Laserschneidroboter sind leistungsstarke, aber auch komplexe Fertigungswerkzeuge. Sie liefern Herstellern, die sie einsetzen, qualitativ hochwertige Ergebnisse. Daher ist es wichtig zu verstehen, welchen Stellenwert sie im Gesamtportfolio der Schneidroboter einnehmen. Indem Sie ihre Funktionsweise, die verschiedenen Typen von Laserschneidrobotern und einige wichtige Aspekte vor der Integration kennen, können Sie ähnliche Erfolge mit robotergestützten Laserschneidsystemen in Ihrem Betrieb erzielen.

Was sind Laserschneidroboter?

Laserschneidroboter nutzen einen Hochleistungslaser zum Schneiden von Materialien. Der Laser erzeugt einen starken, aber fokussierten Hitzepunkt, der das Material abschmilzt. Hersteller programmieren Laserschneidroboter mit dem exakten Schnittpfad. Durch das Abfahren dieses vordefinierten Schnittpfads erzeugen die Laserroboter die gewünschte Form.

Es stehen verschiedene Schneidverfahren mit jeweils spezifischen Stärken und Schwächen zur Verfügung. Darüber hinaus bieten unterschiedliche Robotertypen verschiedene Vorteile für bestimmte Anwendungsbereiche. Das Verständnis dieser Konzepte hilft Ihnen, die richtige Kaufentscheidung für Ihre Automatisierungsprojekte zu treffen.

Welche Robotertypen werden am häufigsten beim Laserschneiden eingesetzt?

Die gängigsten Robotertypen für das Laserschneiden sind CNC-Maschinen und kartesische oder Portalroboter. Die meisten Anbieter führen entweder den einen oder den anderen, aber nicht beide. Weniger verbreitet, aber dennoch leistungsstark, ist der Sechs-Achs-Roboter für das Laserschneiden. Oftmals ist eine der beiden Optionen für eine bestimmte Anwendung optimal.

CNC-Laserschneidmaschinen

Die meisten Menschen verbinden CNC-Maschinen mit halbautomatischen Fräs- und Drehbearbeitungen. Bei der traditionellen CNC-Bearbeitung wird typischerweise mit einem Fräser oder Bohrer Material von einem Werkstück abgetragen. Viele OEMs bieten jedoch Laserschneidanlagen für ihre CNC-Maschinen an.

CNC-Lasermaschinen sind sehr flexibel skalierbar. Natürlich gibt es Optionen für industrielle Großanwendungen. Man findet aber auch CNC-Laserschneidmaschinen für Hobbyanwender. Dank der vielfältigen Auswahlmöglichkeiten sind CNC-Laserschneider so vielseitig, dass sie für die meisten Anwendungen geeignet sind.

CNC-Laserschneidanlagen eignen sich optimal für kleine bis mittelgroße Schneidanwendungen an flachen Teilen. Ihre Größe ist begrenzt. Die meisten CNC-Schneidanlagen verfügen über eine Bearbeitungsfläche von etwa 2 × 6 Metern. Größere oder komplexere Teilegeometrien sind für diese Modelle nicht geeignet.

Kartesische (Portal-)Laserschneidroboter

Kartesische Roboter funktionieren in vielerlei Hinsicht ähnlich wie CNC-Laserschneidmaschinen, und die Grenze zwischen beiden ist manchmal fließend. Diese Portalsysteme spielen ihre Stärken jedoch vor allem bei größten Anwendungen aus. Während CNC-Laserschneidmaschinen hinsichtlich ihrer Schnittfläche begrenzt sind, können OEMs Portalsysteme so konfigurieren, dass sie Teile bearbeiten können, die deutlich größer sind als die von CNC-Maschinen.

Kartesische Systeme sind aufgrund ihrer offenen Bauweise in der Regel einfacher zu warten und Teile auszutauschen. CNC-Maschinen hingegen sind meist geschlossene Systeme, was die Wartung ohne Unterstützung durch einen herstellereigenen Techniker erschwert. Durch die offene Bauweise sind Portalsysteme der Umgebung ausgesetzt. Daher ist die regelmäßige Wartung – insbesondere der Mechanik – unerlässlich.

Portalroboter sind, ähnlich wie CNC-Laserschneidanlagen, auf einfache Werkstückgeometrien beschränkt. Sie eignen sich am besten für flache Materialien, bei denen Schnitte nur zweidimensional erfolgen müssen. Portalroboter hingegen können deutlich größere Werkstücke bearbeiten, da sie im Gegensatz zu CNC-Laserschneidanlagen nicht größenbeschränkt sind. Oftmals lassen sich Portalroboter auf Anfrage von Herstellern an die benötigte Größe anpassen.

Sechsachsige Laserschneidroboter

Obwohl sie seltener als die oben genannten Roboter eingesetzt werden, haben Sechsachsroboter ihren festen Platz in der Laserschneidindustrie. Hersteller nutzen sie häufig für Anwendungen, die eine erhöhte Bewegungsflexibilität erfordern. Dank ihrer Konstruktion können Sechsachsroboter Bewegungsbahnen befahren, die für CNC-Maschinen oder kartesische Roboter unmöglich sind.

Allerdings tauschen Hersteller Flexibilität gegen Präzision und Reichweite. Sechsachsige Roboter sind zwar für die meisten Anwendungen äußerst präzise, ​​erreichen aber nicht dasselbe Präzisionsniveau wie die zuvor genannten Roboter. Diese Einschränkung ist bedeutend, da Laserschneiden typischerweise für hochpräzise Aufgaben eingesetzt wird. Aufgrund ihrer komplexen Konstruktion sind sechsachsige Roboter zudem weniger skalierbar. Bei größeren Aufgaben können sie mit CNC-Maschinen oder kartesischen Robotern schlichtweg nicht konkurrieren.

Sechsachsige Roboter eignen sich am besten für Schneidaufgaben mit komplexen Bewegungsabläufen. Dies trifft beispielsweise auf Teile mit Kurven oder dreidimensionale Schnitte zu. Typische Beispiele hierfür sind konstruktionsbedingt komplexe Bauteile für die Automobil- oder Luftfahrtindustrie. Bei größeren Schneidaufgaben stoßen sechsachsige Roboter ohne zusätzliche mechanische Unterstützung, wie etwa Robotertransfereinheiten, an ihre Grenzen.

Welche Materialien können Laserroboter schneiden?

Hersteller setzen Laserschneiden für eine Vielzahl von Materialien ein. Für einige Materialien werden Speziallaser benötigt. Gängige Materialien sind:

Holz und Papier
Stahl
Aluminium
Kunststoffe und Polymere
Glas
Weiche Metalle wie Messing, Kupfer und Gold

Welche Branchen nutzen Laserschneidroboter?

Hersteller in Branchen, die hochwertige Schneidlösungen benötigen, profitieren erheblich von Laserschneidrobotern. Obwohl die Einsatzgebiete dieser Maschinen vielfältig sind, entscheiden die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung darüber, ob eine Laserlösung erforderlich ist. Für viele Schneidaufgaben können auch andere Schneidverfahren ausreichend sein. Zu den gängigen Branchen gehören:

Holzbearbeitung
Papier
Metallwerkstätten
Automobil
Luft- und Raumfahrt
Medizinische Geräte und Ausrüstung
Verteidigung
Elektronik