用于车门激光钎焊的示例照片。可见机器人激光系统在汽车领域已经得到了广泛的应用。
3.机器人激光熔覆
激光熔覆的工艺参数主要包括激光功率、激光光斑直径、光斑散焦、送粉速度、扫描速度、预热温度等。这些参数对熔覆部件的稀释率、表面粗糙度、裂纹和致密性有很大影响。参数之间也相互作用，相互匹配，这是一个非常复杂的过程。应采用合理的控制方法将这些参数控制在激光熔覆工艺允许的范围内。同时，激光熔覆修复强化是非标准化的动作，不同于生产线上的批量产品。损坏的零件大多是随机的、复杂的，甚至经常磨损的零件也只是少数产品之间的相同零件，而且很多零件的表面不一定是直线或规则的曲面，这就要求加工头在一套加工动作中根据要求以许多不同的姿态工作，这是传统的多轴机床难以实现的。通常，操作者习惯于手动操作加工头进行手动操作。同时，如前所述，要根据情况及时调整工艺参数，对操作者的技术技能、熟练程度和专注力要求非常高。而且这种激光熔覆方式会造成加工区域的高温、激光反射或照射的危害、加工产生的弧光、粉末飞溅造成的空气粉尘污染等问题，都会对一线操作人员的健康造成危害。但是，使用的激光机器人系统并不相同。它的机械臂可以模拟人手臂的很多动作，强大的电气控制功能可以在系统中预设熔覆工艺所需的参数，以便及时调用和匹配。机器人可以在运行命令中加入各种外部控制指令，使这项工作经过预编程后可以无人值守完成，从而避免对操作人员的伤害，防止长时间工作大型工件带来的疲劳。而且机器人在参数控制上比人工方式精确得多。目前市场上有很多机器人激光熔覆。以创鸿机器人激光熔覆系统为例。图4显示了创鸿机器人激光金属沉积熔覆的过程。使用这种工业机器人不仅可以代替人工操作，避免人为的手动错误，而且可以准确设置加工参数，实现即时有效的控制，还可以避免激光修复工作中环境因素对人体的危害。两种先进技术的有效结合，使传统的零件修复和强化工作更有前途。
4.机器人激光硬化处理
淬火是一种应用于钢件的表面热处理，可以大大增强钢件的硬度。这对于需要高耐磨性的钢件，如钢板冲压模具，是非常重要的。首先进行800-1000的加热过程，然后进行快速冷却。这将改变钢的结构。如果用激光进行硬化，由于是高度局部化的热源，会使只有表面被硬化，而使零件的核心保持原状；“这使得零件不那么脆，零件的变形会小得多，因为作用在零件上的热量更少。再加上机器人的灵活性，机器人激光这种柔性系统的引入，使得激光硬化能够高效运行，从复杂的小原稿到大型的重量级原稿。图5显示了创鸿机器人的激光淬火系统及其工作画面。
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