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Usare il robot nel taglio laser 3D

31-gen-2020 16.28.27

Un sistema robot di taglio laser 3D è un impianto per il taglio laser di profili tridimensionali costituito da un robot industriale (generalmente 6 assi) alla cui estremità trova alloggio una testa di taglio laser 3D.

imbutito tagliato con LT360 Esempio di imbutito tagliato con LT360.

Oltre al robot e alla testa di taglio laser 3D, l’impianto necessita di altri componenti:

  • Sorgente laser
  • Impianto di fornitura del gas di assistenza
  • Cabina di confinamento

 

Sorgente laser

La sorgente laser è quasi sempre in fibra, per due principali motivi:

  1. Il trasporto del fascio laser lungo un sistema articolato come un robot antropomorfo a 6 assi è molto più semplice se realizzato tramite una fibra ottica.
  2. I pezzi lavorati (generalmente tubi curvati, pezzi stampati, idroformati o imbutiti) hanno spessori limitati, normalmente inferiori a 6 mm e sono realizzati in una grande varietà di materiali: inox, leghe di rame, alluminio, titanio, ecc.

Lo spessore limitato dei pezzi da tagliare fa sì che anche le potenze delle sorgenti utilizzate siano mediamente inferiori rispetto ai sistemi taglio laser lamiera. Generalmente per un sistema di taglio laser 3D che sia robot o 5 assi CNC, le sorgenti utilizzate vanno da 1 a 3 kW.

 

Impianto di fornitura del gas di assistenza

Un sistema robot di taglio laser necessita anche di un impianto per la fornitura del gas di assistenza.

È buona regola scegliere costruttori che permettano di avere più di una linea per diversi tipi gas: azoto, ossigeno, ecc.

 

Cabina di confinamento

La lunghezza d’onda del laser in fibra lo rende molto più pericoloso rispetto a quello derivante da sorgenti CO2. Questo tipo di sistemi infatti, necessita sempre di una cabina di confinamento certificata che possa garantire la sicurezza dell’operatore.

I sistemisti che progettano impianti su misura per il cliente dedicano tempo e attenzione alla progettazione della cabina di confinamento, ma ci sono anche impianti per il taglio laser 3D robotizzato compatti dove la cabina è già standardizzata.

Questo tipo di soluzioni possono rappresentare un vantaggio in termini di minor costo e minor tempo di consegna. Scopri di più.

Altri elementi necessari all’impianto sono: il chiller per il raffreddamento della sorgente laser e l’aspiratore dei fumi, che talvolta a monte deve essere dotato di un sistema di distribuzione per le polveri inertizzanti.

I sistemi di taglio laser robotizzato sono costituiti da molti componenti: per questo, con il fine ultimo di ridurre gli ingombri, alcuni costruttori stanno sviluppando impianti estremamente compatti ma che siano anche altamente flessibili.

 

In quali settori impiegare un robot per il taglio laser 3D?

Analogamente ai sistemi di taglio laser 5 assi, i robot di taglio laser 3D si stanno sempre più diffondendo in molteplici settori di applicazione.

Sebbene per entrambe queste tecnologie i settori di applicazione siano praticamente gli stessi ci sono delle differenze concrete che potrai approfondire in questo articolo.

applicazioni taglio laser 3D

 

Automotive, Motociclo e Aerospace

In settori quali Automotive, motociclo e aerospace, grazie alla modellazione 3D e all’analisi FEM, un gran numero di parti meccaniche tradizionali sono state sostituite da complessi profili tridimensionali come tubi curvati, idroformati, imbutiti, stampati, pressofusi o assiemi pre-saldati. Pezzi studiati per ridurre il peso dei veicoli e il numero di componenti utilizzati, ottimizzando di conseguenza l’uso del materiale.

Su questo tipo di pezzi l’uso del robot può rivelarsi una valida soluzione al problema della complessità geometrica del pezzo: grazie ai 6 assi del robot, la testa di taglio laser 3D ha libero accesso ad ogni punto del pezzo.

3D Laser Cutting - Scopri le applicazioni

 

Terzisti

Un altro settore in cui i sistemi per il taglio laser 3D robotizzato possono trovare applicazione è quello dei terzisti.
In realtà per questo settore l’uso del robot è ancora molto limitato, principalmente per un problema di flessibilità produttiva, qualità essenziale per un terzista.

Affinché un sistema robot di taglio laser 3D sia adatto a questo tipo di produzioni è importante che sia rapidamente programmabile, sia possibile mettere a punto il programma pezzo direttamente in macchina in modo semplice e immediato e l’impianto sia facilmente accessibile.

È pensando anche a settori come questo, che alcuni costruttori di macchine utensili e impianti di taglio laser 3D hanno arricchito la loro offerta con impianti compatti e chiavi in mano per il taglio laser 3D robotizzato.

Si tratta di soluzioni in grado di realizzare lavorazioni altamente complesse e di cambiare rapidamente produzione in modo analogo a quanto può essere fatto su una qualsiasi macchina utensile.

 

Può un sistema di taglio laser robot offrirti flessibilità? In che modo?

Come scegliere un sistema robot di taglio laser che sia anche flessibile? Ecco i punti che dovresti tenere in considerazione:

ARTCUT: CAM 3D per la programmazione di qualsiasi pezzo tridimensionale ARTCUT: CAM 3D per la programmazione di qualsiasi pezzo tridimensionale

Software di programmazione

Per programmare rapidamente una nuova lavorazione, un software deve essere in grado di:

  • Programmare off-line un nuovo lotto di produzione, mentre la macchina sta ancora lavorando sul precedente.
  • Importare file 3D di software CAD di terze parti.
  • Identificare rapidamente i percorsi di taglio.
  • Individuare e risolvere le possibili criticità e migliorare il ciclo di lavoro in modo semplice e intuitivo.
  • Simulare il ciclo di lavoro e andare in produzione in tutta sicurezza.

 

Messa a punto direttamente in macchina

Una volta che il programma è stato realizzato offline, viene affidato al post-processor della macchina. Un sistema flessibile permette di apportare numerose modifiche direttamente in macchina: questo è fondamentale per lo sviluppo di prototipi o produzioni di piccoli lotti.

Un sistema di taglio laser flessibile ottimizza automaticamente i parametri di taglio in base ad una serie di fattori, tra cui: velocità di taglio, spessore, tipo di materiale da tagliare e inclinazione della testa di taglio laser 3D.

 

Come un maggiore grado di libertà può migliorare la tua produzione?

 

I 6 gradi di libertà del robot

Uno dei punti di forza nell’utilizzo del robot è il maggior grado di libertà offerto dai suoi 6 assi di movimento. Questo permette al sistema di:

  • Aumentare la fattibilità dei pezzi poiché i 6 assi permettono alla testa laser 3D di raggiungere qualsiasi direzione nello spazio.
  • Aumentare la velocità: questo perché 6 assi aumentano il numero delle possibili traiettorie dei percorsi di rapido e permettono di ridurre il numero di riposizionamenti del pezzo.

I 6 gradi di libertà del robot

Esistono poi soluzioni che prevedono un numero molto maggiore di gradi di libertà. La più efficace in tal senso è l’uso di un secondo robot per la manipolazione del pezzo, una soluzione ideale quando è necessario tagliare laser 3D idroformati, tubi curvati o altro tipo di profili chiusi senza riposizionamenti manuali.

 

Quali i criteri di scelta per un sistema di taglio laser robot?

Di seguito troverai alcuni elementi chiave che ti aiuteranno a capire se un sistema robot di taglio laser 3D fa al caso tuo.

 

Vuoi lavorare complessi profili tridimensionali?

Stampati, imbutiti, idroformati, pressofusi, tubi curvati, idroformati e in generale qualsiasi profilo tridimensionale complesso si presta all’uso di un impianto robot di taglio laser 3D.

 

Considera che i volumi in gioco non sono l’unico punto da tenere in considerazione

Per giustificare i costi di un impianto robot di taglio laser 3D e velocizzare il ROI è necessario fare un’attenta valutazione dei propri volumi di produzione.

In questa stima è bene però tener presente che la flessibilità offerta dall’impianto gioca un ruolo fondamentale.

Optare per sistemi in grado di andare in produzione rapidamente, grazie per esempio a un software CAM di programmazione offline e a un’interfaccia macchina che permetta la messa a punto del programma pezzo in modo semplice e rapido, è importante per risparmiare tempo.

Un sistema flessibile ti permetterà di essere più competitivo, ridurre i tempi di messa in macchina e di preventivazione. In questo modo, anche se i singoli lotti produttivi sono piccoli, potrai cambiare rapidamente produzione o sviluppare nuovi prototipi; ottenendo in un tempo relativamente breve i volumi necessari per il ritorno dell’investimento.

 

Perché entrare nel mondo del taglio laser 3D con un sistema di taglio laser robotizzato?

Per chi desidera entrare nel mondo del taglio laser 3D, farlo con un sistema robotizzato può essere una scelta ideale per diversi motivi:

  • Costo medio inferiore rispetto a sistemi di taglio laser 5 assi.
  • Il robot è un componente a sé, che in futuro può essere destinato ad altre lavorazioni o può essere rivenduto.
  • Molti impianti inoltre offrono la possibilità di poter essere ampliati nel tempo in modo relativamente semplice.

 

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