[发明专利]一种多光头多工位激光落料同步加工工艺

说明书

本发明提供了一种多光头多工位激光落料同步加工工艺，包括以下步骤：(1)、首先将开卷后的带料沿工作台传输至主通道，所述主通道中设置有一个主工位，同时切断一个以上的毛坯；(2)、主工位上的毛坯分别被产品传输装置传输至M个相互并列的副通道中，副通道中均设置有N个串联的副工位，副工位对毛坯的外形进行切割修整，完成对整个工件的加工落料；(3)、落料堆垛工位上的取料装置将副通道中加工完成后的工件进行取料堆垛；本发明中上述主工位、副工位能够同时对工件的不同部位进行处理，以形成多光头多工位步进式激光落料连续生产线，大幅的提高加工效率。

技术领域

本发明提供了一种多光头多工位激光落料同步加工系统以及基于该系统的激光落料工艺，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

把所需材料从板类母材上分离出来，一般称做落料。用各种方法(压力机、剪板机、锯床、火焰切割、等离子切割、激光切割等等)把材料从母材上分离出来，都叫做落料。目前使用最广泛的是冲压落料生产线，用冲模沿封闭轮廓曲线或直线将板料分离，冲下的部分为成品，余下的部分是废料。板料一般放在凹模上，用凸模向下加压。由于凹模凸模的凸边具有刃口，在加压的同时发生剪切作用，从板料上切下所需形状和尺寸的坯料，以便进行下一步工序。有时也可一次落料即得成品。板材冲压生产主要依靠冲模和冲压设备来完成加工，工艺过程便于实现机械化和自动化，生产率很高，操作简便，故零件成本低。并且可以冲压出形状复杂的零件，一般无需再进行切削加工，且废料较少，因而节省原材料和能源消耗。但冲模制造复杂、成本高，只在大批量生产条件下，其优越性才显得突出。况且，传统的冲压落料或剪切落料方式，都会对板材的切口或者表面造成一定的损伤或者细小的裂纹。并且随着材料技术的发展，越来越多的材料被应用于汽车车身，高强钢和铝合金是典型的两种材料。高强钢材料的抗拉强度值较高，延伸率跨度较大，对冲压力、剪切力、模具或刀具的材料及热处理要求也高。冲压、剪切过程中极易出现卡料、明显开裂或细小的裂纹等缺陷。铝合金材料由于较软，冲压落料时易产生顶伤、压伤、刮伤、变形、毛刺大等缺陷，对冲压模具的间隙值、清洁度也比较难控制；剪切也要面临间隙与毛刺的问题。

而激光技术是一种无接触的剪裁技术，不会造成板材产生裂纹。目前随着激光技术的发展，激光切割或焊接的速度已经大幅度的提高，但是受困于激光加工装置及配套的控制系统限制，真正意义上的可行的激光落料生产线面世较困难。现阶段，汽车工业激光切割机的应用主要是三维切割方面，包括六轴机器人激光切割和三维五轴激光切割，用于替代冲孔落料模和修边冲孔模，从而在模具上实现节约1副冲孔落料模，在拉伸模上实现节约2副修边冲孔模，特殊情况下，如有切角模和落料模，也能够节约下来。

2015年6月，戴姆勒公司为它在库彭海姆的梅萨德斯奔驰工厂订购了两条德国SCHULER公司的激光落料线，对移动中的金属卷材进行激光切割落料，所加工出的多种形状料片将用于后续工序中的车身成形。随着激光切割技术的发展，一些传统落料线难以加工的形状都能够采用激光落料线加工，激光落料线与传统的落料线相比具有以下优势：1、激光切割加工无须模具，所以也无须进行换模，节省了模具的采购与维护仓储成本。2、单张板料上下料变换成卷板连续剪切，加工速度较快，加工品质也有保障。3、较低的安装成本和占地面积，节省了机械式落料线所必须的重钢结构结构厂房的巨额投资。4、不存在模具成本，落料线的最低加工量大大降低，对于企业、生产厂家来说都非常有利，再少的订单数量都能通过激光落料线加工。5、材料加工范围变宽，材料的强度不是激光切割考虑的问题，使得高强钢、铝合金这些汽车用板轻松加工，也不存在开裂、压伤等问题。6、通过编程软件自动排料，并且节省了采用模具落料必须的材料压边损耗，与普通落料相比材料利用率得到明显提高。7、小批量、新产品的试制和投放周期缩短。

然而，激光落料线的弊端也非常明显，其加工效率跟激光器功率、加工路径的长短有关，所以加工总效率最多只有普通落料线的40％，严重制约了激光落料线的发展。解决上述短板的突破点在于多光头系统的开发，但是目前在激光落料线中多光头同步系统是开发及控制的难点。

发明内容