激光技術與機器人技術的融合產生了激光加工機器人，隨后，各國都加大了對激光加工機器人的研發，并推動了激光加工機器人技術在工業領域中的廣泛應用。現今，國內外的汽車領域已經大量的采用了這制造技術，在節省人力的同時，大大地提高了汽車制造的質量，并且降低了制造成本，有效的提升了汽車企業的經濟效益。

1 激光加工機器人概述　　

1.1 激光加工機器人的組成　　

一般來說，激光加工機器人包含十大組成部分，主要有高功率可光纖傳輸激光器、光纖耦合和傳輸洗系統、六自由度機器人本體、激光加工頭、激光加工工作臺等。這十大組成部分根據特定的工作原理展開工作，從而有效地完成不同的工作。圖 1 是時下較為流行的工業實用型機器人基本結構圖，通過CPU對系統進行整體的控制，并對各個模塊采集來的數據進行計算、比較、判斷，輸出模塊為各個執行機構（喇叭、電機、LCD等）；傳感器采集外界環境信息，感觸外界環境的變化并傳送給CPU；電源模塊為整個系統的運行提供穩定的電源。

1.2 激光加工機器人的類型　　

在機器人的系統中，是光機一體化，因而系統比較復雜，而且劃分的標準的不同，所包含的機器人類型也不相同。根據機器人結構劃分，可分為兩種，一種是框架式機器人，在這類型機器人中，包含三坐標高精度龍門框架、傳輸光纖、高功率激光機等組成部分；另一種是關節式機器人，這種機器人的組成部分也非常多，比如六自由度本體系統、高功率激光器、檢測系統等，在進行加工時，關節式機器人可以實現六個自由度加工，關節式機器人多應用于生產線。　　

1.3 激光加工機器人的控制方式　　

（1）在線編程機器人。這種機器人在進行加工時，智能化的程度最低，因此，也將其稱為第一代機器人。在機器人進行操作之前，根據實際的作業條件，設置好加工路徑及加工參數，并在示教盒中進行編程，設置完成之后按設定的程序啟動一次，并予以保存，隨后，機器人就會根據自身的動作記憶系統進行重復操作。從操作上看，在線編程機器人的操作簡單，因此，工作人員的技術要求比較低。　　

（2）離線編程機器人。所謂離線編程，是指部分或完全脫離機器人，在編制機器人所需的工作程序時，借助計算機來實現，這是第二代機器人。通過計算機及相關的輔助設計技術，將機器人及工作環境的幾何模型建立起來，隨后，通過相關的操作將任務設置完成并導入機器人控制柜中，以實現機器人運動并進行良好的控制。離線編程機器人在進行工作時，具有較高的安全性，而且所花費的成本還比較少。　　

（3）智能自主編程機器人。在這種類型的機器人中，所安裝的傳感器種類比較多，對于外部工作環境能夠良好的感知，與人類非常接近。對于智能自主編程機器人來說，感知、決策、規劃、自主變成等工作都可以出色的完成，這是第三代機器人。當前，智能自主編程機器人還只是處于試驗研究階段。　　

2 激光加工機器人技術在工業中的應用　　

目前工業機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備二廣泛應用于工業界，國內外形成了著名的工業機器人公司。在我國，機械制造業、 汽車制造業、鋼鐵企業等一些重工業都以廣泛應用了激光機器人技術。　　

2.1 機器人激光焊接　　

當前，應用激光加工技術機器人最多的領域便是汽車領域。對于汽車生產來說，要經過一系列的流水線制造才能完成，在流水線中有一道焊接工序，這是非常重要的工作部分。在焊接工序中，應用了機器人激光焊接技術。在傳統的機器人焊接中，采用的為電阻點焊技術，主要是焊接車身及零部件，與傳統的機器人焊接相比，機器人激光焊機具有很多無可比擬的優勢，比如焊接速度變得更為快速，焊接精度得到有效的提高，車身的剛度得到提升，焊接邊緣小等。通過機器人激光焊接技術的應用，汽車生產的效率得到了顯著的提高，同時，車身的質量及安全性也得到了有效的保證。另外，機器人激光焊接在進行焊接時不需要進行接觸，使得車身更具現代化理念。汽車公司在進行流水線生產時，均需要進行大批量的生產，為了滿足這一要求，就需要應用到網絡技術，利用網絡技術，建立一個完善的工作站，從而實現多個激光焊接機器人同時工作。　　

2.2 機器人激光切割　　

在激光加工技術中，所包含的內容比較多，激光切割技術就是其中一種，國外在進行汽車生產時，最早應用的就是激光機器人切割技術。目前，在大眾公司、通用公司等公司的汽車制造生產線上，大批量的應用了機器人激光技術，這樣一來，在進行車身切割時，將更具人性化，從而很好地滿足了客戶的需求。　　

2.3 機器人激光熱處理　　

隨著汽車行業以及科學及時的發展，在汽車生產的過程中，在線生產和現場生產的要求會越來越高，且需求也會越來越大，為了更好的進行在線生產及現場生產，國外進行了相關的研究，最終研究出了激光熱處理機器人，隨后，在推廣及應用的過程中取得了比較大的成功，現今，在我國的汽車行業中也應用了激光熱處理機器人，比如上汽通用五菱汽車股份有限公司，通過該項技術的應用，有效的提高了模具的使用壽命，并提高產品的質量及生產效率。    

2.4 機器人激光再制造　　

機器人激光再制造技術屬于修復技術，與其他的技術相比，激光再制造技術有著很多的優點：激光能量密度高、受熱范圍小、保護基體材料性能等。激光再制造機器人技術主要有兩種用途：第一，大型汽車模具修復，大型汽車模具的價格都非常貴，在常規的修復技術中，需要注入大量的熱量，在修復時，能量的可控性比較差，進而對模具產生一定程度的影響，進而影響汽車生產，但是在應用了機器人激光再制造技術之后，使大型汽車模具修復變得相對容易，而且修復質量比較高；第二，冶金大型軋輥、穿頭修復，在冶金工業中，軋輥的數量非常多，而且每只軋輥的價格額非常高，在具體的工作環境中，軋輥會受到很多因素的影響，從而導致使用的周期比較短，穿頭是在無縫鋼管生產中需要應用的，在生產過程中，所需消耗的穿頭數量非常大，但是在應用了激光再制造技術之后，就可以保證無縫鋼管實現連續生產。　　

2.5 機器人激光直接制造　　

激光加工機器人除了可以用來再制造之外，還可以進行直接制造。與傳統的機器人相比，激光加工機器人所具有的自由度非常高，都需要生產空間曲面時，空間曲面的復雜程度比較高，但是利用激光加工機器人可以直接進行生產，且生產出來的產品質量比較高。　　

3 結束語　　

隨著科學技術的發展，機器人技術水平得到了很好的提高，在機器人技術發展的過程中，與激光技術實現了有效的融合，產生了激光加工機器人，激光加工機器人產生之后就得到了快速的發展，并在工業領域得到了廣泛的應用。在實際應用的過程中，汽車領域的應用最為廣泛，通過激光切割技術、激光焊接技術等技術的應用，有效的提高了汽車生產的效率，增強了汽車制造的質量。在未來，激光加工機器人將會得到更好的發展，并將應用到更多的工業生產領域中。（德州學院機電工程學院王效，王樹波，鄧廣福）