[发明专利]激光切割系统和方法

说明书

本文中公开了用于部件的激光切割的方法和系统。示例特别适合于对例如车辆框架的相对较大的部件(例如，车门的整体侧面板)进行激光切割。数个机器人可以基本上同时执行激光切割操作。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月15日提交的美国临时申请62/671,781的权益和优先权。

技术领域

本公开涉及用于切割车辆的结构部件的激光切割系统以及制造车辆的结构部件的方法。

背景技术

诸如汽车的车辆包含被设计成承受该车辆在其寿命期间可能经受的所有负载的结构骨架。该结构骨架还被设计成在例如与其他汽车或障碍物碰撞的情况下承受和吸收冲击。

车辆(例如汽车)的结构骨架在此意义上可以包括例如保险杠、柱(A柱、B柱、C柱、D柱)、侧面防撞梁、下边梁或门槛、铰链柱和减震器。用于门框的侧面板通常包括下边梁面板、铰链柱、A柱和B柱。侧面板还可包括C柱和D柱。

在一些示例中，可以通过以下方式来形成侧面板：将先前成型的B柱的下部连接到先前成型的下边梁，并将其上部连接到先前成型的A柱；以及将先前成型的铰链柱的下部连接到下边梁，并将其上部连接到A柱。

此类结构构件可以通过将一个或多个板相接合而形成。例如，B柱可以由中央加强件B柱、内板以及在一些示例中的外板形成。中央加强件、内板和外板可以在它们的侧凸缘处接合。可以例如由单个或不同的供应商将B柱、A柱和其他结构构件供应给车辆制造商，用于将它们相接合以形成侧面板。

在另一些示例中，可以将侧面板或其他相对较大的结构部件制成整体结构，并然后将其供应给车辆制造商。根据该方面，通过将不同的坯板(blank)(例如，通过焊接)相接合以用于形成复合坯板并然后将复合坯板成形(例如，通过热成型或冷成型)，可以形成侧面板或大的结构部件。焊接不同的坯板以形成复合坯板并然后将这些复合坯板成形通常被称为拼焊板(TWB)。可以将不同厚度、大小或特性的坯板相接合以形成复合坯板，用于在满足结构要求的同时使部件的重量最小化。这些坯板被“边对边”焊接(“对接”)。另一种可能是使用轧制差厚板(TRB)。然而，TRB技术意味着材料消耗增加。

这些所谓的剪裁坯板通常被设计成被热冲压并且之后被制造以形成汽车零件，例如侧面板或其他结构部件。热成型模具淬火(HFDQ)使用硼钢板以产生具有超高强度钢(UHSS)特性的冲压部件，其抗拉强度为至少1.000MPa，优选地约为1.500MPa或高达2.000MPa或更高。

用于热冲压工艺的钢的示例是22MnB5钢。22MnB5钢以铁素体-珍珠岩相供应。机械特性与该微观结构有关。加热后，将坯板热成型，并然后随后进行淬火。该工艺被称为加压硬化。利用此工艺，可以产生主要为马氏体的微观结构。结果，极限抗拉强度和屈服强度显著提高。

1500P是22MnB5钢的示例。Usibor的成分按重量百分比总结如下(其余为铁(Fe)和不可避免的杂质)：