Roboter 3D-Laserschneiden: Ihr Leitfaden für das industrielle Upgrade

Einleitung

Mit der Beschleunigung der intelligenten Fertigung werden robotergesteuerte Laserschneidanlagen zur bevorzugten Lösung für moderne Fabriken. Sie übertreffen herkömmliche Methoden bei der Bearbeitung von dünnen Wänden, unterschiedlichen Metallen oder komplexen 3D-Nahtstellen.

Dieses Projekt liefert eine DIY-Videoserie, die Sie vom Auspacken und der Kalibrierung bis zur realen Prozessoptimierung begleitet und sowohl Unternehmen als auch Bastlern eine praktische Roadmap zur automatisierten Laserbearbeitung bietet..In diesem Blogbeitrag können Sie auf das folgende Video klicken, um die erste Staffel der Serie direkt anzusehen.

Kerntechnologie auf einen Blick

Die 3D-Laserbearbeitung mit Robotern vereint Laserschneiden, Echtzeit-Z-Achsen-Verfolgung und 6-Achsen/7-Achsen-Roboterpfadplanung in einem hochintegrierten System. Sie richtet sich an Bauteile, bei denen Pfadgenauigkeit entscheidend ist – Flugzeugkomponenten, Autoabgasanlagen, Blechrahmen.

Seine wesentlichen technischen Vorteile umfassen:

• Ultrahohe Präzisionssteuerung für extrem gleichbleibende Schweißqualität
• Minimale wärmebeeinflusste Zone, besonders geeignet für das Schweißen wärmeempfindlicher Materialien und Präzisionsgeräte, wodurch die ursprünglichen hervorragenden Eigenschaften der Materialien erhalten bleiben
• Flexible Fertigungsmöglichkeiten mit Robotern, die schnell umprogrammiert werden können, sodass eine Ausrüstung mehrere Werkstückarten bearbeiten kann, was die Auslastung der Ausrüstung und die Produktionsflexibilität erheblich verbessert
• Berührungslose Bearbeitung zur Vermeidung von herkömmlichem mechanischem Verschleiß

Systemübersicht & Liste der Hauptausrüstung

Die Einrichtung ist in drei Teilsysteme unterteilt – Roboterplattform, Laserbearbeitungseinheit und Hilfssteuerung – und umfasst über 30 Komponenten. Übliche Elemente:MAX 3000W Laserquelle, Steuerschrank für den Schneidprozess, BMH110 Autofokus-Schneidkopf, Z-Achsen-System & Endschalterkabel, Hanli 3000W Wasserkühler, Gasregelsystem, Roboter-Steuerschrank, Dje Pendant usw.

Für eine vollständige Schneideliste stellen wir eine Checkliste für robotergestütztes 3D-Laserschneiden hier.

1. Roboterplattform

• Industrieroboter-Gehäuse : 6-Achsen/7-Achsen, 5-50kg Nutzlast, pbietet präzise dreidimensionale Bewegungssteuerung (Dieser Roboter ist das Modell M20iA).

• Robotersteuerung : Echtzeit-Steuerungssystem für Bewegungsbahnplanung und -ausführung

• Teach Pendant : Touchscreen-Bedienoberfläche für Programmschreiben und Debugging

2. Lasersystem

• Laserquelle : 1-10kW Faserlaser liefert einen Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte

• Roboterschneidsystem: extreme Leistung beim Schneiden dicker Platten, kundenspezifisch für Roboter, perfekt angepasst an verschiedene Roboterplattformen

• Laserschneidkopf: integriert Strahlen effektiv, optimiert optische Systeme und Wasserkühldesigns

• Z-Achsen-System: Präzise vertikale Bewegung kann über Spindel, Zahnstange und Ritzel oder Linearmotorantrieb erreicht werden.

• Kühlsystem : geschlossener Wasserkreislauf mit ±0,1°C Temperaturregelung für Laser- und Schweißkopf-Temperaturmanagement.

3. Hilfssysteme

• Drahtvorschubsystem : präziser Drahtvorschubmechanismus mit stufenloser Geschwindigkeitsregelung, unterstützt verschiedene Drahtdurchmesser und Materialien für unterschiedliche Schweißanforderungen.
• Gas-Schutzsystem : Mehrkanalige Gassteuerungskomponenten, die Schutzgas und Hilfsgas bereitstellen, um die Schweißqualität zu sichern und Oxidation zu verhindern.

Technische Spezifikationen & Leistungskennzahlen

Vorteile der strategischen Traglastauswahl

Die richtige Auswahl der Robotertraglast ist grundlegend, um eine optimale Fertigungsleistung bei Schneidprozessen zu erzielen. Unser systematischer Ansatz zur Traglastanpassung gewährleistet maximale Kapitalrendite und bietet gleichzeitig die Flexibilität, sich an wechselnde Produktionsanforderungen anzupassen.

• Anwendungsflexibilität: Eine einzelne Roboterplattform kann mehrere Werkzeugkonfigurationen für vielfältige Fertigungsaufgaben unterstützen
• Investitionsschutz: Skalierbare Traglastkapazität ermöglicht zukünftige Prozessupgrades und technologische Weiterentwicklungen
• Betriebseffizienz: Optimierte Roboterdynamik reduziert die Zykluszeiten und den Energieverbrauch in allen Anwendungen
• Wartungsoptimierung: Eine ordnungsgemäße Lastverteilung verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung und senkt die Wartungskosten

Anwendbare Branchen & Anwendungsfälle

1. Luft- und Raumfahrt

• Schweißen von Turbinenschaufeln von Strahltriebwerken, Montage von Kraftstoffsystemkomponenten, Schweißen von Flugzeugrahmenstrukturverbindungen, Herstellung von Fahrwerkskomponenten
• Minimale Wärmebelastung zur Vermeidung von interkristalliner Korrosion; CCD-unterstützte flexible Bearbeitung mehrerer Teile.

2. Elektronische Geräte

• Versiegelung von Smartphone-Gehäusen, Batteriepack-Montage, Steckverbinderherstellung, Anbringung von Kühlkörpern
• Integrierte Steuerungsschrank-Parameterbibliothek reduziert manuelle Abhängigkeit

3. Intelligente Fertigung & Maker-Bereich

• DIY von verschiedenen Kleinserien-Blechteilen, Herstellung von Metallkunstwerken
• Tutorial-geführter Aufbau; zweisprachige Liste unterstützt weltweite Implementierung

Wenn Sie mehr über 3D-Roboter-Schneiden erfahren möchten, können Sie auf das untenstehende Video klicken für weitere Informationen. Der YouTube-Kanal „LASER INSIGHTS CHINA“ stellt außerdem Informationen zum Gegengewicht der Z-Achse des Roboters, den Hauptanwendungsbranchen des 3D-Schneidens und anderem Wissen rund um das 3D-Roboter-Schneiden vor.

Herausforderungen bei der realen Implementierung & Integration

• Wie verhindert man Pfadinterferenzen zwischen dem Roboter und der Z-Achse?
• Wie wirken sich Schwankungen der Kühlwassertemperatur auf die Lebensdauer des Lasers aus?
  
• Kann abnormaler Luftdruck Schneidfehler verursachen?
• Wie kann die Signalverkabelung so verlegt werden, dass elektromagnetische Störungen minimiert werden?

Diese Themen werden im Segment „Wichtiger Dreh- und Angelpunkt“ jeder Episode ausführlich erklärt.

Zukünftige Trends & technologische Entwicklung

• Laser + KI automatische Trajektorieerkennung
• Cloud-basierte Prozessbibliotheksfreigabe und Fernsteuerung
• Hybride Integration mit AGVs und kollaborativen Robotern
• Echtzeit-Feedback von Digital-Twin-Fabriken

HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN 

Q1: Welche Materialien eignen sich für das Laserschneiden?
A: Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminiumlegierung, Titanlegierung usw.

Q2: Welche Roboterhersteller werden empfohlen?
A: Erster Gang: Stäubli; zweiter Gang: FANUC, ABB, KUKA und Yaskawa; dritter gear: Inländische Marken sind unter anderem Turing, Canopus, Estun, Efort usw.

Q3: Wie lange dauert die Systeminbetriebnahme?
A: Ein standardisiertes System benötigt etwa 10-14 Arbeitstage.

Q4: Welche Fähigkeiten müssen Bediener haben?
A: Vertrautheit mit Roboterprogrammierung und grundlegenden elektrischen Anschlüssen.

Q5: Was kostet ein komplettes System?
A: Je nach Leistung und Roboterhersteller liegen die Kosten zwischen RMB 150k und über 800k.

Q6: Kann die Ausrüstung exportiert werden?
A: Die meisten Komponenten können exportiert werden, außer bestimmten Hochleistungslasern.

Fazit

Dieses Projekt ist mehr als eine praxisnahe Fallstudie zur Roboterintegration – es ist auch ein erstklassiges Beispiel für industrielle Videoproduktion. Wenn Sie an automatisiertem Schweißen und Schneiden, industriellem Videomarketing oder Technologietransfer interessiert sind, laden wir Sie ein:

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