激光弱化工艺介绍

整体式无缝安全气囊的整体式无缝安全气囊的激光弱化工艺激光弱化工艺延锋伟世通延锋伟世通技术中心内饰一科技术中心内饰一科谢谢晶晶2006.4.182006.4.18主主要要内内容容激光弱化设备介绍激光弱化设备介绍（以德国（以德国JENOPTIKJENOPTIK生产的型号为生产的型号为LSA46LSA46的激光弱化设备为例）的激光弱化设备为例）激光弱化工艺的基本原理激光弱化工艺的基本原理无缝安全气囊的激光弱化形式无缝安全气囊的激光弱化形式工艺参数调整方法简介工艺参数调整方法简介机器人程序机器人程序现有激光弱化产品及其定位方式汇总现有激光弱化产品及其定位方式汇总（一）激光弱化设备介绍（一）激光弱化设备介绍设备型号：设备型号：LSA46LSA46激光系统型号：激光系统型号：VOTANAVOTANA设备组成：设备组成：激光发生系统激光发生系统机器人系统机器人系统信息反馈系统信息反馈系统激光冷却系统激光冷却系统排气过滤系统排气过滤系统安全保护系统等安全保护系统等激光弱化设备图示：激光弱化设备图示：系统工作原理图示：系统工作原理图示：（（11）激光发生系统）激光发生系统激光发生器：二氧化碳激光发生器激光发生器：二氧化碳激光发生器制造商：世界最大的激光发生器制造商制造商：世界最大的激光发生器制造商ROFINROFIN公司公司型号：型号：DC015DC015激光波长：激光波长：10.610.6mmmm额定功率：额定功率：15001500WW频率：频率：22--50005000HZHZ发生气体：以二氧化碳为主的混合气体，其中发生气体：以二氧化碳为主的混合气体，其中66％％COCO、、9494％％COCO22和少量的和少量的HeHe、、XeXe、、NN等成分。等成分。换气：每换气：每7272小时换一次气，每次换气消耗量为小时换一次气，每次换气消耗量为0.30.3LL。。（（22）机器人系统）机器人系统机器人：机器人：ABBABB公司的铰接机器人公司的铰接机器人型号：型号：IRB4400IRB4400主要功能：主要功能：aa、、抓牢工件抓牢工件bb、、根据所安装的夹具的不同，根据所安装的夹具的不同，选择不同的程序并运行选择不同的程序并运行（共（共3232组可选）组可选）cc、、控制控制PLCPLC单元和工业计算机单元和工业计算机的数据交换的数据交换激光弱化过程中机器人运行路径示意：激光弱化过程中机器人运行路径示意：（（33）信息反馈系统）信息反馈系统信息反馈主要包括：信息反馈主要包括：来自机器人（来自机器人（RobotRobot））的反馈信息的反馈信息来自工作传感器（来自工作传感器（WorkingSensorWorkingSensor））的反馈信息的反馈信息参照传感器（参照传感器（ReferenceSensorReferenceSensor））的反馈信息的反馈信息工作传感器和参照传感器结构图示：工作传感器和参照传感器结构图示：工作传感器和参照传感器的控制原理示意工作传感器和参照传感器的控制原理示意（二）激光弱化工艺的基本原理（二）激光弱化工艺的基本原理激光弱化工艺：激光弱化工艺：利用激光所具有的高能加工无缝安全气囊线的工艺。利用激光所具有的高能加工无缝安全气囊线的工艺。激光发生器将所产生的激光聚焦在约激光发生器将所产生的激光聚焦在约0.20.2mmmm的范围内，的范围内，形成具有高能量的激光束，激光束通过激光头以定频脉形成具有高能量的激光束，激光束通过激光头以定频脉冲的形式打在仪表板上。其焦点处的材料在吸收激光的冲的形式打在仪表板上。其焦点处的材料在吸收激光的高能后迅速汽化，形成穿透或不穿透（根据需要）的小高能后迅速汽化，形成穿透或不穿透（根据需要）的小孔，这些小孔区域的材料厚度变薄，断裂强度降低，从孔，这些小孔区域的材料厚度变薄，断裂强度降低，从而能在受到外界冲击时优先断裂；而能在受到外界冲击时优先断裂；同时同时辅助气体将熔化辅助气体将熔化或氧化物吸出形成加工面或氧化物吸出形成加工面。。（二）激光弱化工艺的基本原理（二）激光弱化工艺的基本原理激光激光弱化弱化切割切割孔的孔的剖面剖面图示：图示：激光弱化切割得到的微孔顺序排列组合即形成激光弱化切割得到的微孔顺序排列组合即形成安全气囊线（安全气囊线（AirbaglineAirbagline）。）。安全气囊线的剖面示意图：安全气囊线的剖面示意图：（二）激光弱化工艺的基本原理（二）激光弱化工艺的基本原理安全气囊爆炸时，气囊盖板将沿强度相对低的激光弱化安全气囊爆炸时，气囊盖板将沿强度相对低的激光弱化线顺利打开，气囊从打开位置冲出仪表板。线顺利打开，气囊从打开位置冲出仪表板。（二）激光弱化工艺的基本原理（二）激光弱化工艺的基本原理下面是几个安全气囊线的剖面图实例下面是几个安全气囊线的剖面图实例：：PVC/ABS表皮（击穿）PVC表皮PP硬塑优点：优点：加工对象广、变形小、精度高、节省能源和材料、公加工对象广、变形小、精度高、节省能源和材料、公害小、远距离加工、自动化加工等显著优点，特别是害小、远距离加工、自动化加工等显著优点，特别是能方便地加工易碎、脆、软、硬材料和合成材料。能方便地加工易碎、脆、软、硬材料和合成材料。适用范围：适用范围：适用于现行通用的绝大部分材料。既可以加工由单一适用于现行通用的绝大部分材料。既可以加工由单一材料如用材料如用PPPP注塑成形的仪表板上体，也可以加工如由注塑成形的仪表板上体，也可以加工如由骨架，发泡层和表皮固化成的搪塑仪表板上体。骨架，发泡层和表皮固化成的搪塑仪表板上体。激光弱化工艺的优点及适用范围激光弱化工艺的优点及适用范围（三）无缝安全气囊的激光弱化形式（三）无缝安全气囊的激光弱化形式根据仪表板材料对激光透过率的高低，根据仪表板材料对激光透过率的高低，激光弱化工艺分为两种形式。激光弱化工艺分为两种形式。固定残留厚度形式：固定残留厚度形式：适用于对激光波长有足够透过率的材料的切割（如适用于对激光波长有足够透过率的材料的切割（如TPOTPO）。）。由穿过材料的激光透过量来控制生产过程。由穿过材料的激光透过量来控制生产过程。微穿孔切割形式：微穿孔切割形式：适用于对激光波长不透明或只有很少透过率材料适用于对激光波长不透明或只有很少透过率材料（如（如PUPU）。）。材料透过率和弱化形式的关系：材料透过率和弱化形式的关系：透过率较好的材料：激光脉冲还未完全击穿材料时，工作传感器就已经接到了信号，并可以发送反馈信息。透过率不好的材料：激光脉冲要打到底，击穿材料，才能使传感器接收到能量信号。材料的特性决定了采用那种弱化方式材料的特性决定了采用那种弱化方式JENOPTIKJENOPTIK所采用的激光弱化工艺所采用的激光弱化工艺根据激光脉冲功率的大小，将根据激光脉冲功率的大小，将激光发射过激光发射过程分为前后两个阶段程分为前后两个阶段，，以达到精确加工无以达到精确加工无缝安全气囊线的目的。缝安全气囊线的目的。第一阶段：第一阶段：使用大功率激光脉冲，脉冲数量恒定；使用大功率激光脉冲，脉冲数量恒定；第二阶段：第二阶段：使用小功率的脉冲，脉冲数量实时变化。使用小功率的脉冲，脉冲数量实时变化。JENOPTIKJENOPTIK所采用的激光弱化工艺所采用的激光弱化工艺IA1表示大功率激光脉冲的个数；IA2表示小功率激光脉冲的个数。第一阶段：大功率的激光脉冲（IA1），将孔打到接近规定的深度；第二阶段：小功率激光脉冲（IA2）针对孔现有深度和规定深度之间的差距来打的。IA2是控制中心根据工作传感器发出的反馈信号进行调整。小功率脉冲打孔时工作传感器接收到激光能量会随着孔的不断深入而逐渐加大，接收信号达到了规定数值后，传感器反馈给控制中心停止发射激光。系统正是通过这种分段切割的方法提高了激光弱化的加工精度。激光控制激光控制——传感器接收信号之间的关系传感器接收信号之间的关系无缝安全气囊弱化线的形式无缝安全气囊弱化线的形式ABCA.由许多小单元（Web）组成，每个单元有固定数量的微孔，每组微孔之间有固定的间隔，但间隔较小。B.连续性比A型强，在主要的四周都是连续的，在拐角处有较大的间隙，段与段之间的距离明显比A型大。C.连续的安全气囊线，最小单元就是每个微孔。（四）工艺参数调整方法简介（四）工艺参数调整方法简介（以固定残余厚度的弱化形式为例）（以固定残余厚度的弱化形式为例）Thebasicprocessforfindingparameters:Thebasicprocessforfindingparameters:Checkthenoiseofthecurrentamplification/gainCheckthenoiseofthecurrentamplification/gainSetthelaserparameters(F2,F8panel)accordingtotheSetthelaserparameters(F2,F8panel)accordingtothematerialthicknessmaterialthicknessFirstcutFirstcutChangethelaserparametersaccordingtothediagramChangethelaserparametersaccordingtothediagramF12F12--panelpanelChangetheparametersaccordingtoopeningforceandChangetheparametersaccordingtoopeningforceandvisibilityvisibilityTechnologyresidualwallthicknessTechnologyresidualwallthicknessF9-OptionsPleaseset“Disablelasercontrol”TechnologyresidualwallthicknessTechnologyresidualwallthicknessNoisedetectionFirstcut+TechnologyresidualwallthicknessTechnologyresidualwallthicknessStartvaluesfortheF2panel:StartvaluesfortheF2panel:3030Max.pulsenumber4020P23030PulsestartvalueP16030P18..12mm(forexamplesubstrate+foam+foil)3..4mm(forexamplePP)ValueF2panelStartvaluesfortheF8panel:StartvaluesfortheF8panel:Algebra1=3000,Algebra2=5000Holedistance=24msat25mm/sTechnologyresidualwallthicknessTechnologyresidualwallthicknessPleaseinsertfirstdatafortheFIRSTCUTintheF8panel:PleaseinsertfirstdatafortheFIRSTCUTintheF8panel:UsedrobotID0Pleaseinsertthevalue+0.1VmorethanthehighestnoiselevelintheF12Panel1.0VHoletimedistance(ms)=0.6mm25mm/sholedistance(mm)robotspeed(mm/s)=0.024s=24ms=StartvaluesfortheF2panel(material:3mmPP)StartvaluesfortheF2panel(material:3mmPP)TechnologyresidualwallthicknessTechnologyresidualwallthicknessRESULTRESULT——FIRSTCUTFIRSTCUTTechnolog