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智能机器人水刀水切割工业领域应用

发表时间:2024-03-13 13:42

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随着人工智能在工业生产领域的深入应用,工业机器人已广泛融入各生产环节,如搬运、焊接、切割、喷涂等,其中机器人水刀以其独特的优势成为近年来备受瞩目的高端切割设备。这一创新技术完美融合了人工智能与传统切割工艺,展现出适用性广、编程简易、操作灵活等诸多优点,深受生产实践的青睐。

工业机器人通常配备至少6个数控轴,能在三维空间内实现精准的上下左右及旋转动作。其手臂前端能够灵活地从不同位置、不同角度对工件进行抓取、焊接、切割、喷涂等操作,不仅效率出众、重复性良好,还极大地减轻了人类重复劳动的疲劳,更能完成许多操作人员难以触及或完成的动作。此外,通过增加地面导轨,可以进一步增加数控轴数量,扩大机器人手臂的工作范围,实现多工位上下料和切割加工交替执行,从而最大化提升生产效率。

传统数控水刀以其冷态切割加工的特性,无需导电、不产生明火或高温,且无有毒有害气体产生,成为绿色环保安全的切割方法。它能切割各种金属、非金属,如钢铁、合金、石材、玻璃、塑料、橡胶等,甚至包括钢筋混凝土和带钢丝的汽车轮胎等复杂材料。因此,水刀切割在易燃易爆的切割场所也得到了广泛应用。

工业机器人与传统数控水刀的完美结合,为切割技术带来了革命性的突破。机器人手臂替代了传统的数控平台,使水切割刀头拥有了前所未有的移动性能和全方位的切割角度。相比传统水刀(即使五轴水刀)的切割倾斜角度限制在+/-45度,机器人水刀通过增加可移动机器人底座的导轨轴或工件的旋转轴,几乎可以实现任意角度的切割。

工业机器人水刀的设计巧妙,其手臂前端装有超高压水切割刀头,并通过特殊绕制的弹簧型高压钢管与超高压水泵相连。整个切割过程,包括刀头的动作和超高压水泵的启动、停止以及水射流压力的升降,均受机器人数控编程的精确控制。

弹簧型高压钢管采用0.25英寸外径的不锈钢材料制成,内孔约为2mm。每段钢管都绕制成弹簧形状,并通过直管部分进行对接,便于固定在机器人手臂上。对接接头可灵活选择直接或90度弯头。机器人水刀通常每段弹簧型高压钢管有3-5圈,直径为250-500mm。对于与机器人底座旋转相关的钢管段,还需特制支架进行悬挂。

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在工件固定方面,机器人水刀系统提供了两种灵活的方式。对于较薄且柔软的工件,如汽车内部地毯,采用真空吸附法,通过特制模具和真空泵实现工件的固定。而对于较坚硬的工件,如玻璃钢汽车顶棚,则采用夹具法进行固定,直接将工件夹持在切割台上。

机器人水刀的编程同样灵活多样,可选择示教编程或计算机软件编程。示教编程适用于简单切割轨迹和较少阀门动作的情形,而计算机软件编程则适用于复杂切割轨迹和长路径、多阀门动作的大型项目。虽然软件编程的初期投资较高,但其高效、准确的特性使得其在大型切割项目中具有显著优势。

综上所述,工业机器人水刀以其卓越的性能和广泛的应用领域,为现代工业生产带来了革命性的变革,为人类提供了前所未有的切割可能性。


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