Лазерная резка

Лазерная резка — это технология обработки материалов, при которой сфокусированный луч локально нагревает заготовку до плавления, а расплавленный металл удаляется струей газа. Так формируется узкий рез с относительно небольшой зоной термического влияния по сравнению со многими другими термическими способами обработки.

Для реализации этой технологии компания «LT Robotics» предлагает автоматизированные комплексы лазерной резки — робототехнические ячейки, где лазерную головку перемещает промышленный манипулятор с шестью степенями свободы. Такое решение применяется не для обычной плоской резки листа, а для 3D-обработки объемных металлических деталей: обрезки кромок, вырезки отверстий, обработки труб, профилей, штампованных, гнутых и сварных заготовок.

Принцип работы

Робот для лазерной резки действует по программе, которая задает траекторию, скорость и пространственное положение режущей головки. В современных системах, как правило, применяют офлайн-программирование: контур реза строят по CAD-модели детали, а затем проверяют траекторию, зоны доступа и возможные коллизии.

Такой подход сокращает объем ручного обучения на реальной детали, ускоряет наладку и повышает повторяемость подготовки программ. При этом важны корректная 3D-модель, стабильное базирование заготовки и проверка положения детали в приспособлении. В простых случаях возможна корректировка отдельных параметров через пульт управления.

После запуска управляющей программы манипулятор ведет сфокусированный луч по заданному контуру. В качестве источника чаще всего применяется волоконный лазер: излучение передается по гибкому оптоволокну, которое удобно подводить к подвижной головке робота. Луч локально расплавляет металл вдоль линии реза, а расплав выдувается газовой струей. В результате формируется рез заданной геометрии.

В зависимости от источника, материала и требований к качеству могут использоваться непрерывный или модулированный режимы излучения:

• непрерывный режим применяют там, где важна производительность и требуется стабильная подача энергии;

• импульсные и модулированные режимы используют для снижения тепловложения, обработки тонких деталей, точных контуров и участков, чувствительных к перегреву.

Выбор режима резки зависит не только от толщины материала, но и от типа металла, мощности источника, скорости, ассистирующего газа, фокусировки, требований к качеству кромки и допустимому тепловому воздействию.

Назначение

Автоматизированный комплекс лазерной резки применяется для высокоточной обработки металлических деталей сложной формы. Портальные лазерные станки эффективны для высокоскоростной резки плоского листа. Роботизированная лазерная резка решает другую задачу: обработку объемных деталей, криволинейных поверхностей, отверстий и кромок, к которым нужно подойти под разными углами.

Такие комплексы используют для следующих операций:

• обрезка кромок штампованных, гнутых и сварных деталей;

• вырезка отверстий, окон и технологических проемов в объемных заготовках;

• подрезка труб, профилей и корпусных элементов;

• обработка сложных контуров, где требуется изменение угла подвода лазерной головки;

• финишная 3D-обработка после гибки, штамповки, сварки или формовки.

Если роботизированный комплекс оснащен устройством автоматической смены инструмента, он может совмещать несколько операций в едином производственном цикле, например лазерную резку и сварку. Возможность такого совмещения зависит от конкретной технологии, требований к безопасности, оснастки и компоновки ячейки.

Безопасность

При работе с лазерным оборудованием необходима оценка рисков и организация защитной зоны. Основные меры безопасности должны быть инженерными: ограждение или закрытая ячейка, защитные экраны и материалы, блокировки дверей и люков, контроль доступа, безопасный останов при открытии зоны, вытяжка продуктов резки и защита от прямого и отраженного лазерного излучения.

Средства индивидуальной защиты оператора применяются как дополнительная мера и подбираются с учетом параметров лазера и условий работы. Конкретный набор мер определяется по результатам оценки рисков, класса лазерной опасности, мощности источника, материала заготовки и компоновки комплекса.

Когда подходит роботизированная лазерная резка

Роботизированная лазерная резка наиболее эффективна, когда требуется обработка не плоского листа, а объемной детали или сложного контура. Такой вариант стоит рассматривать, если на производстве есть:

• изделия со сложной геометрией и поверхностями, расположенными под разными углами;

• необходимость вырезать отверстия, окна или кромки в объемных заготовках;

• штампованные, гнутые, сварные детали, трубы или профили;

• частая смена номенклатуры при необходимости быстро готовить новые программы;

• требования к автоматизации операции и повторяемому качеству обработки.

Сферы применения

Роботизированная лазерная резка востребована в отраслях, где важны точность, гибкость и обработка деталей сложной формы:

• автомобилестроение — кузовные элементы, подрамники, стойки, пороги, отверстия и кромки в штампованных деталях;

• аэрокосмическая отрасль — элементы обшивки, силовые элементы каркаса, крепежные и корпусные детали;

• судостроение — отдельные корпусные конструкции и элементы судового оборудования;

• энергетика — элементы ветрогенераторов, теплообменного и котельного оборудования;

• нефтегазовая отрасль — трубы, арматура, корпусные элементы и детали сосудов под давлением при соблюдении требований к технологии и контролю качества;

• машиностроение и металлообработка — детали машин, металлоконструкции, кронштейны, рамы, сварные узлы;

• производство бытовой техники и электроники — корпуса, панели, декоративные и функциональные элементы.

Решения от «LT Robotics»

Компания «LT Robotics» предлагает приобрести и внедрить автоматизированные комплексы лазерной резки на базе промышленных роботов-манипуляторов. Одно из решений — комплекс производства «MavenLaser» (Китай) для 3D-лазерной обработки металлических деталей.

Возможны конфигурации с лазерным источником мощностью 2000, 3000 или 6000 Вт. Выбор мощности зависит от материала, толщины, требуемой скорости, качества кромки и условий эксплуатации. Оборудование может применяться для резки нержавеющей и углеродистой стали, а также алюминия при соответствующей комплектации и настройке технологии.

Мы подбираем конфигурацию под задачи производства, помогаем с интеграцией, обучаем персонал и сопровождаем проект до выхода на рабочий режим. Работаем по всей России. Для поставляемых решений может быть предусмотрена русификация интерфейса и документации.

Что нужно для предварительного расчета

Чтобы оценить возможность внедрения роботизированной лазерной резки, достаточно прислать:

• чертежи или 3D-модели деталей;

• материал и толщину заготовки;

• описание операции: резка кромки, отверстий, окон, труб, профилей или объемных деталей;

• требования к качеству кромки, точности и производительности;

• фото или видео текущего процесса;

• информацию о доступном пространстве, оснастке и условиях размещения оборудования.

Свяжитесь с «LT Robotics», чтобы обсудить задачу, подобрать конфигурацию комплекса и получить расчет стоимости проекта.