レーザー切断ロボットは強力でありながら複雑な製造ツールです。導入するメーカーに高品質な結果をもたらす一方で、切断ロボットのラインナップにおける位置づけを理解することは不可欠です。レーザー切断ロボットとは何か、様々な種類のレーザー切断ロボット、そして導入前に留意すべき重要な概念を理解することで、ロボット式レーザー切断システムを貴社の施設で活用し、同様の成功を収めることができるでしょう。

レーザー切断ロボットとは何ですか?

レーザー切断ロボットは、高出力レーザーを用いて材料を切断します。レーザーは強力かつ集中した熱点を発生させ、材料を溶かします。メーカーは、レーザー切断ロボットに正確な切断経路をプログラムします。レーザーロボットは、この事前に定義された切断経路に沿って、目的の形状を作成します。

複数の切断方法があり、それぞれに長所と短所があります。さらに、ロボットの種類によって、特定の用途に応じた様々なメリットがあります。これらの概念を理解することで、自動化の取り組みにおいて適切な購入決定を下すことができます。

レーザー切断に使用される最も一般的なロボットの種類は何ですか?

レーザー切断に最も一般的に使用されるロボットの種類は、CNC工作機械と直交座標系またはガントリーロボットです。ほとんどのサプライヤーはどちらか一方を提供していますが、両方を提供しているわけではありません。あまり一般的ではありませんが、それでも強力なのがレーザー切断に使用される6軸ロボットです。特定の用途には、どちらか一方のロボットが最適であることがよくあるでしょう。

CNCレーザー切断機

CNCマシンといえば、半自動のフライス盤や旋盤を思い浮かべる人が多いでしょう。従来のCNC加工では、ビットやドリルを用いてブランクから材料を削り出すのが一般的です。しかし、多くのOEMメーカーは、自社のCNCマシン向けにレーザー切断パッケージを提供しています。

CNCレーザー加工機は非常に拡張性に優れています。もちろん、大規模な産業用途向けのオプションも用意されています。しかし、趣味レベルのユーザーにもレーザー加工機は幅広く揃っています。豊富なオプションのおかげで、CNCレーザーカッターはあらゆる用途に対応できる汎用性を備えています。

CNCレーザーカッターは、平面部品の小型から中型の切断用途に最適です。ただし、サイズには制限があります。ほとんどのCNCカッターは、切断ベッドのサイズが約2×6メートルに制限されています。これよりも大型または複雑な形状の部品には、これらのモデルは適していません。

直交座標（ガントリー）レーザー切断ロボット

直交ロボットは多くの点でCNCレーザー切断機と類似しており、両者の境界が曖昧になることもあります。しかし、これらのガントリーシステムは、大型のアプリケーションにおいて優れた性能を発揮します。CNCレーザーカッターには切断面積の上限がありますが、OEMメーカーはガントリーシステムを構築することで、CNCよりもはるかに大きな部品を切断できます。

直交座標系は、オープン構造のため、メンテナンスや部品交換が容易な傾向があります。一方、CNC工作機械はよりクローズドなシステムである傾向があり、ファーストパーティ技術者のサポートなしではメンテナンスが困難です。結果として、このオープン構造はガントリーシステムを環境に対して無防備な状態にします。この現象により、特に機構部において、定期的なメンテナンス手順の遵守が不可欠となります。

ガントリーロボットは、CNCレーザーカッターと同様に、単純な部品形状に限られます。平面材料を2次元的に切断するのに最適です。しかし、ガントリーロボットはCNCレーザーカッターのようにサイズに制限がないため、はるかに大きな部品を扱うことができます。メーカーからの見積もり依頼があれば、ガントリーロボットは作業に必要なサイズに構成できる場合が多くあります。

6軸レーザー切断ロボット

上記のロボットに比べると選択肢は少ないものの、6軸ロボットはレーザー切断業界では一定の地位を確立しています。メーカーは、より高い動作柔軟性が求められる用途に6軸ロボットを導入することがよくあります。6軸ロボットの構造により、CNCや直交座標系ロボットでは不可能な動作経路での動作が可能になります。

しかし、メーカーは柔軟性を犠牲にして精度とリーチを確保しています。6軸ロボットはほとんどの用途で非常に高い精度を発揮しますが、前述のロボットと同等の精度は得られません。メーカーは通常、レーザー切断を高精度な作業に限定しているため、この制限は重要です。さらに、構造が複雑なため、6軸ロボットは拡張性に欠けます。大規模な作業においては、CNCや直交座標ロボットに太刀打ちできません。

6軸ロボットは、複雑な動作を必要とする切断作業に最適です。これは、曲線を特徴とする部品や3次元的な切断が必要な部品に当てはまります。一般的な例としては、設計が複雑な自動車部品や航空宇宙部品が挙げられます。6軸ロボットは、ロボット搬送ユニットなどの補助機構なしでは、大規模な切断作業には困難を極めます。

レーザーロボットはどのような材料を切断できますか?

メーカーは、幅広い材料にレーザー切断技術を導入しています。一部の材料では、切断に特殊なレーザーが必要となります。一般的な材料には、以下のようなものがあります。

木と紙
鋼鉄
アルミニウム
プラスチックとポリマー
ガラス
真鍮、銅、金などの軟質金属

どの業界がレーザー切断ロボットを活用しているのでしょうか?

高品質な切断ソリューションを求める業界のメーカーは、レーザー切断ロボットから大きなメリットを得ています。これらの機械がサポートする分野は多岐にわたりますが、レーザーソリューションが必要かどうかは、アプリケーションの具体的な要求によって決まります。多くの切断作業では、他の切断方法で十分な場合もあります。一般的な業界には以下が含まれます。

木工
紙
金属工場
自動車
航空宇宙
医療機器
防衛
エレクトロニクス