Staufer 通常以客戶的身份前往 Pasching，不過最近又成為了聯合項目的供應商。Thomas Reiter 是Staufer 的項目合作夥伴兼客戶，負責 Pasching 的鈑金加工，他解釋了邀請 Staufer 參與項目的原因：“我們要焊接這些板材並製成折彎機的機架，這需要非常專業的焊接技術。”為展示實際的工作情況，兩人放下金屬板走向了一麵灰色的牆，看上去像是沒有窗戶的生產廠外牆，但顯然是在車間內部。TruDisk 8002 碟片激光器就靠在牆上，相比之下顯得頗為小巧。
320噸壓力
在牆的另一麵，大型激光安全房中的液壓係統吊起 20 噸的鋼板並傾(qing) 斜至所需的角度。橫梁-移動到設備上方，伸出裝備著複合焊接頭的機械手臂，緩緩劃過第一列焊縫焊點，使用激光加熱材料，然後重頭戲就要開始了：激光束和金屬活性氣體(ti) （MAG）電弧焊槍共同作用焊接焊縫。這些焊點深度厚達 8 毫米，最終可承受高達 320 噸的壓力。如此不斷重複，使折彎機能夠在整個(ge) 使用壽命期間正常工作。
圖為(wei) 伏能士激光複合焊槍頭功率10千瓦
兩(liang) 全其美
在激光房外，Staufer 和Reiter 通過監視器觀察著加工過程。Reiter 說道：“我們(men) 曾經將機架送到外麵手工焊接，花費了整整一周！此後，我們(men) 決(jue) 心提高效率。”他很快就發現激光複合焊是合適的解決(jue) 方案。“這種焊接工藝要快得多，因為(wei) 我們(men) 隻需要一道焊接，不像電弧焊必須一點一點完成。而且我們(men) 還能用激光預熱材料，自動加工也更容易保證質量。”因此他將這種解決(jue) 方案作為(wei) 方案 A，為(wei) 以防萬(wan) 一，他還準備了方案 B——可與(yu) 傳(chuan) 統 MAG 焊接機器人搭配的自動解決(jue) 方案。“但方案 B 需要預熱裝置和後續的消除應力熱處理。”Reiter 說道，因此沒人想使用方案 B。但是方案 A 存在一個(ge) 巨大的問題，正如 Staufer 所說：“我們(men) 已經交付了一百多個(ge) 激光複合焊頭，但是之前加工過的最厚的板材也隻有 10 毫米。”
改變熔深的勇氣
兩(liang) 年前，Reiter 和Staufer 在伏能士的研發實驗室花費了大量時間，一係列顯微照片顯示，焊件剖口出現了很多細小的裂紋和瑕疵，導致焊縫不可用。他們(men) 也曾信心滿滿，Staufer回憶道：“8 千瓦的激光功率能夠輕鬆將材料穿透 12 毫米，但對於(yu) 小孔我們(men) 完全無法控製。”這種裂紋說明問題在於(yu) 預熱。“使用激光預熱時，我們(men) 能夠充分控製參數，但是不管怎麽(me) 調整溫度，裂紋都沒有一點變化。”
似乎方案 B 已成為(wei) 唯一的選擇，但在一次會(hui) 議上，通快提出了從(cong) 根本上調整焊接策略的想法，Reiter 笑著回憶道：“也許是因為(wei) 我們(men) 隻差一點就放棄方案 A 了，所以我們(men) 問自己：我們(men) 真的需要那麽(me) 深的焊縫才能實現完美穩定的接口嗎？”所以Staufer 和他在伏能士的激光專(zhuan) 家團隊開始逐漸降低焊接深度，達到 10 毫米時，他們(men) 終於(yu) 鬆了一口氣，焊縫質量開始不斷提高，“在 8 毫米的時候我們(men) 終於(yu) 獲得了理想的焊接效果。”Staufer 說道。
有了這次階段性勝利，項目團隊開始著手解決(jue) 接下來的問題。Staufer 說道：“為(wei) 優(you) 化焊接加工，激光要以正確的角度接觸材料，但是機器人不夠靈活，不能接觸到每個(ge) 焊點。”所幸 Staufer 非常清楚該怎樣解決(jue) 這個(ge) 問題。
Raimund Geh 喜歡這種挑戰。他的公司 Femitec GmbH 位於(yu) 奧格斯堡附近的格斯特霍芬，專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事焊接係統設計。他闡述了自己解決(jue) 這個(ge) 問題的方法：“如果配有激光複合焊頭的機械手臂無法接觸到焊點，我們(men) 可以代替這部分工作。”他的想法是利用一個(ge) 配有卡盤的變位機。“我們(men) 確信這可以讓我們(men) 在平焊位置進行焊接。”Geh 和他的團隊開發了一個(ge) 複雜的仿真係統測試自己的理論，下一步就是投入實踐。
安川歐洲有限公司是一家領先的傳(chuan) 動技術、工業(ye) 自動化和機器人製造商，致力於(yu) 將公司願景轉化為(wei) 現實。項目管理負責人 OtwinKleinschmidt 將手掌傾(qing) 斜成關(guan) 鍵的 45 度，然後笑著說：“理論很簡單，就是變位機加上卡盤裝置，隻是比較大而已。”
團隊碰到的第一個(ge) 難題就是要設計出能夠承受數噸重量的液壓係統，位置精確到毫米。Kleinschmidt 解釋說：“隻有這樣才能使焊接機器人正好處在焊接路徑上。”另一個(ge) 難題就是協調機器人和橫梁的移動，不過在實踐 4 個(ge) 月後，一切終於(yu) 都步入了正軌。
一個(ge) 又一個(ge) 機架
在Pasching, Staufer 和 Reiter 又開始查看各種機床。他們(men) 麵前是放在托盤上的工件，起重機正幫助生產(chan) 工人把板金放到工作台上合適的位置，整個(ge) 過程需要兩(liang) 個(ge) 小時。這聽起來很複雜，但是相對正在加工的部件，這其實已經是非常快速的解決(jue) 方案了。然後，變位機沿著軌道移動到激光安全房。焊接機器人就位後，工人移動到安全房的另一端，將下一個(ge) 機架夾到第二個(ge) 工作台上。Reiter說：”采用這個(ge) 係統，我們(men) 每周能焊接20多個(ge) 機架。“ Staufer 也很高興(xing) ：”我們(men) 已經能夠使用這種焊接工藝處理不同的訂單了。“
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