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とって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の中でどのような位置づけになるのかを理解することが重要です。レーザー切断ロボットとは何か、その種類、そして導入前に留意すべきいくつかの重要な概念を理解することで、自社工場でもロボット式レーザー切断システムを効果的に活用し、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的な熱を発生させ、材料を溶融させます。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従って、目的の形状を作り出します。

切断方法にはそれぞれ長所と短所があり、様々な種類があります。さらに、ロボットの種類によって、特定の用途に適した様々な利点があります。これらの概念を理解することで、自動化への道のりにおいて適切な購入決定を下すことができるでしょう。

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マシンと直交座標型またはガントリー型ロボットです。ほとんどのサプライヤーはどちらか一方のみを提供しており、両方を提供しているところはありません。あまり一般的ではありませんが、レーザー切断に使用される6軸ロボットも強力な性能を発揮します。多くの場合、特定の用途には最適な選択肢が1つだけ存在します。

CNCレーザー切断機

多くの人は、CNCマシンを半自動のフライス盤や旋盤加工と結びつけて考えます。従来のCNC加工では、通常、ビットやドリルを使って材料を削り取ります。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、趣味レベルのレーザー切断用CNC加工機も数多く存在します。豊富なオプションのおかげで、CNCレーザーカッターはほとんどの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サイズ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。より大型または複雑な形状の部品は、これらの機種には適していません。

直交座標型（ガントリー型）レーザー切断ロボット

直交座標ロボットは、多くの点でCNCレーザー切断機と似た動作をするため、両者の境界線は曖昧になることがあります。しかし、これらのガントリーシステムは、大型の切断用途において真価を発揮します。CNCレーザー切断機には切断可能な領域の上限がありますが、OEMはガントリーシステムを構成することで、CNCよりもはるかに大きな部品を切断することが可能です。

直交座標系システムは、開放的な構造のため、メンテナンスや部品交換が容易です。一方、CNCマシンは閉鎖的なシステムであるため、専門の技術者によるサポートなしではメンテナンスが困難です。結果として、この開放的な構造により、ガントリーシステムは外部環境にさらされます。そのため、特に機械部分において、定期的なメンテナンス手順を遵守することが非常に重要になります。

ガントリーロボットは、CNCレーザーカッターと同様に、単純な形状の部品にしか対応できません。2次元方向の切断のみが必要な平面材料に最適です。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されないため、はるかに大きな部品にも対応できます。メーカーが見積もりを依頼すれば、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

前述のロボットに比べると普及率は低いものの、6軸ロボットはレーザー切断業界において一定の地位を占めています。製造業者は、より高い動作柔軟性が求められる用途で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や直交座標ロボットでは不可能な動作経路を実現できます。

しかし、メーカーは柔軟性を犠牲にして精度と可動範囲を確保しています。6軸ロボットはほとんどの用途において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、レーザー切断を非常に精密な作業に限定しているため、この制約は大きな問題となります。さらに、複雑な構造のため、6軸ロボットは拡張性に劣ります。より大きな作業においては、CNCや直交座標ロボットと競争することは到底できません。

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、曲線を持つ部品や、3次元での切断を必要とする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などが挙げられます。6軸ロボットは、ロボット搬送ユニットなどの補助機構がない場合、より大きな切断作業には苦戦する可能性があります。

レーザーロボットはどのような材料を切断できますか？

製造業者は、幅広い材料にレーザー切断技術を導入しています。材料によっては、切断に特殊なレーザーが必要となる場合があります。一般的な材料には以下のようなものがあります。

木材と紙
鋼鉄
アルミニウム
プラスチックおよびポリマー
ガラス
真鍮、銅、金などの軟金属

レーザー切断ロボットを活用している産業はどれか？

高品質な切断ソリューションを必要とする業界の製造業者は、レーザー切断ロボットから大きな恩恵を受けています。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、用途の具体的な要件によって決まります。多くの切断作業には、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、以下のようなものがあります。

木工
紙
金属加工工場
自動車
航空宇宙
医療機器および装置
防衛
エレクトロニクス