Page 76 - 《橡塑技术与装备》2026年4期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

发那科机械臂驱动 CO 激光器切割塑料
2
浇口的工艺研究

高国权
( 上海市激光技术研究所有限公司，上海 200233)

摘要 ： 本文提出一种基于发那科 M-20iA 六自由度工业机器人集成 CO 2 激光器的智能化切割系统，通过中空手臂结构与内置
导光臂实现激光光束的灵活传输与稳定控制，结合轨迹规划算法与工艺参数优化，有效提升了浇口切割的精度与效率。本研究为
塑料制品后处理提供了一种高柔性、高效率的自动化解决方案，特别适用于多品种、小批量的现代生产需求。机械臂激光切割平
均单件加工时间为 7.8 s，远低于传统人工切割的 22 s，效率提升约 64.5%。
关键词 ： 发那科机械臂 ； CO 2 激光切割 ；塑料浇口 ；轨迹规划 ；工艺参数优化
引用论文 ： 高国权 . 发那科机械臂驱动 CO 2 激光器切割塑料浇口的工艺研究 [J]. 橡塑技术与装备，2026, 52(4):30-34.
中图分类号 ： TQ330.46 文章编号 ： 1009-797X(2026)04-0030-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2026.04.007

0 引言
在塑料注塑成型中，浇口的去除质量直接影响产
品外观与竞争力。传统去除方式易导致精度差、损伤
产品表面。激光切割作为非接触技术，具有无磨损、
精度高和柔性好等优势。其中，CO 2 激光器输出波长
与非金属材料吸收特性匹配，能高效实现塑料熔化与
气化，特别适用于浇口切割。
然而，传统固定式激光设备难以应对复杂三维浇
口的空间形态。随着工业机器人技术进步，机器人激
光加工系统凭借其灵活的工作空间、卓越运动性能及
图 1 发那科机械臂切割系统实物图
高度自动化，为复杂三维零部件激光切割提供了有效
解决方案 [1] 。行业领先企业如发那科（FANUC）的机 机器人，该机械臂具有 20 kg 负载能力和 1.8 m 工作
器人 CO 2 激光切割系统，已在汽车内外饰件、航空航 半径，适合中小型塑料制品的浇口切割作业。机械臂
天复合材料等领域成功应用，展现出在非金属材料精 采用中空手臂设计，实现了激光光路的内置集成，有
密加工方面的显著优势。 效减少了外部干涉，提高了运动灵活性，满足激光切
割对路径精确性的严格要求。
1 机械臂切割系统组成及动作原理 机械臂集成了视觉零点校正技术和小圆精度软
发那科机械臂驱动 CO 2 激光器的塑料浇口切割系 件，显著提升了小轨迹切割时的精度表现。针对浇口
统由机械臂本体、激光发生系统、控制系统及辅助装 切割中可能发生的碰撞风险，系统配备了磁性防碰撞
置四大部分组成。这些组件协同工作，形成了一个高
柔性、高精度的自动化加工平台，如图 1 所示。 作者简介 ：高国权（1993-），男，本科，助理工程师，主
1.1 发那科机械臂系统 要研究方向为激光加工工艺。
基金项目 ：上海市 2024 年度科技创新行动计划项目
系统核心采用 FANUC M-20iA 型六自由度工业
（24DZ3101602）
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