Kan een handlaser lasser een robot-geleide las- en lichte snijtool worden? In dit doe-het-zelf project gebruikten we de WeldAir handlaser lasser als basissysteem, monteerden de handlaserkop op een collaboratieve robot en verbonden de basisproces signalen zodat de robot een aangeleerd pad kon herhalen.
Demo: de cobot begeleidt de WeldAir handlaser kop door eenvoudige snij- en lasproeven.
Waarom een cobot conversie proberen?
Handlaser lassen is flexibel, maar het eindresultaat hangt nog steeds sterk af van de operator. Lashoek, reissnelheid, handstabiliteit, houding en vermoeidheid beïnvloeden allemaal de lasdraad. Voor herhaald lassen op een enkel product kan handmatige bediening vermoeiend worden en consistentie moeilijk te behouden zijn bij lange series.
Bruce, de ingenieur achter deze doe-het-zelf conversie, begon bij dat praktische probleem. Als een collaboratieve robot de armbeweging van de operator kan vervangen, wordt het proces makkelijker te herhalen. Het handlaser systeem levert nog steeds de laser, laserkop, gas en draadvoeding, terwijl de cobot gecontroleerde beweging biedt.
Het idee is simpel: behoud de vertrouwde WeldAir handlaser hardware, maar gebruik een collaboratieve robot als bewegingsplatform voor herhaalbare laspaden en lichte snijtesten.
Een nieuwe observatie van een arc-lasmachine cobot pakket
Na deze WeldAir cobot test zagen we ook een interessante richting op een lasbeurs: compacte arc-lasmachine cobot pakketten gebouwd rond een collaboratieve robot, een mobiele basis, een lasstroombron, een toorts, kabelgeleiding en een leerworkflow.
Dat is belangrijk omdat het de vraag verandert. In plaats van alleen te vragen of een handlaser kan worden gemonteerd op een robot, kunnen veel werkplaatsen een meer praktische vraag stellen: kan één cobot bewegingsplatform verschillende lasprocessen ondersteunen als het eindgereedschap, signalen en veiligheidssysteem goed zijn ontworpen?
De materialen die we hebben bekeken toonden het arc-laspakket als een compleet station, niet alleen een kale robotarm. Een praktisch pakket heeft meestal de robotlichaam, controller, mobiele basis, lasstroombron, draadvoeder, toorts, koeling of gasondersteuning, kabelgeleiding, leerinterface en processoftware nodig om samen te werken.
Dit is nuttig voor ons WeldAir-project omdat het de doe-het-zelf laserconversie een realistischer volgende stap geeft. Als een werkplaats al een cobotplatform wil voor booglassen en al een handbediende laserlasser bezit, kan hetzelfde robotbewegingsplatform het startpunt worden voor het evalueren van laserlassen en licht lasersnijden in plaats van voor elk proces een apart automatiseringssysteem te kopen.
Belangrijke opmerking: dit betekent niet dat elke booglas-cobot onmiddellijk een WeldAir laserkop kan accepteren. Payload, bevestiging van de eindflens, kabelrouting, I/O-signalen, procesvolgorde en lasersafety moeten allemaal worden gecontroleerd voordat een platform als compatibel wordt beschouwd.
Waarom niet gewoon de handbediende kop op een CNC-module monteren?
Veel gebruikers vragen zich af of een handbediende laserlaserkop kan worden bevestigd aan een kleine CNC-tafel of XY-bewegingsmodule voor snijden. Die aanpak kan logisch zijn voor vlakke platen, eenvoudige profielen en herhaald vlak werk. Maar het is niet altijd de beste match voor de manier waarop handbediende lasergebruikers daadwerkelijk werken.
In veel werkplaatsen is de snijbehoefte incidenteel, is het materiaal niet erg dik en ligt de echte waarde nog steeds in flexibel lassen. Een vaste tafel kan nuttig zijn, maar beperkt het werkstuk ook tot de tafelmaten en meestal vlakke geometrie. Een cobot kan om een onderdeel heen reiken, vanuit verschillende hoeken benaderen en natuurlijker schakelen tussen lassen en lichte snijdemonstraties.
| Onderwerp | Kleine CNC of XY-module | WeldAir + Cobot Conversie |
|---|---|---|
| Bewegingsplatform | De laserkop is bevestigd aan een vlak bewegingsplatform. | De WeldAir handbediende kop is bevestigd aan het uiteinde van een collaboratieve robot. |
| Passend werkstuk | Het onderdeel moet meestal in het bed of de fixture passen. | De robot kan dichter bij het werkstuk komen en vanuit meer richtingen benaderen. |
| Padinstelling | Meestal dichter bij CNC-programmering of geïmporteerde vlakke profielen. | Kan handgeleid onderwijs gebruiken voor punten en eenvoudige trajecten. |
| Beste gebruik | Vlak, herhaald, tafelgebaseerd snijden. | Herhaald lassen, driedimensionale toegang, demonstraties en lichte snijtesten. |
| Belangrijkste beperking | Minder flexibel voor lastige of driedimensionale werkstukken. | Geen vervanging voor een speciale hogesnelheidslasersnijder voor plaatmetaal. |
Van doe-het-zelf conversie naar een gedeeld lasplatform
De sterkste kooplogica is niet alleen "robotiseer booglassen." Het is de mogelijkheid om één cobot-bewegingsplatform te gebruiken voor verschillende werkplaatsklussen. Een compleet booglas-cobotpakket lost al robotbeweging, toortsbevestiging, een mobiel onderstel, integratie van de stroombron, gas- en draadvoeding, padinstructies en de workflow van de operator op.
Als de klant al een handlaserlasapparaat heeft, kan het toevoegen van een cobot + booglaspakket een cel met hogere waarde creëren: booglassen behandelt dikkere platen en lassen met veel vulmetaal, laserlassen behandelt dunne plaat met lagere warmte-inbreng en schonere naden, en de laserhead kan ook worden geëvalueerd voor licht snijden op dun materiaal.
Praktische waarde: één cobotinvestering kan drie nuttige richtingen ondersteunen: booglassen voor dikker materiaal, laserlassen voor dunne plaat en licht lasersnijden voor dunne plaat. Daar wordt de kosteneffectiviteitsverhouding veel sterker dan het kopen van een robotstation voor één doel.
| Proces | Waar het het beste past | Waarom het belangrijk is op een cobot |
|---|---|---|
| Booglassen | Dikker materiaal, grotere lasnaden, structurele onderdelen, werk dat vulmetaal en sterkere spelingtolerantie vereist. | De cobot herhaalt het fakkelpad terwijl het boogproces zwaarder fabricagewerk afhandelt. |
| Laserlassen | Dunne plaat, lage warmte-inbreng, schonere lassen, minder vervorming, roestvrij staal, kastwerk, kleine assemblages. | De cobot helpt de reissnelheid, hoek en positie consistent te houden voor herhaalbare laserlassen. |
| Lasersnijden met licht | Dun materiaal, kleine sneden, afwerking, demonstratiewerk en flexibele werkplaatsproeven. | Hetzelfde robotpad kan worden gebruikt voor eenvoudige snijproeven wanneer een speciale plaatlasersnijder niet gerechtvaardigd is. |
| Gedeelde cobotbasis | Werkplaatsen die al een handlaserlasapparaat bezitten of plannen te gebruiken, maar ook robotbooglassen nodig hebben voor dikkere onderdelen. | De waarde is niet alleen automatisering. Het is dikplaatbooglassen, dunne plaat laserlassen en dunne plaat lasersnijden vanaf één bewegingsplatform. |
| Pakketitem | Waarom het belangrijk is voordat een lasergereedschap wordt toegevoegd |
|---|---|
| Robotlichaam en bereik | Laadvermogen, bereik, polskoppel en herhaalbaarheid bepalen of de laserhead, beugel, kabels en optioneel snelwisselgereedschap veilig kunnen worden gedragen. |
| Lasbron en proces I/O | Booglassen en laserlassen hebben verschillende startsignalen, gastiming, alarmfeedback en procesvergrendelingen nodig. De bedieningsinterface moet worden beoordeeld, niet aangenomen. |
| Fakkel-, draad-, gas- en koelingsindeling | De bestaande booglas-kabelroute is mogelijk niet geschikt voor een laservezel, laserkabel of hulpgasleiding. Bewegingsproeven moeten de buigradius en kabelweerstand bevestigen. |
| Onderwijs- en processoftware | Operators hebben aparte recepten, TCP-waarden en veilige omschakelstappen nodig voor booglassen, laserlassen en laserlichtsnijden. |
| Veiligheidsbehuizing | Booglasbescherming is niet hetzelfde als lasersafety. Elke laserupgrade vereist opnieuw afscherming, interlocks, PBM, rookafzuiging en noodstopcontrole. |
Het kern-DIY-proces
De conversie zelf is conceptueel niet ingewikkeld. Het belangrijkste werk is mechanische montage, signaalmatching, trajectaanwijzing en procesafstemming.
- Ontwerp de montage: maak een metalen montagebeugel die de WeldAir handlaserkop aan de cobot-eindflens bevestigt.
- Match signalen: verbind de belangrijkste proces-signalen tussen de handlaser en het robotbesturingssysteem.
- Leer het traject aan: gebruik handgeleide cobot-aanwijzing om een herhaalbare snij- of lastraject te bouwen.
- Stel parameters af: pas indien nodig focushoogte, gasdruk, snelheid, laseroutput en draadtoevoer aan.
Stap 1: Bouw een stabiele montagebeugel
De eerste stap is het ontwerpen van een metalen constructiedeel dat de WeldAir handlaserkop stevig op de collaboratieve robot bevestigt. Deze beugel lijkt misschien een klein detail, maar beïnvloedt direct de stabiliteit, veiligheid en herhaalbaarheid.
De beugel moet de kop stijf houden tijdens beweging, voldoende ruimte laten voor onderhoud aan de nozzle en lens, en overbelasting van de robotpols voorkomen. Kabelgeleiding is ook belangrijk. De vezelkabel, besturingskabel, gastube en draadtoevoerpad mogen niet worden getrokken of gekneld tijdens de robotbeweging.
Stap 2: Verbind de proces-signalen
Nadat de laserkop is gemonteerd, moeten de handlaser en de robot met elkaar communiceren. In dit project omvatten de belangrijkste signalen laseremissie, lasregeling, draadtoevoer en afblaas van beschermgas of hulpgas.
Het doel is niet om het systeem onnodig complex te maken. Het doel is synchronisatie. Wanneer de robot het startpunt bereikt, moet het proces in de juiste volgorde starten. Wanneer de robot het traject voltooit, moeten de laser en gerelateerde uitgangen betrouwbaar stoppen.
Voor een platform met twee processen wordt dit signaalwerk nog belangrijker. Booglassen kan boogstart, gas, draadtoevoer, stroom- of spanningsregeling en feedback van de lasseralarm nodig hebben. Laserlassen vereist laserinschakeling, emissieregeling, gas, draadtoevoer indien gebruikt, water- of luchtkoelingstatus en lasersafety-interlocks. De robot mag deze twee gereedschappen nooit als hetzelfde apparaat behandelen.
Stap 3: Leer een snij- of lastraject aan
Hier wordt de collaboratieve robot nuttig voor doe-het-zelf werk. In plaats van vanaf het begin een complex robotprogramma te schrijven, kan de operator de cobot met de hand bewegen, punten opnemen en een herhaalbaar pad creëren.
Voor een snijtest ligt de focus meestal op de traject, snijhoogte, gasdruk, laservermogen en robotsnelheid. Voor een lastest moet de operator ook rekening houden met branderhoek, laspositie, draadvoeding en lassnelheid.
Stap 4: Stel Focus, Gas en Snelheid Af
De eerste snede of las is zelden het eindresultaat. Het proces moet worden afgesteld. Bruce’s belangrijkste aanpassingspunten waren de focuspositie, de afstand tussen de laserkop en het materiaal, gasdruk en de bewegingssnelheid van de robot.
Als de snijkant niet schoon is, kan het team de focushoogte, gassterkte en snelheid aanpassen. Als het lasresultaat inconsistent is, kan het team de branderhoek, padnauwkeurigheid, draadvoeding en laserparameters controleren.
Waar Deze Opstelling Zinvol Is
Deze WeldAir + cobot conversie wordt het beste begrepen als een flexibel automatiseringsconcept, niet als vervanging van een speciale plaatlasersnijder. Het is nuttig wanneer herhaalbaarheid nodig is, maar het bouwen van een volledig CNC-snijsysteem niet gerechtvaardigd is.
- Herhaald lassen op een enkel product waarbij handmatige vermoeidheid de consistentie beïnvloedt.
- Driedimensionale of schuine werkstukken die niet natuurlijk op een vlakke tafel passen.
- Kleine-serieproeven, validatie door integratoren of demonstraties in de werkplaats.
- Lichte snijtesten waarbij het snijvolume en de dikte beperkt zijn.
- Klanten die automatisering willen verkennen met een bestaande handbediende laserlasser.
- Werkplaatsen die al automatisering voor booglassen nodig hebben, maar ook laserlassen voor dunne plaatdelen willen evalueren.
Wat Bevestigd Moet Worden Voor Het Wisselen Van Gereedschap
Het aantrekkelijke van een gedeeld cobot-platform is duidelijk: gebruik booglassen waar warmte, vulmetaal en penetratie nodig zijn; gebruik laserlassen waar snelheid, lage vervorming en kwaliteit van dun plaatmateriaal belangrijk zijn. Maar de technische beoordeling moet eerst komen.
- Robot draagvermogen en polskoppel: omvat het gereedschap, beugel, brander of laser kop, kabelslependrag, gastube, draadvoedingspad en alle snelwisselhardware.
- Eindflens en gereedschapcentrum: bevestig of de booglasbrander en laser kop herhaalbaar gemonteerd kunnen worden, en of aparte TCP-waarden opgeslagen en opgeroepen kunnen worden.
- Kabel- en vezelrouting: een laservezelkabel heeft beperkingen in buigradius en mag niet worden gerouteerd zoals een booglaskabel.
- I/O en procescontrole: boogstart, gas, draadvoeding, laseremissie, veiligheidsinschakeling en alarmfeedback moeten duidelijk worden toegewezen.
- Softwareworkflow: operators hebben aparte procesrecepten en veilige omschakelstappen nodig, niet alleen een mechanische wissel.
- Veiligheidsbehuizing: een cobot booglasstation en een cobot laserlasstation hebben verschillende veiligheidsrisico’s. Laserafscherming, beveiligingen, persoonlijke beschermingsmiddelen, rookafzuiging, noodstop en lokale normen moeten opnieuw worden beoordeeld.
Technische aantekeningen voordat u dit probeert
- Controleer het draagvermogen: bevestig het draagvermogen van de robot, polskoppel, gewicht van de beugel, gewicht van de kop en kabelbelasting voordat paden worden uitgevoerd.
- Bescherm de kabels: plan routes voor vezel, gas, elektriciteit en draadvoeding zodat robotbeweging geen spanning of scherpe bochten veroorzaakt.
- Gebruik veilige volgorde: laseroutput, gas, draadvoeding en robotbeweging moeten in een gecontroleerde volgorde worden gestart en gestopt.
- Prioriteer veiligheid: gebruik de juiste laserafscherming, beveiligingen, persoonlijke beschermingsmiddelen, rookafzuiging, noodstop en lokale veiligheidsprocedures.
Conclusie
Dit doe-het-zelfproject toont een praktische manier om een WeldAir handlaserlasser om te bouwen tot een robotgestuurd procestool. De conversie begint met een montagebeugel, gaat verder met signaalmatching en gebruikt vervolgens cobot teaching om snij- of laspaden te herhalen.
Het is niet bedoeld om een professionele CNC-lasersnijder te vervangen. In plaats daarvan biedt het handlaserl gebruikers een ander pad: behoud de flexibiliteit van een handlasersysteem, maar laat een collaboratieve robot de herhaalbare beweging uitvoeren.
De volgende stap is niet simpelweg laser- versus booglassen. Een interessantere richting is een flexibel cobotplatform dat voor beide kan worden geëvalueerd: booglassen voor dikker constructiewerk, en WeldAir laserlassen of licht snijden voor dunne platen, lage vervorming en kleine series. Voor veel werkplaatsen kan die combinatie de echte waarde van cobotautomatisering zijn.
Voor een echte projectbeoordeling, bereid het materiaaltype, de dikte, foto's van het onderdeel, gewenste las- of snijkwaliteit, padvorm, klembeperkingen, robotbereik, draagvermogen, beschikbare veiligheidsbehuizing en proceswijzigingsvereisten voor. Die details bepalen of een vaste CNC-module, een cobot-conversie, een booglas-cobotpakket of een speciale machine de betere oplossing is.
