1.1 激光加工機器人的組成
激光加工機器人是將激光技術和機器人技術進行有效的融合，充分利用設備的工作原理，進而更好地滿足生產(chǎn)和建設的需求，兩種技術融合后的所組成的新的機器人主要分為光纖耦合和傳輸洗系統(tǒng)、高功率可光纖傳輸激光器、激光加工頭、六自由度機器人本體等多個部分。多個部件進行有效的組合之后，按照自身的性能和工作原理來從事不同的工作內(nèi)容，進而保證機械設備的安全、有效、高速運轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)如圖1。例如電源模塊為系統(tǒng)提供電源、C P U對系統(tǒng)進行控制、傳感器收集并傳輸數(shù)據(jù)信息等。
1.2 激光加工機器人的類型
為了滿足不同的生產(chǎn)需求，機器人的系統(tǒng)有著較大的差別，所以機器人的類型也不同。在研究的過程中將機器人按照結(jié)構(gòu)的不同而進行劃分，一是框架式機器人，框架式機器人最大的優(yōu)點是有三坐標高精度龍門框架，并且含有高功率激光機、傳輸光纖等多個組成部分，滿足機械設備智能化的需求；二是關節(jié)式機器人，此種機器人最大的優(yōu)點是組成部分較多，滿足多種工作的應用需求。例如在機器人設備中含有六自由度本體系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)，高功率激光器等多個系統(tǒng)，由于關節(jié)式機器人加工能力較強，所以將其主要應用到生產(chǎn)線上，替代人工來從事繁復的工作內(nèi)容。
2.1 機器人激光焊接
焊接是流水線生產(chǎn)中常見的工序，需要大量的人工。焊接工作不僅對焊接精度有著較高的要求，而且對操作人員的身體、眼睛產(chǎn)生較大的傷害。同時人工操作受到施工環(huán)境和個人技術水平的限制，經(jīng)常出現(xiàn)焊接點不牢靠、不美觀等現(xiàn)象。汽車領域應用焊接技術最為普遍，是最早將機器人焊接技術引進流水線生產(chǎn)體系中工業(yè)生產(chǎn)單位，雖然較人工操作有較大的進步，但其效果較機器人激光焊接技術較低。機器人激光焊接的優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：一是提高了焊接的速度和精度，進而提高車身的剛度；二是為車身的性能和安全性提供了保證，提高車輛的安全系數(shù)；三是機關焊接無需與車身直接接觸，保證了車身線條的流暢性；四是網(wǎng)絡技術的應用，機器人可以自行調(diào)節(jié)，同時從事多個工作內(nèi)容，避免一個機器人只從事一項工作內(nèi)容所造成的場地、資源、時間等方面的浪費。
2.2 機器人激光切割
在工業(yè)生產(chǎn)中需要對零部件進行切割，進而制作出滿足應用需求的零部件。機器人切割的速度不僅較快，同時精度更高，已經(jīng)普偏低應用到汽車制造領域?，F(xiàn)階段在通用汽車公司、大眾汽車公司的汽車生產(chǎn)線上，已經(jīng)大批量地引進并應用機器人激光切割技術。采用機器人激光切割的方式來切割車身，車身的線條更加流暢、自然，滿足客戶的需求。
2.3 機器人激光再制造
機器人激光再制造技術的應用是由于現(xiàn)有的制作產(chǎn)品出現(xiàn)破損，對其進行修復，其應用的優(yōu)點主要表現(xiàn)為受熱范圍小，在高能量的作用下，有效地保護基體材料。由于機器人激光再制造技術所具有的優(yōu)點，將其廣泛地應用到汽車模具修復和冶金工業(yè)中。汽車模具是汽車生產(chǎn)的重要依據(jù)，模具不僅制作工藝復雜而且價格較高，為了減少模具對汽車生產(chǎn)的影響，所以要對其進行修復。采用常規(guī)的修復技術需要注入大量的熱量，并且受到熱量和修復技術的影響，模具在修復的過程中經(jīng)常存在變形的現(xiàn)象。將機器人激光再制造技術應用之后，修復模具的工作不僅簡單容易，而且修復質(zhì)量更高。在冶金工業(yè)中，軋輥受到工作環(huán)境的影響，經(jīng)常出現(xiàn)損傷，使用周期較短，并且軋輥的價格較高，增加了生產(chǎn)成本，利用機器人激光再制造技術對其進行修復，降低生產(chǎn)成本。
2.4 機器人激光直接制造
激光機器人自身所具有的特點和優(yōu)越性能，能夠滿足生產(chǎn)和制造等多個領域的需求，機器人激光技術不僅可以應用到再制造領域中，對模具和機械設備進行修復，保證生產(chǎn)的順利進行，同時也可以應用到直接制造的過程中。在直接制造領域，激光加工機器人比傳統(tǒng)的機器人自由度更高，能夠較好地調(diào)整生產(chǎn)空間的曲面，并且處理曲面上復雜的程序和部分。在生產(chǎn)的過程中直接應用激光加工機器人，不僅生產(chǎn)效率提升，而且其產(chǎn)品的質(zhì)量較高，為社會提供更多高質(zhì)量、高品質(zhì)的產(chǎn)品。
隨著科學的發(fā)展與進步，人們認識到機器人替代人工生產(chǎn)和操作所具有的優(yōu)越性。在工業(yè)生產(chǎn)的同時不斷提高其生產(chǎn)工藝，促使機器人技術廣泛地應用到生產(chǎn)和制造領域。技術隨著生產(chǎn)需求的變化而變化，傳統(tǒng)的機器人技術無法滿足現(xiàn)階段的生產(chǎn)需求之后，將其與激光技術進行融合，推動激光加工機器人的發(fā)展與應用。在現(xiàn)階段的汽車制造、冶金工業(yè)中應用激光切割、制造、焊接等多項技術，極大地提高了生產(chǎn)力。