Robot cắt laser: Độ chính xác đáp ứng năng suất

Robot cắt laser tự động hóa phương pháp cắt chính xác nhất trên thị trường hiện nay. Đây là công cụ sản xuất mạnh mẽ nhưng phức tạp. Mặc dù chúng mang lại kết quả chất lượng cho các nhà sản xuất cơ khí, nhưng điều cần thiết là phải hiểu chúng phù hợp ở đâu trong dòng rô-bốt cắt. Bằng cách hiểu chúng là gì, các loại rô bốt cắt laser khác nhau và một số khái niệm chính cần ghi nhớ trước khi tích hợp, bạn có thể đạt được thành công tương tự khi sử dụng các hệ thống rô bốt cắt laser trong cơ sở của mình.

Robot cắt Laser là gì?

Robot cắt laser sử dụng tia laser công suất cao để cắt vật liệu. Tia laze tạo ra một điểm nhiệt mạnh nhưng tập trung để làm tan chảy vật liệu. Bằng cách đi theo đường cắt được xác định trước này, Robot laser tạo ra hình dạng mong muốn với độ chính xác cao.

Có một số phương pháp cắt có sẵn với những điểm mạnh và điểm yếu cụ thể. Hơn nữa, các loại robot khác nhaumang lại nhiều lợi ích khác nhau cho các ứng dụng cụ thể. Hiểu những khái  này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định mua hàng đúng đắn trong hành trình tự động hóa của mình.

Các loại Robot phổ biến nhất được sử dụng để cắt Laser là gì?

Các loại Robot phổ biến nhất được sử dụng để cắt laser là máy CNC và Robot cắt Laser Descartes. Hầu hết các nhà cung cấp sẽ cung cấp cái này hoặc cái kia, nhưng không phải cả hai. Ít phổ biến hơn nhưng vẫn mạnh mẽ là robot sáu trục được sử dụng để cắt laser. Bạn sẽ thường thấy rằng một tùy chọn là tối ưu cho một ứng dụng cụ thể.

– Máy cắt Laser CNC

Hầu hết mọi người liên kết các máy CNC với các hoạt động của máy phay và máy tiện bán tự động. Hoạt động CNC truyền thống thường liên quan đến việc sử dụng mũi khoan để loại bỏ vật liệu khỏi phôi.

Máy laser CNC có khả năng mở rộng khá cao. Tất nhiên, có những lựa chọn cho các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Nhờ có rất nhiều tùy chọn có sẵn, máy cắt laser CNC đủ linh hoạt để phù hợp với hầu hết các ứng dụng.

Máy cắt laser CNC được tối ưu hóa tốt nhất cho các ứng dụng cắt vừa và nhỏ trên các bộ phận phẳng. Chúng sẽ bị giới hạn về kích thước. Hầu hết các máy cắt CNC được giới hạn khoảng 2×6 mét. Hình học phần lớn hơn hoặc phức tạp hơn sẽ không phù hợp với các mô hình này.

– Robot cắt Laser Descartes

Robot Cartesian hoạt động tương tự như máy cắt laser CNC theo nhiều cách và đôi khi ranh giới giữa hai loại có thể bị mờ! Tuy nhiên, các hệ thống cổng này vượt trội trong các ứng dụng lớn nhất. Mặc dù máy cắt laser CNC sẽ có giới hạn trên đối với khu vực cắt khả dụng của chúng.

Các hệ thống Descartes có xu hướng thực hiện bảo trì và thay thế bộ phận dễ dàng hơn nhờ cấu trúc mở của chúng. Mặt khác, máy CNC có xu hướng trở thành hệ thống khép kín hơn, khiến chúng khó bảo trì hơn. Do đó, việc xây dựng mở này để lại các hệ thống cổng thông thoáng với môi trường. Hiện tượng này khiến cho việc tuân thủ các quy trình
bảo dưỡng thường xuyên trở nên quan trọng – đặc biệt là về phần cơ khí.

Robot được giới hạn ở dạng hình học bộ phận đơn giản như máy cắt laser CNC. Vật liệu phẳng mà vết cắt chỉ cần xảy ra theo hai chiều là phù hợp nhất. Tuy nhiên, nó có khả năng xử lý các bộ phận lớn hơn nhiều vì chúng không bị giới hạn về kích thước giống như máy cắt laser CNC. Rô-bốt Descartes thường có thể được cấu hình để có kích thước lớn tùy theo nhiệm vụ yêu cầu khi nhà sản xuất yêu cầu báo giá.

– Robot cắt Laser 6 trục

Mặc dù là một lựa chọn hiếm hơn so với các rô bốt được đề cập ở trên, nhưng Robot 6 trục có vị trí của chúng trong ngành cắt laser. Các nhà sản xuất thường triển khai rô-bốt 6 trục trong các ứng dụng yêu cầu tăng tính linh hoạt khi di chuyển. Cấu trúc của rô-bốt sáu trục cho phép nó di chuyển theo những đường chuyển động mà máy CNC hoặc rô-bốt cartesian không thể làm được.

Tuy nhiên, các nhà sản xuất đánh đổi tính linh hoạt để lấy độ chính xác. Mặc dù cực kỳ chính xác đối với hầu hết các ứng dụng, rô-bốt 6 trục không thể đạt được mức độ chính xác như các rô-bốt đã đề cập trước đó. Hạn chế này là đáng kể bởi vì các nhà sản xuất thường dành cắt laser cho các nhiệm vụ có độ chính xác cao. Hơn nữa, do cấu trúc phức tạp của chúng, rô-bốt 6 trục cũng không thể mở rộng quy mô. Đơn giản là chúng sẽ không thể cạnh tranh với máy CNC hoặc rô-bốt cartesian trong các nhiệm vụ lớn hơn.

Robot sáu trục được triển khai tốt nhất trong các nhiệm vụ cắt đòi hỏi chuyển động phức tạp. Đây là trường hợp đối với các bộ phận có đường cong hoặc yêu cầu cắt theo ba chiều. Các ví dụ phổ biến về điều này bao gồm các bộ phận ô tô hoặc hàng không vũ trụ phức tạp theo thiết kế. Rô-bốt sáu trục sẽ gặp khó khăn với các nhiệm vụ cắt lớn hơn nếu không có sự hỗ trợ của các cơ chế bổ sung, chẳng hạn như các đơn vị chuyển rô-bốt.

Robot Laser có thể cắt những vật liệu nào?

Các nhà sản xuất triển khai cắt laser trên nhiều loại vật liệu. Một số vật liệu yêu cầu tia laser đặc biệt để có thể cắt. Vật liệu phổ biến bao gồm:

  • Gỗ và giấy
  • Thép
  • Nhôm
  • Nhựa và polyme
  • Thủy tinh
  • Kim loại mềm như đồng thau, đồng và vàng

Ngành công nghiệp nào tận dụng Robot cắt laser?

Các nhà sản xuất trong các ngành đòi hỏi các giải pháp cắt chất lượng cao được hưởng lợi rất nhiều từ robot cắt laser. Mặc dù các lĩnh vực mà các máy này hỗ trợ rất rộng, nhưng các yêu cầu cụ thể của ứng dụng xác định liệu có cần phải có giải pháp laser hay không. Các phương pháp cắt khác có thể đủ cho nhiều nguyên công cắt. Các ngành phổ biến bao gồm:

  • Chế biến gỗ
  • Giấy
  • Cửa hàng kim loại
  • Ô tô
  • Hàng không vũ trụ
  • Thiết bị và dụng cụ y tế
  • Thiết bị điện tử

Robot cắt Laser so với các phương pháp cắt khác như thế nào?

Có một số phương pháp cắt có sẵn cho các nhà sản xuất ngày nay. Tùy chọn bạn chọn phụ thuộc nhiều vào vật liệu và nhu cầu của sản phẩm hoặc ứng dụng của bạn. Ví dụ, cắt laser là một phương pháp cắt linh hoạt trên nhiều vật liệu. Ngoài ra, nó cung cấp độ chính xác cắt cao nhất. Tuy nhiên, nó bị hạn chế về tốc độ và độ sâu cắt.

Vì vậy, nó có thể không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu như sau:

  • Cắt tốc độ cao
  • Vật liệu dày hơn (lưu ý: độ sâu cắt tối đa khác nhau tùy thuộc vào loại laser, công suất và vật liệu)
  • Ít cần độ chính xác cao

Trong những trường hợp này, các phương pháp khác có thể tốt hơn.

– Các máy CNN truyền thống

Các máy CNC truyền thống sử dụng các phương tiện cơ khí để cắt các nguyên công. Ví dụ, máy phay sử dụng các mũi khoan để cắt bỏ phần trống cố định. Ngoài ra, các nhà máy sử dụng các công cụ cắt như lưỡi cacbua hoặc kim cương để cắt vật liệu kéo sợi.

Cắt cơ khí là tuyệt vời cho nhiều ứng dụng. Chúng thường có chi phí thấp hơn so với máy cắt laser. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ không hoạt động đối với một số vật liệu. Ví dụ, cắt cơ khí quá mài mòn đối với một số vật liệu mềm hơn như giấy hoặc vải và đặc biệt khó đối với những vật liệu khác, như thủy tinh. Mũi khoan tốc độ cao dễ làm hỏng các vật liệu này. Đối với nhiều ứng dụng, hiện tượng này có thể chấp nhận được và không ảnh hưởng đến chức năng của bộ phận. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng cụ thể đòi hỏi độ chính xác cao nhất và giữ nguyên tính toàn vẹn của vật liệu, cắt laser vẫn là lựa chọn tốt hơn.

– Máy cắt plasma

Máy cắt plasma tương tự như máy cắt laser về hình thức và chức năng. Những máy này có thể cắt vật liệu ở tốc độ cao hơn và độ sâu lớn hơn nhiều so với máy cắt laser. Tuy nhiên, tốc độ này đi kèm với chi phí. Ngoài ra, máy cắt plasma kém chính xác hơn máy cắt laser. Sự thiếu chính xác của chúng so với các giải pháp khác có thể hạn chế hiệu quả của chúng đối với một số ứng dụng.

Thật không may, máy cắt plasma chỉ giới hạn ở kim loại đen. Những kim loại này là những kim loại duy nhất hỗ trợ hệ thống plasma quá trình oxy hóa tận dụng để cắt. Ngoài ra, cắt plasma có thể làm cong vật liệu, đây là điều không mong muốn đối với một số ứng dụng. Giống như các giải pháp cắt cơ học, máy cắt plasma có chi phí thấp hơn so với hệ thống laser.

– Máy cắt bằng tia nươc

Chỉ máy cắt bằng tia nước mới có thể cạnh tranh với hệ thống laser trong phạm vi vật liệu mà chúng có thể cắt. Sử dụng tia nước công suất cao, những chiếc máy này loại bỏ vật liệu khỏi phôi để cắt ra một hình dạng cụ thể. Hơn nữa, máy tia nước có thể cắt ở độ sâu lớn hơn máy cắt laser. Tính năng này mang lại cho họ một lợi ích khác so với các hệ thống laser.

Tuy nhiên, hệ thống tia nước mang một vài nhược điểm. Đầu tiên, chúng cực kỳ ồn ào. Đặc tính này có thể gây nguy hiểm cho người vận hành làm việc gần máy. Thứ hai, máy tia nước kém chính xác hơn máy cắt laser. Thứ ba, những cỗ máy này lộn xộn. Các tia nước đẩy hơi ẩm vào môi trường, có thể làm gỉ hoặc ăn mòn các thiết bị khác. Do đó, giống như máy cắt plasma, máy phun tia nước có khả năng làm biến dạng vật liệu mà nó đang cắt.

3 Điều quan trọng cần ghi nhớ trước khi tích hợp Robot cắt laser

Hệ thống cắt laser cung cấp hiệu suất cắt chưa từng có. Tuy nhiên, nó cũng đặt ra một khoản đầu tư đáng kể. Do đó, giống như bất kỳ khoản đầu tư vốn nào, điều quan trọng là phải nhận thức được một số yếu tố quan trọng trước khi sử dụng

– Yêu cầu ứng dụng

Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự lựa chọn máy của bạn là các yêu cầu ứng dụng. Các ứng dụng khác nhau có nhu cầu khác nhau đối với các yếu tố như: Tốc độ, độ chính xác, phạm vi của chuyển động. Bằng cách hiểu nhu cầu của ứng dụng, bạn có thể đưa ra quyết định sáng suốt về loại máy phù hợp nhất với mình.

– Đặc điểm vật liệu

Đặc tính vật liệu đặc biệt có ý nghĩa đối với các nguyên công cắt gọt. Các vật liệu hoạt động khác nhau tùy thuộc vào phương tiện mà chúng tiếp xúc. Do đó, các phương pháp cắt cụ thể chỉ có thể cắt một số vật liệu. Nhiều quy trình có thể cắt giảm các quy trình khác, nhưng vật liệu có thể hoạt động tốt hơn dưới một giải pháp cụ thể.

– Phương pháp cắt thay thế

Hãy chuẩn bị để linh hoạt với lựa chọn phương pháp cắt của bạn. Cắt laser cực kỳ hiệu quả nhưng không phải là tối ưu trong mọi trường hợp. Ví dụ, cắt laser có thể là quá mức cần thiết đối với một số ứng dụng. Ngoài ra, đôi khi các yêu cầu của ứng dụng có thể làm cho việc cắt laser trở thành lựa chọn hợp lý duy nhất. Hãy nhận biết các lựa chọn thay thế cho cắt laser để đảm bảo bạn đưa ra quyết định tốt nhất khi bắt tay vào hành trình tự động hóa của mình.

Tương lai của Robot cắt laser

Robot cắt laser là một công nghệ hiện đại và ngày càng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu ngày càng tăng về sản xuất chính xác và nhanh chóng, tương lai của robot cắt laser sẽ rất tiềm năng và đa dạng. Dưới đây là một số xu hướng có thể xảy ra trong tương lai của robot cắt laser:

  • Tăng cường tính năng tự động hóa: Robot cắt laser sẽ được tối ưu hóa để tự động hóa quá trình sản xuất. Tính năng tự động hóa sẽ giúp tăng năng suất, giảm thiểu lỗi và thời gian sản xuất.
  • Sử dụng trí tuệ nhân tạo: Công nghệ trí tuệ nhân tạo có thể được sử dụng để giúp robot cắt laser tương tác và tự học từ môi trường sản xuất. Điều này sẽ giúp tăng tính linh hoạt và đáp ứng được các yêu cầu sản xuất đa dạng.
  • Sử dụng robot cắt laser trong sản xuất hàng loạt: Robot cắt laser sẽ được sử dụng nhiều hơn trong sản xuất hàng loạt, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và thiết bị y tế.
  • Phát triển các vật liệu cắt mới: Robot cắt laser có thể được sử dụng để cắt các vật liệu mới, đặc biệt là các vật liệu kỹ thuật cao như kim loại, gốm sứ, vật liệu cách nhiệt và vật liệu siêu nhẹ.
  • Sử dụng trong các ứng dụng cắt không tiếp xúc: Robot cắt laser sẽ được sử dụng nhiều hơn trong các ứng dụng cắt không tiếp xúc như trong y tế, sản xuất thực phẩm và đồ uống.

Vì vậy, tương lai của robot cắt laser rất sáng và có nhiều tiềm năng để phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Tags: , , , , , , , ,