Was ist ein Laserschneidroboter?

Wenn wir an Roboter denken, denken wir oft an Science-Fiction-Figuren aus Filmen. Jedoch, Industrieroboter sind durchaus Realität und spielen eine aktive Rolle in der modernen Fertigung. Darunter sind mehrachsige Laserschneidroboter, die für ihre Präzision, Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Bewältigung komplexer Bearbeitungsaufgaben bekannt sind.

Dieser Leitfaden befasst sich mit Laserschneidrobotern, ihren Typen und ihren Anwendungen in verschiedenen Branchen.

Was ist ein Laserschneidroboter?

Laserschneidroboter sind Maschinen numerisch durch Computer gesteuert (CNC), umprogrammierbar und kann sich in drei oder mehr Achsen bewegen. Dabei handelt es sich um Mehrzweckmaschinen mit einem hohen Maß an Automatisierung und die Fähigkeit, komplexe Bewegungen im Raum nachzuahmen. Um es klarzustellen: Ein „Multi-Axis Laser Cutting Robotic Arm“ und ein „Multi-Axis Flatbed Laser Cutter“ fallen beide in die Kategorie „Industrieroboter“.

Laserschneidroboter sind fortschrittliche Maschinen, die komplexe Designs mit extrem hoher Geschwindigkeit ohne Qualitätseinbußen erstellen können. Ihr präzises Führungssystem, das von Hochleistungscomputern gesteuert wird, bietet eine Genauigkeit, die herkömmlichen 2-Achsen-Laserschneidmaschinen, mehrachsigen mechanischen Maschinen und Plasmaschneidmaschinen weit überlegen ist. 

Unter Bewegung in mehreren Achsen versteht man Folgendes:

1. X-Achse: Bewegt sich horizontal von links nach rechts.
2. Y-Achse: Bewegt sich horizontal von vorne nach hinten.
3. Z-Achse: Bewegt sich vertikal nach oben und unten.
4. A-Achse: Dreht sich horizontal um die X-Achse.
5. B-Achse: Dreht sich horizontal um die Y-Achse.
6. C-Achse: Dreht sich horizontal um die Z-Achse.

Ein Roboter-Laserschneider mit Freiheitsgraden in allen sechs oben beschriebenen Bewegungen wird als „Sechs-Achsen-Laserschneidroboter“ bezeichnet.

Anwendungen von Laserschneidrobotern

Laserschneidroboter verfügen über einzigartige Eigenschaften, die sie für bestimmte Branchen hervorragend geeignet machen. 

1. Automobil und Luft- und Raumfahrt 

Für die Herstellung von Autos und Flugzeugen sind komplizierte Komponenten erforderlich, die mit herkömmlichen Mitteln nur schwer herzustellen sind. Aus diesem Grund werden in solchen Branchen mehrachsige Laserschneidroboter eingesetzt, um eine höhere Genauigkeit, eine effizientere Produktion und kontinuierliche Innovation zu erreichen. 

2. Medizinische Industrie 

Die Herstellung medizinischer Geräte erfordert höchste Präzision, die mit mehrachsigen Laserschneidern problemlos erreicht werden kann. 

3. Elektronik 

Elektronikgeräte wie Leiterplatten und Halbleiter erfordern eine Bearbeitung in sehr kleinem Maßstab, sodass es schwierig ist, mit ihnen ein hohes Maß an Kontrolle zu erreichen mechanische Schneider. Aus diesem Grund sind Laserschneidroboter in dieser Branche weit verbreitet. 

4. Branchen, die mehrere Aufgaben erfordern 

Laserschneidroboter können auch durch Austauschen modifiziert werden Laserschneidkopf Laserschweißen durchzuführen, Reinigung und Markierung. Diese hohe Flexibilität macht sie zu einer äußerst wirtschaftlichen und vielseitigen Maschine für jede Branche. 

Wie funktionieren Laserschneidroboter?

Es könnte Sie interessieren, wie Laserschneidroboter menschenähnliche Bewegungen während der Bearbeitung nachahmen können. Hier ist ein kurzer Einblick in das Innenleben eines Laserschneidroboters. Zum besseren Verständnis haben wir die Maschine in drei Komponenten unterteilt.

1. Laserquelle 

Jeder Laserschneidroboter verfügt über eine separate Laserquelle, wie einen CO2-Laser und Faserlasersystem. Die Leistung des Laserstrahls, Wellenlängeund Intensität beeinflussen Faktoren wie Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe, Finish und Materialkompatibilität. Rauchabsaugung und unterstütztes Gas Auch die Bedienung spielt bei der Bearbeitung eine entscheidende Rolle. 

2. Montage und Komponenten 

Ein Laserroboter kann aufgrund seiner komplexen Komponenten und Montage eine 3-, 4-, 5- oder 6-Achsen-Laserschneidmaschine sein. Typischerweise auf dem neuesten Stand Schrittmotoren, Laserscanner, Servomotor, glatte Führungsschienen und pneumatische und Hydrauliksysteme, die alle zusammenarbeiten, sorgen für einen vollständigen 360-Grad-Bewegungsbereich der Maschine. Es ist wirklich ein Wunder der Technik.

3. Software 

Die Automatisierung und komplexe Bewegung im dreidimensionalen Raum von Laserschneidrobotern ist dank ausgefeilter Technik möglich Software. läuft auf Hochleistungsrechnern. Cypcut und Cypone sind Beispiele für Laserschneidsoftware. Im Zuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung erleben wir auch die Einbindung künstlicher Intelligenz in die numerischen Steuerungssysteme dieser Maschinen. Das Potenzial ist also unbegrenzt.

5 gängige Robotertypen für das Laserschneiden

Nachdem wir die Grundlagen verstanden haben, werfen wir einen Blick auf die Arten von Laserschneidrobotern.

I. Kartesischer Roboter

Dabei handelt es sich um CNC-Maschinen, die sich in x, y und z bewegen kartesisch Koordinaten. Die Fähigkeit, sich vorwärts, rückwärts, seitwärts, aufwärts oder abwärts zu bewegen, ist das Mindestkriterium für die Qualifikation als Industrieroboter. Die 3-Achsen-Laserschneidmaschine eignet sich hervorragend für sich wiederholende Aufgaben und die Teileproduktion in großen Stückzahlen. 

Es gibt auch 4-, 5- und 6-Achsen-Laserschneidroboter, die sich horizontal um die X-, Y- und Z-Achse drehen können, wodurch die Bewegungsfähigkeit der Maschine weiter verbessert wird. Mehrachsige Laserschneidroboter eignen sich hervorragend für komplexe Designs und Rohrschneidprozesse.

Außerdem erzielen Sie mit diesen Maschinen die präzisesten Schnitte, da diese Anordnung maximale Kontrolle ermöglicht. Außerdem Laser schneiden und SchweißenAuch für den Materialtransport eignen sich diese Roboter gut.  

CNC-Laserschneidmaschinen gibt es in allen Formen und Größen, aber sie gehen normalerweise nicht über eine hinaus 2 x 6 Meter großes Flachbett. Das ist gut genug für kleine bis mittlere Produktionen. 

II. Portal-Laserschneidroboter  

Portalroboter-Laserschneidmaschinen ähneln automatischen CNC-Maschinen, verfügen jedoch über große Portalbalken, die den Laserschneider antreiben. Sie folgen den gleichen kartesischen Koordinatensystemen, aber die Portalsystem ermöglicht die Bearbeitung in einem viel größeren Maßstab. Es gibt keine Obergrenze für die Maschinengröße an sich, sie hängt also von den Projektanforderungen ab. Sie werden solche Maschinen in Industrien mit Massenproduktion sehen. 

Die 3D-Laserschneidmaschinen mit fünfachsigem Portal gehören zu den vielseitigsten, modernsten und effizientesten Schneidsystemen und sind der Inbegriff von Präzision, Genauigkeit und Geschwindigkeit. Portal-Laserschneider haben offene Bauweise, was Wartung und Materialhandhabung deutlich erleichtert.

Bei großen Laserschneidmaschinen mit offenem Portal sind jedoch Vorsicht und regelmäßige Wartung erforderlich, um sie vor der äußeren Umgebung zu schützen. 

III. Gelenkarm für Laserschneidroboter

Articulated Robots ist nur der wissenschaftliche Name für Roboterarme. Allerdings sind sie viel seltener als die von uns besprochenen Industrieroboter. Diese Roboterarm-Laserschneider sind äußerst vielseitig und können Bearbeitungen durchführen Winkel, was für CNC-Laserschneidmaschinen unmöglich ist.

Ein sechsachsiger Laserschneid-Roboterarm kann hochkomplexe Designs viel schneller schneiden. Die Roboterarme eignen sich hervorragend für Designs mit scharfe Winkel und Kurven im 3D-Raum. Allerdings sind sie im Vergleich nicht so präzise, ​​es ist also ein Kompromiss. 

Diese Maschinen haben hohe Vorlaufkosten und eignen sich daher am besten für hochspezialisierte Fertigungen, die mit herkömmlichen Mitteln sonst nicht möglich wären. Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie Nutzen Sie solche dynamischen Knickgelenk-Laserschneidroboter optimal aus.

IV. SCARA-Roboter 

SCARA ist die Abkürzung für Selective Compliance Assembly Robot Arm, im Wesentlichen ein Gelenkroboterarm, wie wir bereits besprochen haben, weist jedoch einige geringfügige Unterschiede auf. Sie haben weniger Bewegungsfreiheit, meist 4-achsig, im Gegensatz zu einem vollwertigen sechsachsigen Roboterarm. 

Sie sind jedoch speziell für Aufgaben konzipiert, die eine hohe Wiederholgenauigkeit und Präzision erfordern. SCARA-Roboter haben weniger Gelenke und Gestänge und sind daher weniger einfacher zu pflegen und fähig zu Bewältigung von Aufgaben mit hoher zyklischer Belastung.

V. Parallele Roboter

Parallel verlinkte Roboter verfügen über 3 oder 4 serielle Arme, die sich gemeinsam bewegen, um unterschiedliche Bewegungsarten zu erzeugen. Diese Anordnung ist bei 3D-Druckmaschinen weit verbreitet. Auch bei der Kommissionierung und Handhabung von Waren sind solche Industrieroboter äußerst effizient. Beim Laserschneiden sind ihre Einsatzmöglichkeiten jedoch begrenzt.

Welche Materialien können Laserroboter schneiden?

Laserschneidroboter sind äußerst vielseitig und können Bearbeitungen durchführen nahezu jedes auf dem Markt erhältliche Material. Es ist jedoch keine Überraschung, dass bestimmte Lasertechnologien besser mit bestimmten Materialien kompatibel sind. Daher gibt es keinen einzigen Laserschneider, der jede Aufgabe bewältigen kann.

Moderne CNC-Laserschneidanlagen sind so konzipiert, dass sich die Laserquelle und der Laserkopf einfacher wechseln lassen, wodurch die Anpassungsfähigkeit der Maschine maximal erhöht wird. Darüber hinaus können sich mehrachsige Laserschneidroboter um Materialblöcke bewegen und so komplizierte und komplexe Schnitte erzeugen.

Lassen Sie uns kurz einige Materialien und die damit kompatiblen Laserschneidroboter besprechen. 

Metallindustrie 

Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Weichstahl, Aluminium und seine Legierungen werden am besten mit mehrachsigen Faserlaser-Schneidrobotern geschnitten. Ebenso sind Kupfer- und Nickellegierungen mit diesen Maschinen kompatibel. Mit dem richtige Kraft und maßgebenden Parametern kann eine Dicke von bis zu 22 mm geschnitten werden. 

Einige fortschrittliche Laserschneidmaschinen sind für die Bearbeitung geeignet Titan Teile auch. Die Automobilindustrie verwendet zur Herstellung sechsachsige Faserlaser-Roboterarme komplizierte Kurven und Formen.

Nichtmetalle 

Nicht reflektierende Materialien wie Holz, Leder, Glas, Keramik und Stoff lassen sich am besten schneiden CO2-Laserschneider. Darüber hinaus werden solche Maschinen auch in vielen Branchen eingesetzt Laserschneiden von Acryl und Plexiglas. 

Hauptvorteile des Einsatzes von Laserschneidrobotern

Laserschneidroboter sind die Zukunft der verarbeitenden Industrie, und das zu Recht. Hier sind die wichtigsten Vorteile von Laserschneidrobotern gegenüber herkömmlichen CNC-Maschinen. 

1. Bewegungsbereich und Reichweite 

Mehrachsroboter bieten einen großen Bewegungsbereich, sodass die Maschine nicht mehr auf die Bewegung in herkömmlichen Ebenen beschränkt ist, wie dies bei mechanischen oder mechanischen Bewegungen der Fall ist Plasmaschneiden. Obwohl die traditionelle Bearbeitung ihren Platz in sich wiederholenden Bearbeitungsprozessen hat, zeichnen sich High-Tech-Laserroboter darin aus Rapid Prototyping komplexer Geometrien. 

2. Komplexes Design in hoher Geschwindigkeit

Branchen wie die Luft- und Raumfahrt erfordern eine hochentwickelte Fertigung; Bei unsachgemäßer Ausführung kann es zu kritischen Problemen kommen. Daher sind Laserschneidroboter in solchen Umgebungen eine ausgezeichnete Wahl. Darüber hinaus bieten schnell verarbeitende CNC-Algorithmen Funktionen wie „Fliegenschneiden,” und bietet beispiellose Bearbeitungsgeschwindigkeiten.

3. Geringerer Fußabdruck 

Laserschneidende Roboterarme benötigen im Vergleich zu herkömmlichen Laserschneidmaschinen deutlich weniger Platz und machen die Produktion sauberer und reibungsloser. Allerdings benötigen die Arme uneingeschränkten freien vertikalen Raum, um sich in jeder für den Schneidpfad erforderlichen Ausrichtung frei bewegen zu können.

4. Autonomes Arbeiten 

Mit der richtigen Programmiersoftware können Laserschneidroboter je nach Bedarf im Automatikmodus arbeiten minimaler menschlicher Eingriff auch für komplexe Aufgaben.

Wer kann vom Einsatz von Laserschneidrobotern profitieren?

Auch wenn Laserschneidroboter für Bearbeitungsprozesse perfekt erscheinen, sind sie möglicherweise nicht für jedes Projekt geeignet. CNC-Laserschneidroboter sind machbar für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung komplexer Teile und Rapid Prototyping. 

Bei einfachen und sich wiederholenden Bearbeitungen liefert die herkömmliche 2-Achsen-Bearbeitung bessere Ergebnisse. Auch, mittlere bis große Fertigungsindustrien Profitieren Sie von den meisten Vorteilen von Laserschneidrobotern. Das liegt daran, dass die Vorabkosten für die Mehrachsbearbeitung hoch sind und es für kleine Unternehmen schwierig ist, die Kosten zu decken.

Wie viel kostet ein Laserschneidroboter?

Laserschneidroboter sind im Vergleich zu ihren herkömmlichen Gegenstücken teuer. Typischerweise liegen die Kosten für mehrachsige Laserschneidmaschinen im Bereich von $ 30,000 bis $ 250,000. Stellen Sie sicher, dass Sie das finden richtiger Hersteller und kommunizieren Sie Ihre Projektanforderungen richtig, damit Sie eine maßgeschneiderte Laserschneidmaschine erhalten, die speziell auf Ihr Projekt zugeschnitten ist.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie schneiden Laserschneidroboter im Vergleich zu anderen Schneidmethoden ab?

Im Vergleich zu mechanischen, Plasma-, WasserstrahlIm Vergleich zu herkömmlichen Laser-Flachbettschneidern bieten die Laserschneidroboter folgende Vorteile:

• Übertreffen Sie Ihre Präzision und erzielen Sie sauberere Schnitte und feinere Details.
• Kann mit einer Vielzahl von Materialien arbeiten.
• Sie arbeiten schneller als herkömmliche Schneidmethoden und steigern so die Produktionseffizienz.
• Kann komplexe Aufgaben selbstständig erledigen, sobald sie programmiert sind.
• Die Leistung übersteigt häufig die Anfangsinvestition, insbesondere bei großvolumigen oder komplizierten Schneidanwendungen.

2. Wozu dient der Laser in der Robotik?

Die Kombination von Robotik und Lasertechnologie hat herkömmliche Laserschneider so weit verbessert, dass sie extrem komplexe Designs schnell bearbeiten können. Es hat Forschern und Designern dabei geholfen, dynamischere und komplexere Designs zu erstellen, was zuvor unmöglich war. 

3. Warum verwenden Menschen Laserschneiden?

Laserschneiden ist eine schnelle, effiziente und effektive Schneidtechnologie, die Menschen aus allen Arbeitsbereichen anzieht. Es bietet minimalen Materialabfall und die Schnitte sind viel glatter als mechanisches Schneiden. Laserschneidmaschinen sind äußerst anpassungsfähig an die Automatisierung, was zu geringeren Arbeitskosten und einer besseren Produktion führt.

Schlussfolgerung

Laserschneidroboter werden ständig verbessert und die Industrie investiert Millionen in die Verbesserung ihrer Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit. Unser Leitfaden dient als Sprungbrett in die Welt der mehrachsigen Laserschneidroboter, bietet einen Überblick über deren Potenzial und beleuchtet die Zukunft von Laserschneidmaschinen.

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