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1 12/2009 Lasertechnik I Dr. Kracht / Klaus Raebsch -Handhabungssysteme-

Lasertechnik I - lzh.de · Quelle: Rofin-Sinar 1000 mm x 2m/s Verfahrbereich der Linse 146 mm 127 mm 1125 mm 1006 mm 358 mm 1079 mm 565 mm 600 mm Laserstrahl (ROFIN DC 035) f = 1600

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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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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.