Kunststoffschneiden Laserschneidanlage mit Roboter sorgt für kurze Zykluszeiten

Ein Roboterschneidsystem kombiniert einen feststehenden Laser mit robotergestützten Bewegungsabläufen. Die Laserstrahlführung wurde in den Roboterarm integriert und auf das Mitführen der Strahlquelle auf dem Roboter verzichtet. Dadurch soll außer der Dynamik auch die Genauigkeit der Laserbearbeitungszelle zunehmen.

Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics

JENOPTIK Automatisierungstechnik GmbH

Derzeit sind die meisten Roboterschneidsysteme so aufgebaut, dass ein CO2-Laser auf dem Rücken des Roboters angebracht ist. Der Nachteil dieser Systeme ist, dass die Zuverlässigkeit des Lasers, wenn er auf dem Roboterarm sitzt, durch die dynamischen Einflüsse beeinträchtigt wird. Außerdem ist der Roboter wegen des Gewichts des Lasers und dessen Medienversorgung stark eingeschränkt und nicht optimal leistungsfähig. Zudem gilt es heute, den Kundenanforderungen nach Verkürzung der Zykluszeiten sowie Erhöhung von Genauigkeit und Flexibilität gerecht zu werden.

Diese Zielsetzung bildete die Grundlage für eine Zusammenarbeit zwischen der Jenoptik Automatisierungstechnik und Stäubli Robotics. Für beide Kooperationspartner war es wichtig, die Vorteile eines stationären Lasers zu nutzen und die Nachteile von bisherigen Laserrobotern zu kompensieren und dadurch die Anwendungsmöglichkeiten deutlich zu erweitern.

Für dieses Vorhaben genügte eine einfache Idee: Die Ingenieure integrierten im ersten Schritt die vollständige Laserstrahlführung in den Roboterarm des Standardroboters TX90XL von Stäubli. Dies bedingte jedoch grundlegende Veränderungen der Kinetik und Elektronik.

Spiegel für neue Anforderungen entwickelt

Speziell für diese neuen Anforderungen wurden deshalb justierbare Spiegel entwickelt und in die Robotergelenke eingesetzt. Dabei wurde besonders darauf geachtet, dass die Spiegel für eine direkte Wasserkühlung geeignet sind, so dass sie auch hohen Laserleistungen bis 2500 W standhalten können. Ein luftgespülter Strahlengang im Roboterarm verhindert eine Verschmutzung der Spiegel.

Das eigentliche Herzstück des Roboterarms, betonen beide Unternehmen, ist das besondere Design des patentierten Gelenkstücks, das eine Kombination aus Getriebe und Motor darstellt. Dieses Gelenkstück ermögliche eine hohe Linearität, so dass der Laserroboter mit gesteigerter Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit, Dynamik und Bewegungskontrolle agiere. Außer diesen Vorzügen bietet die Laserschneidanlage Jenoptik-Votan C BIM (Beam In Motion) ein modulares Design.

Werkstücke an fünf Seiten bearbeitbar

Auf einem Drehtisch mit einem Durchmesser von 2100 mm können Werkstücke an fünf Seiten mit einer Größe von 1000 mm × 600 mm × 300 mm und an drei Seiten mit einer Größe von 1400 mm × 700 mm × 500 mm bearbeitet werden. Ein in den Drehtisch der Anlage integriertes Absaugsystem sorgt für eine sofortige Aufnahme der Abgase an der Austrittstelle, die zuverlässig und kostengünstig durch ein Aktivkohlefiltersystem gereinigt werden.

Die neue Generation der Laserschneidsysteme dient laut Angaben von Jenoptik dem sauberen und optisch wie strukturell beschädigungslosen Entfernen von Spritzrändern, zum Beispiel an Türinnenverkleidungen oder Türbrüstungen. Sie eigent sich auch zum Herstellen von Ausschnitten an mittelgroßen Kunststoffteilen. Die Laserbearbeitungszelle erreicht besonders kurze Zykluszeiten und ist mit einer Standfläche von rund 10 m2 sehr kompakt. Durch ihre Containerlösung ist sie mobil und reduziert die anfallenden Transportkosten auf ein Minimum.MM

Weitere Informationen: Norbert Preuß, Leiter Marketing, Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH, 07745 Jena, Tel. (0 36 41) 65-25 20, Fax (0 36 41) 65-36 83, norbert.preuss@jenoptik.com

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