Laserschweißroboter: Die Zukunft der Hochgeschwindigkeitsfertigung

Elemente eines Laserschweißrobotersystems.

Eine Einführung in Laserschweißroboter

Da hergestellte Komponenten immer komplexer werden, steigt die Nachfrage nach präzisen Montagelösungen. Dieses Problem verschärft sich, da die Kunststoffherstellung anspruchsvollere Teile produziert. Laserschweißen bietet eine Lösung für diese Probleme. Das Laserschweißen erleichtert auch das Schweißen schwieriger Materialien wie Kupfer und Aluminium. Das Schweißen solcher Materialien ist in der Herstellung von Batteriesystemen üblich. Einige Einrichtungen schweißen Materialien manuell mit Lasern. Hersteller automatisieren jedoch häufig aufgrund der hohen Anforderungen an Präzision.

Branchen für Laserschweißrobotik

Laserschweißroboter existieren als Nischenanwendung in der Fertigung. Nur sehr wenige Branchen benötigen die einzigartigen Eigenschaften und Vorteile des Laserschweißens. Für diese Branchen ist der Zugang zum automatisierten Laserschweißen jedoch von entscheidender Bedeutung. Beispiele beinhalten:

1. Automobil

2. Luft- und Raumfahrt

4. Elektronik

5. Gesundheitswesen

6. Metalle

7. Kunststoffe

Eine Roboterschweißzelle ist eine komplexe Kombination anderer Subsysteme. Anfangs kann es entmutigend sein, den Überblick über die erforderlichen Komponenten zu behalten. Lassen Sie uns dieses System also in seine Bestandteile zerlegen:

Der Roboter

Der Schweißroboter ist die zentrale Komponente der Schweißzelle. Hier bezieht sich der Roboter auf die Mechanik und Steuerung des Roboters. Unabhängig von der Art ist der Roboter für das Aufbringen der Schweißnaht verantwortlich. Diese Komponente bewegt und bedient die Steuerung des Lasers direkt. Die Anwendungsanforderungen sollten in erster Linie die Roboterauswahl bestimmen. Robotermodelle weisen unterschiedliche Designmerkmale auf. Bei der Auswahl Ihres Roboters sollten Sie Werte wie Reichweite, Nutzlastkapazität, Geschwindigkeit und Präzision berücksichtigen. Die Anwendungsanforderungen erfordern spezifische Leistungsmerkmale, die die für Ihr Projekt geeigneten Robotertypen eingrenzen. Wir werden uns im nächsten Abschnitt einige Roboterauswahloptionen ansehen.

Der Laser

Das Lasersystem ist für die Erzeugung des Schweißstrahls verantwortlich. Der Laser umfasst den Kopf und den Stromgenerator/Verstärker, manchmal eine separate Komponente. Die Material- und Schweißanforderungen helfen bei der Definition des erforderlichen Lasertyps. Informieren Sie sich, welcher Laser am besten zu Ihrer Schweißanwendung passt.

Kühlung

Die meisten Lasertypen benötigen ein Kühlsystem, um zu funktionieren. Laser erzeugen enorme Hitze. Folglich kann diese Hitze interne Komponenten beschädigen. Kühlsysteme halten die Lasertemperaturen in einem funktionalen Bereich. Daher sind Laserkühlsysteme oft Teil des gesamten Laserpakets.

Teil Präsentation

Sie sollten überlegen, wie Sie das Teil dem Roboter zum Schweißen präsentieren. Für Laserschweißsysteme stehen in diesem Bereich oft noch weitere Optionen zur Verfügung. Dies ist dem Prozess zu verdanken, der während des Schweißens eine geringe physikalische Auswirkung auf das Teil hat. Zu den gängigen Optionen gehören:

1. Förderer

2. Vorrichtungen

3. Plattenspieler

4. Klemmen

5. Andere Roboter

Sensor-/Überwachungssysteme

Ein solches High-Tech-System ist vollgestopft mit Sensorausrüstung. Temperatursensoren und Sicherheitsausrüstung sind Standard in Schweißzellen. Darüber hinaus sind Strahl- und Nahtverfolger keine Seltenheit. Lieferanten konfigurieren häufig Pakete mit Bildverarbeitungssystemen. Diese Systeme können eine Vielzahl von Funktionen bereitstellen. Möglicherweise bevorzugen Sie je nach Anwendung unterschiedliche Funktionen. Zu den gängigen Anwendungen gehören:

1. Qualitätskontrolle/Inspektion

2. Sicherheit

3. Thermische Überwachung

Sicherheit

Laserschweißen ist eine gefährliche Anwendung für Menschen. Daher ist es unerlässlich, Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Mitarbeiter umzusetzen. Maßnahmen zur Risikominderung umfassen üblicherweise:

1. Sicherheitsschutz/Gehäuse

2. Lichtvorhänge

3. Sicherheitsscanner

4. Sperr-/Kennzeichnungssysteme

5. Live-Man-Schalter

Heute verwendete Typen von Laserschweißrobotern

Einige Robotertypen haben ein Monopol auf dem Laserschweißmarkt. Diese Roboter bieten die Funktionalität, die zur Automatisierung einer Laserschweißaufgabe erforderlich ist. Ihre Unterschiede sind jedoch signifikant. Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Ihnen zu wissen, welches für Ihre Anwendung geeignet ist.

Sechsachsige Roboter

Sechsachsige Roboter bieten eine großartige Mischung aus Geschwindigkeit, Reichweite, Nutzlastkapazität und Reichweite. Diese Roboter können die überwiegende Mehrheit der Laserschweißanwendungen abdecken. Sie überzeugen bei kleinen bis mittleren Schweißaufgaben. Ihr ausgezeichneter Bewegungsbereich hilft ihnen, komplexe Teilegeometrien zu schweißen.

Die Mängel der Sechsachser können jedoch ihre Kompatibilität mit größeren Aufträgen einschränken. Beispielsweise ist ihre Reichweite auf ein oder zwei Meter begrenzt. Leider ist dies selbst bei den größten Robotern der Fall. Hersteller können dieses Manko jedoch mit Hilfe einer RTU verringern. Eine Roboter-Transfereinheit (RTU) erweitert die Reichweite Ihres Sechs-Achs-Roboters. Dies ist jedoch ein teures Stück Hardware. Darüber hinaus tragen RTUs separate Integrationskosten und Überlegungen.

Darüber hinaus haben Roboter eine Obergrenze für ihre Nutzlastkapazität. Dies schränkt ihre Fähigkeit ein, mit den enormen Lasern umzugehen, die für einige Aufgaben erforderlich sind. Leider können Sie diese Einschränkung nicht ohne einen robusteren oder anderen Robotertyp mildern.