Les robots de découpe laser sont des outils de fabrication puissants mais complexes. S'ils offrent des résultats de qualité aux fabricants qui les utilisent, il est essentiel de comprendre leur place au sein de la gamme de robots de découpe. En comprenant leur fonctionnement, les différents types de robots de découpe laser et quelques concepts clés à prendre en compte avant leur intégration, vous pourrez obtenir des résultats similaires en utilisant des systèmes de découpe laser robotisés dans votre usine.

Que sont les robots de découpe laser ?

Les robots de découpe laser utilisent un laser de haute puissance pour découper les matériaux. Ce laser génère un point de chaleur intense et concentré qui fait fondre la matière. Les fabricants programment ces robots en fonction de la trajectoire de découpe précise. En suivant cette trajectoire prédéfinie, les robots laser créent la forme souhaitée.

Plusieurs méthodes de découpe sont disponibles, chacune présentant ses propres avantages et inconvénients. De plus, différents types de robots offrent des atouts variés pour des applications spécifiques. Comprendre ces concepts vous aidera à faire le bon choix pour votre projet d'automatisation.

Quels sont les types de robots les plus couramment utilisés pour la découpe laser ?

Les robots les plus couramment utilisés pour la découpe laser sont les machines CNC et les robots cartésiens ou portiques. La plupart des fournisseurs proposent l'un ou l'autre, mais rarement les deux. Moins répandu, le robot six axes est également performant pour la découpe laser. Souvent, une option se révèle optimale pour une application donnée.

Machines de découpe laser CNC

La plupart des gens associent les machines CNC aux opérations de fraisage et de tournage semi-automatisées. Le fonctionnement traditionnel d'une machine CNC consiste généralement à utiliser une mèche ou un foret pour enlever de la matière d'une ébauche. Cependant, de nombreux fabricants d'équipement d'origine (OEM) proposent des solutions de découpe laser pour leurs machines CNC.

Les machines laser CNC sont très modulables. Bien sûr, il existe des options pour les applications industrielles à grande échelle. Cependant, on trouve également des machines de découpe laser CNC adaptées aux amateurs. Grâce à la vaste gamme d'options disponibles, les découpeuses laser CNC sont suffisamment polyvalentes pour convenir à la plupart des applications.

Les découpeuses laser CNC sont optimisées pour les applications de découpe de petites et moyennes dimensions sur des pièces plates. Leurs dimensions sont toutefois limitées. La plupart des découpeuses CNC sont limitées à des plateaux de découpe d'environ 2 x 6 mètres. Les pièces plus grandes ou aux géométries plus complexes ne sont pas adaptées à ces modèles.

Robots de découpe laser cartésiens (à portique)

Les robots cartésiens fonctionnent de manière similaire aux machines de découpe laser CNC à bien des égards, et la frontière entre les deux est parfois floue ! Cependant, ces systèmes à portique excellent dans les applications de grande taille. Alors que les découpeuses laser CNC ont une limite supérieure quant à leur zone de découpe disponible, les équipementiers peuvent configurer des systèmes à portique pour découper des pièces bien plus grandes que celles des machines CNC.

Les systèmes cartésiens sont généralement plus faciles à entretenir et à entretenir, notamment grâce à leur conception ouverte. En revanche, les machines CNC sont des systèmes plus fermés, ce qui rend leur maintenance plus complexe sans l'intervention d'un technicien agréé. De ce fait, cette conception ouverte expose les portiques aux agressions extérieures. Il est donc crucial de respecter scrupuleusement les procédures de maintenance régulières, en particulier pour les éléments mécaniques.

Les robots portiques sont limités aux géométries de pièces simples, à l'instar des découpeuses laser CNC. Ils sont particulièrement adaptés aux matériaux plats nécessitant des découpes bidimensionnelles. Cependant, contrairement aux découpeuses laser CNC, les portiques peuvent manipuler des pièces beaucoup plus grandes. Lors d'une demande de devis, les fabricants peuvent configurer les robots portiques sur mesure, en fonction des besoins de la tâche.

Robots de découpe laser à six axes

Bien que moins fréquents que les robots mentionnés précédemment, les robots à six axes ont toute leur place dans l'industrie de la découpe laser. Les fabricants les utilisent souvent pour des applications exigeant une plus grande flexibilité de mouvement. Leur conception leur permet de suivre des trajectoires impossibles à réaliser avec des machines à commande numérique ou des robots cartésiens.

Cependant, les fabricants privilégient la précision et la portée au détriment de la flexibilité. Bien qu'extrêmement précis pour la plupart des applications, les robots à six axes n'atteignent pas le même niveau de précision que les robots précédemment mentionnés. Cette limitation est importante car les fabricants réservent généralement la découpe laser aux tâches de haute précision. De plus, en raison de leur conception complexe, les robots à six axes sont moins évolutifs. Ils ne peuvent tout simplement pas rivaliser avec les machines CNC ou les robots cartésiens pour les tâches de grande envergure.

Les robots à six axes sont particulièrement performants pour les opérations de découpe complexes. C'est le cas notamment des pièces courbes ou nécessitant des découpes tridimensionnelles. On peut citer comme exemples les pièces automobiles ou aérospatiales de conception complexe. Les robots à six axes peinent à réaliser des découpes de grande envergure sans l'assistance de systèmes mécaniques complémentaires, tels que des unités de transfert.

Quels matériaux les robots laser peuvent-ils découper ?

Les fabricants utilisent la découpe laser pour une vaste gamme de matériaux. Certains matériaux nécessitent des lasers spéciaux pour permettre la découpe. Voici quelques exemples de matériaux courants :

Bois et papier
Acier
Aluminium
Plastiques et polymères
Verre
Les métaux mous comme le laiton, le cuivre et l'or

Quels secteurs utilisent des robots de découpe laser ?

Les fabricants des secteurs exigeant des solutions de découpe de haute qualité tirent un grand profit des robots de découpe laser. Bien que ces machines soient utilisées dans de nombreux secteurs, les exigences spécifiques de l'application déterminent la nécessité d'une solution laser. D'autres méthodes de découpe peuvent suffire pour de nombreuses tâches. Parmi les secteurs d'activité courants, on peut citer :

travail du bois
Papier
Ateliers de métallurgie
Automobile
Aérospatial
Dispositifs et équipements médicaux
Défense
Électronique