Ein 3D Laserschneid-Roboterzelle ist eine Anlage zum Laserschneiden von dreidimensionalen Profilen, die aus einem Industrieroboter (normalerweise mit 6 Achsen) besteht, an dessen Ende ein 3D-Laserschneidkopf montiert ist.
Neben dem Roboter und dem 3D-Laserschneidkopf benötig die Anlage weitere Komponenten:
Es gibt zwei Hauptgründe, warum, die Laserquelle fast immer eine Faserquelle ist.
Die dünne Wandstärke, der zu schneidenden Teile, erfordert eine geringere durchschnittliche Leistung der Quellen als bei Laserschneidsystemen für Flachbleche. Im Allgemeinen liegen die Leistungen der Laserquellen für eine 3D-Laserschneidmaschine, sowohl mit Roboter als auch mit 5-CNC -Achsen, zwischen 1 kW und 3 kW.
Ein Roboter-Laserschneidesystem erfordert auch eine Anlage für die Zuführung der Zusatzgase.
Es empfiehlt sich, Hersteller zu wählen, die mehr als eine Leitung für verschiedene Gastypen zur Verfügung setllen: Stickstoff, Sauerstoff usw.
Die Wellenlänge von Faserlasern ist viel gefährlicher als die von CO2-Quellen. Daher benötigt diese Art von System immer eine zertifizierte Kabine, die die Sicherheit des Bedieners gewährleistet.
Der Entwurf einer maßgeschneiderten Kabine kostet einen Systemingenieur viel Zeit und Aufmerksamkeit, aber es gibt auch kompakte robotergestützte 3D-Laserschneidzellen, bei denen die Kabine bereits standardisiert ist.
Weitere für die Anlage erforderliche Elemente sind: Der Chiller für die Kühlung der Laserquelle und die Rauchgasabsaugung, die manchmal mit einem vorgeschalteten Verteilungssystem für Inertpulver ausgestattet werden muss.
Die Roboter-Laserschneidesysteme bestehen aus vielen Komponenten: Deshalb entwickeln einige Hersteller mit dem Ziel, den Platzbedarf zu reduzieren, Systeme die extrem kompakt, aber auch sehr flexibel sind.
Ähnlich wie die 5-Achsen-Laserschneidsysteme werden die 3D-Laserschneidroboter in vielen Industriesektoren immer häufiger eingesetzt.
Obwohl die Anwendungsbereiche für diese beiden Technologien praktisch die gleichen sind, liegen konkrete Unterschiede vor.
In Sektoren wie der Automobil-, Motorrad- und Luftfahrtindustrie wurde dank 3D-Modellierung und FEM-Analyse eine beträchtliche Anzahl konventioneller mechanischer Teile durch komplexe dreidimensionale Profile wie gebogene Rohre, hydrogeformte, tiefgezogene, geformte, druckgegossene oder vorgeschweißte Baugruppen ersetzt. Teile, die dazu dienen, das Gewicht von Fahrzeugen und die Anzahl der verwendeten Komponenten zu reduzieren und so den Materialeinsatz zu optimieren.
Bei dieser Art von Bauteilen kann sich der Einsatz des Roboters als eine wertvolle Lösung für das Problem der geometrischen Komplexität eines Werkstücks erweisen: Dank der 6 Achsen des Roboters hat der 3D-Laserschneidkopf freien Zugang zu jedem Punkt des Teils.
Ein weiterer Bereich, in dem 3D Laserschneid-Roboterzellen eingesetzt werden können, ist der der Zulieferbetriebe.
Tatsächlich ist der Einsatz von Robotern in diesem Sektor immer noch sehr begrenzt, hauptsächlich aufgrund von Problemen mit der Produktionsflexibilität, einer wesentlichen Eigenschaft für einen Zulieferer.
Damit ein 3D Laserschneid-Robotersystem für diesen Typ von Produktionen geeignet ist, ist es wichtig, dass es schnell programmierbar ist, dass man Feineinstellungen am Teileprogramm direkt in der Maschine hinzufügen kann und dass die Anlage frei zugänglich ist.
Um Sektoren wie diesen zu berücksichtigen haben einige Hersteller von Werkzeugmaschinen und 3D-Laserschneideanlagen ihr Angebot, mit kompakten und schlüsselfertigen Anlagen für das robotisierte 3D-Laserschneiden, erweitert.
Es handelt sich um Lösungen, die fähig sind, hochkomplexe Bearbeitungen auszuführen und die Produktion ähnlich wie bei jeder Werkzeugmaschine schnell zu ändern.
Wie wählt man ein Roboter-Laserschneidesystem, das auch flexibel ist? Folgende Punkte sollten Sie berücksichtigen:
Um schnell eine neue Bearbeitung zu programmieren, muss eine Software zu Folgendem fähig sein:
Nachdem das Programm offline ausgeführt wurde, wird es dem Postprozessor der Maschine anvertraut. Ein flexibles System ermöglicht die Ausführung zahlreicher Änderungen direkt in der Maschine: Dies ist für die Entwicklung von Prototypen oder die Produktion von Kleinserien unerlässlich.
Ein flexibles Laserschneidesystem optimiert automatisch die Schnittparameter aufgrund mehrerer Faktoren, darunter: Schneidgeschwindigkeit, Wandstärke, Material und Neigung des 3D-Laserschneidkopfes.
Eine der Stärken des Einsatzes eines Roboters liegt in der größeren Bewegungsfreiheit, die seine 6 Achsen bieten. Auf diese Weise ist das System in der Lage:
Es gibt dann noch Lösungen, die eine viel höhere Anzahl von Freiheitsgraden vorsehen. Die wirksamste in diesem Sinne ist die Verwendung eines zweiten Roboters zur Handhabung des Werkstücks, eine ideale Lösung, wenn es notwendig ist, hydrogeformte Teile, gebogene Rohre oder andere geschlossene Profile ohne manuelle Neupositionierungen mit dem 3D-Laser zu schneiden.
Nachfolgend finden Sie einige Schlüsselelemente, die Ihnen helfen werden zu verstehen, ob ein Roboter-3D-Laserschneidesystem das Richtige für Sie ist.
Gepresste, tiefgezogene, hydrogeformte, druckgegossene, hydrogeformte Werkstücke, gebogene Rohre und generell alle komplexen dreidimensionalen Profile eignen sich für die Verwendung einer Roboter-3D-Laserschneideanlage.
Um die Kosten einer Roboter-3D-Laserschneideanlage rechtzufertigen und die ROI zu beschleunigen, ist es notwendig, eine aufmerksame Bewertung der eigenen Produktionsvolumen auszuführen.
In dieser Schätzung empfiehlt es sich jedoch zu berücksichtigen, dass die von der Anlage gebotene Flexibilität eine grundlegende Rolle spielt.
Für Systeme zu optieren, die schnell in Produktion gehen können, zum Beispiel dank einer CAM-Software mit Offline-Programmierung und einer Maschinenschnittstelle, die die Feineinstellung des Teileprogramms einfach und schnell ermöglicht, ist wichtig, um Zeit zu sparen.
Ein flexibles System wird Ihnen ermöglichen, konkurrenzfähiger zu sein, die Zeiten für die Einführung in die Maschine und für die Kostenvoranschläge zu reduzieren. Auf diese Weise können sie, auch wenn die einzelnen Herstellungslose klein sind, schnell Produktion wechseln oder neue Prototypen entwickeln und in relativ kurzer Zeit die notwendigen Volumen für die Kapitalrentabilität erhalten.
Für diejenigen, die in die Welt des 3D-Laserschneidens einsteigen möchten, könnte die Wahl eines robotergestützten Systems aus verschiedenen Gründen die ideale Option sein: