ES2923021T3 - Robot de mecanizado y procedimiento para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser, con un láser de mecanizado integrado en un brazo del robot - Google Patents
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Abstract
La solicitud se refiere a un robot de mecanizado (1) para el mecanizado de piezas de trabajo utilizando un rayo láser (2), en particular un robot de mecanizado (1) con seis ejes, en el que el rayo láser (2) debe ser dirigido, especialmente por medios de desviación, sustancialmente a lo largo de un eje longitudinal (3) del robot de mecanizado (1) a través de un medio de acoplamiento articulado (14) en una entrada (4) en un eje de robot de mecanizado central (5) y en un cabezal de robot de mecanizado (6) que comprende un láser herramienta de mecanizado, en particular un medio de tobera de chorro (7) alrededor de una zona de salida (8) del rayo láser (2); el láser de mecanizado (9) para generar el rayo láser (2) está integrado en un brazo de robot de mecanizado (10) que forma parte del eje del robot de mecanizado central (5) y que comprende esencialmente una carcasa de carbono (11), en particular consiste de una carcasa de carbono (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Robot de mecanizado y procedimiento para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser, con un láser de mecanizado integrado en un brazo del robot
La invención se refiere a un robot de mecanizado para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento para mecanizar una pieza de trabajo utilizando un robot de mecanizado según el preámbulo de la reivindicación 9 (véase, por ejemplo, el documento DE200231 69 U).
Se conoce dotar a los robots de mecanizado de ejes de mecanizado y brazos móviles que conducen un rayo láser hacia el inicio de un cabezal de mecanizado. Estos elementos son muy estables aunque al mismo tiempo condicionan un dispositivo grande y un peso elevado si se requiere una gran zona de mecanizado fiable y de rápido acceso.
El documento EP 1759818 A1 da a conocer un robot con un láser integrado, presentando el dispositivo un amplio rango de pivotado.
El documento US 2021230356 A1 da a conocer un sistema láser ajustable a escala en una carcasa.
El documento DE 4125480 A1 da a conocer módulos de unión de ejes para los robots.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un robot de mecanizado sencillo y seguro que, al mismo tiempo, evite los inconvenientes del estado de la técnica.
El objetivo se alcanza mediante un robot de mecanizado para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser según la reivindicación 1, es decir, un robot de mecanizado de seis ejes, debiendo conducir el rayo láser a través de medios de desviación esencialmente a lo largo de un eje longitudinal del robot de mecanizado a través de un medio de acoplamiento articulado hacia una entrada a un eje de robot de mecanizado central hasta un cabezal de robot de mecanizado con una herramienta de mecanizado láser, en particular con un medio de boquilla alrededor de una zona de salida del rayo láser, estando integrado el láser de mecanizado para la generación del rayo láser en un brazo de robot de mecanizado del eje de robot de mecanizado central, que esencialmente comprende una carcasa de carbono, en particular está compuesto por la misma, estando prevista una carcasa externa superior completa de un brazo de robot de carbono con unos puntos de conexión correspondientes de aluminio, presentando el láser de mecanizado una potencia láser entre aproximadamente 60 W y aproximadamente 300 W, siendo en particular el láser de mecanizado un láser de CO2.
En el robot de mecanizado láser la carcasa según la invención es una carcasa superior completa de carbono con unos puntos de conexión correspondientes de aluminio. El robot de mecanizado láser tiene según la invención seis ejes. La carcasa superior completa corresponde según la invención a una carcasa externa del brazo.
La carcasa de carbono comprende ventajosamente una composición de fibras de carbono ligera y estable.
En la disposición según la invención, por ejemplo, pueden utilizarse los movimientos de un robot conocido y al mismo tiempo puede llamarse a la función del rayo láser de manera integrada y alcanzarse un gran rango de trabajo.
En este robot de mecanizado láser según la invención una herramienta de mecanizado láser, en particular un escáner, puede estar dispuesta detrás de un sexto eje en la zona del quinto eje, generalmente un eje de giro. De este modo puede acortarse considerablemente hacia delante la longitud de herramienta del robot de mecanizado, lo que conlleva ventajas considerables con respecto a la velocidad y precisión durante una reorientación.
La conexión de la carcasa de láser es posible lateralmente a la articulación a un eje de giro correspondiente. Mediante la variante de robot de mecanizado con el guiado interno del rayo láser en los ejes cuarto y sexto el guiado del rayo puede implementarse con un esfuerzo reducido.
Resulta ventajoso que el brazo del robot de mecanizado con el láser de mecanizado esté integrado en un tercer o cuarto eje de robot de mecanizado.
Resulta ventajoso que la entrada del medio de acoplamiento en un lado del eje de robot de mecanizado central esté dispuesta de tal modo que el medio de acoplamiento, por el movimiento del robot de mecanizado, sólo experimente un movimiento reducido.
Resulta ventajoso que la entrada del medio de acoplamiento esté dispuesta cerca del inicio del eje de robot de mecanizado, en particular en una zona de codo de un robot de brazo articulado.
Resulta ventajoso que en el extremo del lado del láser del medio de acoplamiento esté previsto un espejo/un par de espejos y que en el extremo del lado del eje del medio de acoplamiento esté previsto un espejo/un par de espejos.
Resulta ventajoso que en la zona de cabeza del robot de mecanizado se emplee un escáner, en particular un escáner de alto rendimiento.
Resulta ventajoso que el robot de mecanizado presente un peso de aproximadamente 300 kg, presentando el láser en particular un peso de aproximadamente 32 kg y/o que el robot de mecanizado presente un amplia relación entre la longitud de la zona de trabajo y la base, en particular aproximadamente de 3 a 1. La presente invención permite así una relación muy buena entre la longitud del rango de trabajo y el tamaño de la base, particularmente con robots ligeros de aproximadamente 300 kg.
Resulta ventajoso que esté previsto un medio de embudo para la succión en la zona anterior del cabezal del robot de mecanizado. Mediante el embudo es posible una succión en la zona anterior. De este modo es posible arrastrar el embudo con el movimiento del robot y puede producirse un diseño más sencillo del dispositivo. Resulta ventajoso que esté previsto un dispositivo de cambio para el medio de boquilla con un sistema de paso en el cabezal del robot de mecanizado y/o que el medio de boquilla esté realizado de manera giratoria.
Ventajosamente puede implementarse un dispositivo de cambio de medio de boquilla con un sistema de paso, fijándose el medio de boquilla en un receptáculo e indicándose por ejemplo mediante al menos un, en particular dos, cilindros neumáticos. La indicación puede producirse una vez desde la derecha y otra desde la izquierda. Entonces, para la recepción el robot de mecanizado puede acercarse a la estación, por ejemplo, desde la izquierda y para la deposición, desde la derecha. De este modo sólo es necesario pasar una sola vez por el robot de mecanizado, porque el medio de boquilla se recibe mediante un centrado de bola con resorte, con lo que se ahorra tiempo de ciclo.
Ventajosamente además puede realizarse un giro de la boquilla de aire. De este modo, en función del proceso, puede implementarse una eliminación más selectiva del aire de escape mediante el chorro de aire.
El objetivo también se alcanza mediante un procedimiento para mecanizar una pieza de trabajo utilizando un robot de mecanizado para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser según la reivindicación 9, es decir, utilizando un robot de mecanizado de seis ejes, conduciéndose el rayo láser en particular a través de medios de desviación esencialmente a lo largo de un eje longitudinal del robot de mecanizado a través de un medio de acoplamiento articulado hacia una entrada a un eje de robot de mecanizado central hasta un cabezal de robot de mecanizado con una herramienta de mecanizado láser, en particular con un medio de boquilla alrededor de una zona de salida del rayo láser, estando integrado el láser de mecanizado para la generación del rayo láser en un brazo de robot de mecanizado del eje de robot de mecanizado central, que esencialmente comprende una carcasa de carbono, en particular está compuesto por la misma, en particular utilizando uno de los dispositivos según las reivindicaciones 1 a 9.
A partir de las reivindicaciones y la siguiente descripción, en la que se explican en más detalle ejemplos de realización del objeto de la invención en relación con los dibujos, se deducen características y ventajas adicionales de la invención.
Muestran:
la figura 1, un robot de mecanizado según la invención en una representación en perspectiva,
la figura 2, un robot de mecanizado según la invención en una representación en perspectiva en una representación parcial y
la figura 3, un robot de mecanizado según la invención en una representación en perspectiva en una representación parcial.
La figura 1 muestra un robot de mecanizado 1 según la invención en una representación en perspectiva, para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser, según la invención un robot de mecanizado de seis ejes, debiendo conducir el rayo láser 2 a través de medios de desviación esencialmente a lo largo de un eje longitudinal 3 del robot de mecanizado 1 a través de un medio de acoplamiento 14 articulado hacia una entrada 4 a un eje de robot de mecanizado 5 central hasta un cabezal de robot de mecanizado 6, en particular con un medio de boquilla 7 alrededor de una zona de salida 8 del rayo láser 2, estando integrado el láser de mecanizado 9 para la generación del rayo láser 2 en un brazo de robot de mecanizado 10 del eje de robot de mecanizado 5 central, que esencialmente comprende una carcasa de carbono 11, en particular está compuesto por la misma. En la zona del cabezal del robot de mecanizado 6 del robot de mecanizado 9 se emplea un escáner 18, en particular un escáner de alto rendimiento.
La entrada 4 del medio de acoplamiento 3 en un lado 7 del eje de robot de mecanizado 5 central está dispuesta de tal modo que el medio de acoplamiento 14 por el movimiento del brazo del robot de mecanizado 10 sólo experimente un movimiento reducido.
Una relación de la longitud de trabajo 16 con respecto a la zona de base 15 está configurada de manera muy amplia, lo que da lugar a una buena accesibilidad de estructuras de pieza de trabajo diferenciadas y alejadas.
La figura 2 muestra un robot de mecanizado 1 según la invención en una representación en perspectiva en una representación parcial, pudiendo estar previsto un dispositivo de cambio (no representado) para el medio de boquilla 19 con un sistema de paso en el cabezal del robot de mecanizado 6 y/o estando realizado el medio de boquilla 19 de manera giratoria.
La figura 3 muestra un robot de mecanizado 1 según la invención en una representación en perspectiva en una representación parcial, estando previsto un medio de embudo 17 para la succión en la zona 20 anterior del cabezal del robot de mecanizado 6.
Lista de números de referencia
1 robot de mecanizado
2 rayo láser
3 eje longitudinal
4 entrada
5 eje de robot de mecanizado central
6 cabezal del robot de mecanizado
7 lado
8 zona de salida
9 láser de mecanizado
10 brazo del robot de mecanizado
11 carcasa de carbono
13 extremo en el lado del láser
14 medio de acoplamiento
15 zona de base
16 longitud de trabajo
17 medio de embudo
18 escáner
19 medio de boquilla
20 zona anterior
Claims (9)
1. Robot de mecanizado (1) de seis ejes para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser, con medios de desviación, un medio de acoplamiento (14), un cabezal del robot de mecanizado (6), una herramienta de mecanizado láser, en particular con un medio de boquilla (7), y un láser de mecanizado, en particular un láser de mecanizado de CO2, para la generación de un rayo láser (2), siendo la potencia láser de entre 60 W y 300 W, debiendo conducir el rayo láser (2) a través de los medios de desviación esencialmente a lo largo de un eje longitudinal (3) del robot de mecanizado (1) a través del medio de acoplamiento (14) articulado hacia una entrada (4) a un eje de robot de mecanizado (5) central hasta el cabezal de robot de mecanizado (6) con la herramienta de mecanizado láser alrededor de una zona de salida (8) del rayo láser (2), caracterizado por que el láser de mecanizado (9) para la generación del rayo láser (2) está integrado en un brazo de robot de mecanizado (10) del eje de robot de mecanizado (5) central, que esencialmente comprende una carcasa de carbono (11), en particular está compuesto por la misma, siendo la carcasa de carbono (11) una carcasa externa (11) superior completa del brazo de robot (10) de carbono con unos puntos de conexión correspondientes de aluminio.
2. Robot de mecanizado según la reivindicación 1, caracterizado por que el brazo del robot de mecanizado (10) con el láser de mecanizado (9) está integrado en un tercer o cuarto eje de robot de mecanizado (5).
3. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que la entrada (4) del medio de acoplamiento (3) en un lado (7) del eje de robot de mecanizado (5) central está dispuesta de tal modo que el medio de acoplamiento (14) por el movimiento del brazo del robot de mecanizado (10) sólo experimente un movimiento reducido.
4. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la entrada (4) del medio de acoplamiento (14) está dispuesta cerca del inicio del eje de robot de mecanizado (5), en particular en una zona de codo de un robot de brazo articulado.
5. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que en el extremo (13) del lado del láser del medio de acoplamiento (14) está previsto un espejo/un par de espejos y en el extremo (11) del lado del eje del medio de acoplamiento (14) está previsto un espejo/un par de espejos.
6. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que en la zona del cabezal del robot de mecanizado (6) del robot de mecanizado (9) se emplea un escáner (18), en particular un escáner de alto rendimiento.
7. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que presenta un peso de aproximadamente 300 kg, presentando el láser en particular un peso de aproximadamente 32 kg y/o una amplia relación de rango de trabajo con respecto a la base, en particular aproximadamente de 3 a 1.
8. Robot de mecanizado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que está previsto un medio de embudo (17) para la succión en la zona (20) anterior del cabezal del robot de mecanizado (6) y/o está previsto un dispositivo de cambio para el medio de boquilla (19) con un sistema de paso en el cabezal del robot de mecanizado (6) y/o el medio de boquilla (19) está realizado de manera giratoria.
9. Procedimiento para mecanizar una pieza de trabajo utilizando un robot de mecanizado (1) de seis ejes para mecanizar piezas de trabajo con un rayo láser, generando un láser de mecanizado (9), en particular un láser de mecanizado de CO2 (9), un rayo láser (2), siendo la potencia láser de entre 60 W y 300 W, y conduciéndose el rayo láser (2) a través de medios de desviación esencialmente a lo largo de un eje longitudinal (3) del robot de mecanizado (1) a través de un medio de acoplamiento (14) articulado hacia una entrada (4) a un eje de robot de mecanizado (5) central hasta un cabezal de robot de mecanizado (6) con una herramienta de mecanizado láser, en particular con un medio de boquilla (7) alrededor de una zona de salida (8) del rayo láser (2), caracterizado por que el láser de mecanizado (9) para la generación del rayo láser (2) está integrado en un brazo de robot de mecanizado (10) del eje de robot de mecanizado (5) central, que esencialmente comprende una carcasa de carbono (11), en particular está compuesto por la misma, siendo la carcasa de carbono (11) una carcasa (11) superior completa del brazo del robot de mecanizado (10) de carbono con unos puntos de conexión correspondientes de aluminio, en particular utilizando uno de los dispositivos según las reivindicaciones 1 a 8 .
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