Kan een handbediende laserlasser een robotgeleide las- en lichte snijtool worden? In dit doe-het-zelf project gebruikten we de WeldAir handbediende laserlasser als basissysteem, monteerden de handbediende laserkop op een collaboratieve robot en verbonden de basisproces-signalen zodat de robot een aangeleerd pad kon herhalen.
Demo: de cobot begeleidt de WeldAir handbediende laserkop door eenvoudige snij- en lasproeven.
Waarom een Cobot Conversie proberen?
Handbediend laserlassen 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 handbediende lasersysteem levert nog steeds de laser, laserkop, gas en draadvoeding, terwijl de cobot gecontroleerde beweging biedt.
Het idee is simpel: behoud de vertrouwde WeldAir handbediende laserhardware, maar gebruik een collaboratieve robot als bewegingsplatform voor herhaalbare laspaden en lichte snijtesten.
Waarom niet gewoon de handbediende kop op een CNC-module monteren?
Veel gebruikers vragen zich af of een handbediende laserlaskop 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 tafelformaat en meestal vlakke geometrie. Een cobot kan rond een onderdeel reiken, vanuit verschillende hoeken naderen 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-ruimte passen. | De robot kan dichter bij het werkstuk komen en vanuit meer richtingen naderen. |
| Padinstelling | Meestal dichter bij CNC-programmering of geïmporteerde vlakke profielen. | Kan handgeleid leren gebruiken voor punten en eenvoudige trajecten. |
| Beste gebruik | Vlak, herhaald, op tabellen gebaseerd snijden. | Herhaald lassen, driedimensionale toegang, demonstraties en lichte snijtests. |
| Belangrijkste beperking | Minder flexibel voor lastige of driedimensionale werkstukken. | Geen vervanging voor een speciale hogesnelheids-laserplaatbewerker. |
Het kernproces voor doe-het-zelvers
De conversie zelf is conceptueel niet ingewikkeld. Het belangrijkste werk is mechanische montage, signaalkoppeling, baaninstructie en procesafstemming.
- Ontwerp de montage: maak een metalen montagebeugel die de WeldAir handbediende laserkop aan de cobot-eindflens bevestigt.
- Signalen koppelen: verbind de belangrijkste processignalen tussen de handbediende laserlasser en het robotbesturingssysteem.
- Leer de baan aan: gebruik handgeleide cobot-instructies om een herhaalbare snij- of lastraject te bouwen.
- Parameters afstemmen: pas focushoogte, gasdruk, snelheid, laseroutput en draadtoevoer aan indien nodig.
Stap 1: Bouw een stabiele montagebeugel
De eerste stap is het ontwerpen van een metalen constructiedeel dat de WeldAir handbediende laserkop 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 robotbeweging.
Stap 2: Verbind de processignalen
Nadat de laserkop is gemonteerd, moeten de handbediende laserlasser en de robot met elkaar communiceren. In dit project omvatten de belangrijkste signalen laseremissie, lasbesturing, 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 de baan voltooit, moeten de laser en gerelateerde uitgangen betrouwbaar stoppen.
Stap 3: Leer een snij- of lasbaan aan
Hier wordt de collaboratieve robot handig voor doe-het-zelfwerk. In plaats van vanaf het begin een complex robotprogramma te schrijven, kan de operator de cobot met de hand bewegen, punten opnemen en een herhaalbare baan creëren.
Bij een snijtest ligt de focus meestal op de baan, snijhoogte, gasdruk, laservermogen en robotsnelheid. Bij een lastest moet de operator ook rekening houden met de toortshoek, lasdraadpositie, draadtoevoer en lassnelheid.
Stap 4: Pas focus, gas en snelheid aan
De eerste snede of las is zelden het eindresultaat. Het proces moet worden afgestemd. Bruce’s belangrijkste aanpassingspunten waren de focuspositie, de afstand tussen de laskop 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 toortshoek, padnauwkeurigheid, draadtoevoer 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 batchproeven, 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 handheld laserlasser.
Technische aantekeningen voordat u dit probeert
- Controleer de belasting: bevestig de robotbelasting, 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 draadtoevoer zodat robotbeweging geen spanning of scherpe bochten veroorzaakt.
- Gebruik veilige volgordes: laseroutput, gas, draadtoevoer en robotbeweging moeten in een gecontroleerde volgorde worden gestart en gestopt.
- Geef prioriteit aan 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 handheld laserlasser om te bouwen tot een robotgestuurd procesgereedschap. De conversie begint met een montagebeugel, gaat verder met signaalafstemming en gebruikt vervolgens cobot-programmering om snij- of laspaden te herhalen.
Het is niet bedoeld om een professionele CNC-laser snijder te vervangen. In plaats daarvan biedt het gebruikers van handheld lasers een andere optie: behoud de flexibiliteit van een handheld lasersysteem, maar laat een collaboratieve robot de herhaalbare beweging uitvoeren.
Voor een echte projectbeoordeling, bereid het materiaaltype, de dikte, foto's van het onderdeel, de gewenste las- of snijkwaliteit, de padvorm, bevestigingsbeperkingen, robotbereik en veiligheidsvereisten voor. Deze details bepalen of een vaste CNC-module, een cobot-conversie of een speciale machine de betere oplossing is.
