Bei Automatisierungsaufgaben zum Laserstrahlschweißen im Dünnblechbereich sind die Lagetoleranz der Fügezone in Strahlrichtung und quer dazu sowie die Spaltwerte in der Fügezone wichtig. Bei der Fahrzeugfertigung liegen die Blechdicken zwischen 0,7 mm und 2,5 mm bei Stahl und 1,2 mm bis 5 mm bei Aluminium. Die Strahlumlenkung erfolgt beim CO2-Laser über Spiegelsysteme. Beim Nd:YAG-Laser können zur Strahlübertragung Lichtleitfasern benutzt werden. Die ausschließliche Handhabung des Werkstücks unter einer stationären Bearbeitungsoptik setzt steife Handhabungsroboter voraus, die einfach im Aufbau sind. Die Werkstückzufuhr und der Abtransport sind automatisiert. Das Anwendungsgebiet sind Bauteile mit Gewichten bis zu etwa 200 kg. Der sich im Wirkpunkt am Werkstück ergebende TCP (Tool-Center-Point) sollte nicht mehr als 500 mm betragen. Die Werkstücke sollten 1000 mm x 1000 mm x 500 mm nicht überschreiten. Für große Werkstücke, die in einer Aufspannung bearbeitet werden sollen, hat man Portalsysteme entwickelt, die eine gute Positionier- und Wiederholgenauigkeit besitzen. Knickarmroboter sind leicht in bestehende Fertigungslinien integrierbar und bearbeiten Innenräume flexibel. Freibewegliche, robotergeführte Laserstrahl-Führungssysteme haben gegenüber den integrierten Systemen den Vorteil, daß die Strahlführungskomponenten und das Handhabungssystem getrennt werden können. Die Funktionalität hinsichtlich spaltfreiem Spannen der Bauteile und Einhaltung einer konstanten Fokuslage kann mit einem standardmäßigen Gelenkroboter erreicht werden, der mit einem Systemkopf ausgestattet ist. Dabei drückt der Roboter mit programmierbarer Andruckkraft über die Andruckrolle das Oberblech gegen das Unterblech. Bei sämtlichen Systemköpfen für Festkörper-, Dioden- oder CO2-Laseranwendungen ist die Anpreßkraft der oberen Rolle maximal 700 N. Bei Flanschaufgaben ist nach Einschwenken einer Gegenrolle die Kraft zwischen den Rollen frei wählbar. Beim Laserpicker für Einseiten-Schweißungen beliebiger Nahtkonturen werden die Bauteile mit einem Andruckkopf durch den Roboter spaltfrei zusammengedrückt. Bei dem Systemkopf für Überlappverbindungen als Kehlnahtschweißungen ermöglicht die vorlaufende Lasersensorik die genaue Nahtverfolgung.
Optimierte Funktionspakete. Laser-Fertigungssysteme mit Industrierobotern zum Schweißen und Schneiden
Optimized functional packages. Laser production systems with industrial robots for welding and cutting
Laser-Praxis ; 1 ; 8-12
1998
5 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Automatisches Schweissen und Schneiden mit Industrierobotern
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