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12/2009
Lasertechnik IDr. Kracht / Klaus Raebsch
-Handhabungssysteme-
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Schematische Darstellung des Aufbaus einer Laseranlage nach DIN
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Lasergerät• Laserstrahlquelle• Kühlgerät• Gasversorgung
Strahlmanipulation• Strahlführung• Strahlformung
Steuerung• Lasersteuerung• Handhabungssteuerung• Prozeßüberwachung• CAD/CAM-System
Werkstückhand-habung• Be- und Entladung• Spanntechnik• Handhabungssystem• Arbeits- und Schutzgas
Sicherheitseinrichtung• Strahl-Shutter• Absaugung / Filter• Strahleinhausung• Kabine
Komponenten einer Laseranlage I(Systemskizze)
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Komponenten einer Laseranlage II(Laseranlage von TRUMPF )
TLF laser integrated inmachine body
Y/Z slideMachinebody
Motionunit
Rotary table
Safety cabin withaccess doorClass 1 laser system
Support table
Laser machin-ing head
Control panelwith display
Compactdust extractor
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„starre“ Spiegelsystemeund Scanner
„Gelenk-Arm“ Lichtleitfaser
Quelle: Rofin-Sinar Quelle: Haas-Laser
• CO2 / Nd:YAG-Laser
• ebene und räumliche kartesische Systeme⇒ Portalanlagen
• nicht kartesische Systeme⇒ z.B. „Remote Welding“
• CO2 -Laser
• räumliche kartesische Systeme⇒ Portalanlagen
• nicht kartesische Systeme⇒ Roboter
• Nd:YAG-Laser
• ebene und räumliche kartesische Systeme⇒ Portalanlagen
• nicht kartesische Systeme ⇒ Roboter
90° Umlenk-spiegel
Laserstrahl-quelle
Systeme zur Laserstrahlführung
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6
Laser
Umlenkspiegel
Bearbeitungskopf
y
x
Werkstück
Vorschub im Werkstück
y
x
Vorschub im Laser
y
x
x-Spiegel y-Spiegel
Vorschub im Spiegelsystem
Grundvarianten der Vorschubbewegung
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2D-Portalanlage mit bewegtem Werkstück
Varianten der Vorschuberzeugung I
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Quelle: Reis Robotics
Industrie-Roboter mit bewegtem Laser
Varianten der Vorschuberzeugung II
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Quelle: KUKA
Laseranlage mit bewegter („fliegender“) Optik
Varianten der Vorschuberzeugung III
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Varianten der Vorschuberzeugung IV
Hybridsystem: 5-Achsanlage in 4.1-Bauweise
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1D-Anlagen 2D-Anlagen 3D-Anlagen Handsysteme
- Rohrschweiß-anlagen
- Profilschweiß-anlagen
- Bandschweiß-anlagen
ebene kartesische Systeme
- Schweißanlagenzur Herstellungvon „tailored-blanks“
räuml. kartesische Systeme- Portalanlagen
nicht kartesische Systeme- Roboter
- handgeführte Geräte für das Laserstrahl-schweißen
ComauTrumpf Kuka Mobil-LasertechGmbH
21/2D-Anlagen
- Remote Welding
Rofin-Sinar
Übersicht typischer Handhabungssysteme
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Anlage zum Formenund Schweißen von Rohrenaus nichtrostendem Stahl
Prinzip:
Vorschub desWerkstücks
ortsfesterLaserstrahl
Quelle: Trumpf
Quelle: Trumpf
1-D Handhabungssystem
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Lasergerät
Laserstrahl Schneidgas
Absaugung
Umlenk-spiegel
Querträger
Werkstück
Auflageleiste
O2N
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Quelle: Trumpf GmbH & Co
2-D Bearbeitungsanlage
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Quelle: Rofin-Sinar
1000 mm x 2m/sVerfahrbereich der Linse
146mm
127 mm
1125 mm
1006
mm
358
mm
1079
mm
565 mm
600
mm
Laserstrahl (ROFIN DC 035)f = 1600 mm
Rotationsachse “x” ± 12,5° x 80 U/min
Rotationsachse “y” ± 12,5° x 80 U/min
Ziel: Minimierung der Zeit zur Werkzeugpositionierung zwischen einzelnen Schweißnähten
2½-D Remote Weldingsystem
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Quelle: Rofin-Sinar
2½-D Remote Weldingsystem
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Quelle: Michels
3-D Bearbeitungssystem
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Teilmechanisierter Bearbeitungskopf mit integrierter Spanntechnik
Handgeführte Systeme I
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3D-SchweißsystemStrahlquelle : Nd:YAG-Laser (RSY 50 P)Strahlführung : feste OptikBauteilgröße : ca. 200 mm x 200 mm x 70 mmFokus : 0,2 - 2,2 mmBeobachtungseinrichtungund Positionierung : Stereomikroskop und zwei ge-
kreuzt angeordnete DiodenlaserQuelle: Rofin-Sinar
Bsp.: Schmuckherstellung
Handgeführte Systeme II
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Zusammenfassung
1. Handhabungssysteme werden eingesetzt, um Werkzeug und/oder Werkstück für den Bearbeitungsprozess zu positionieren.
2. Handhabungssysteme sorgen für die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück während des Bearbeitungsprozesses (Vorschub).
3. Zum Einsatz kommen:– X/Y-Tische– Portalanlagen– Knick- oder Schwenkarmroboter– Scannersysteme– Handgeführte Systeme
4. Für die Auswahl entscheidende Kriterien sind:– Notwendige Freiheitsgrade– Geschwindigkeiten/Beschleunigungen– Masse und Ausmaße der Werkstücke– Genauigkeit
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Aufgaben zu „Handhabungssysteme“
• Welche Aufgaben haben Handhabungssysteme?
• Beschreiben Sie die drei Grundvarianten der Vorschubbewegung.
• Zählen Sie die fünf Handhabungssysteme auf, erläutern Sie ein System ausführlich.
• Nennen Sie Kriterien die für die Auswahl eines bestimmten Handhabungssystems entscheidend sein können.