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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

Markieren wie im Fluge

Markieren wie im Fluge Faserlaser kennzeichnet Werkstücke im Vorbeifliegen dauerhaft und verzerrungsfrei Traceability gewinnt in der industriellen Produktion zunehmend an Bedeutung. Einzelne Produkte bzw. ganze Chargen müssen individuell rückverfolgbar sein. Eine eindeutige, lückenlose und dauerhafte Kennzeichnung ist dafür die Voraussetzung. Der Vorgang des Markierens muss sich dabei möglichst reibungslos in den Produktionsprozess einfügen lassen. Ein für den Einbau in industrielle Fertigungsanlagen konzipierter Faserlaser ist auf diese Anforderungen ausgelegt. Er markiert beliebige Güter im Vorbeifliegen. Marking on the fly“ bedeutet, dass Produkte bei ungetakteter, kontinuierlich laufender Produktion markiert werden. Bei diesem äußerst wirtschaftlichen Vorgehen wird die Bewegung des zu markierenden Werkstücks mit der des Laserstrahls überlagert. Dabei wird die Geschwindigkeit der Transporteinrichtung kontinuierlich erfasst. Diese Technik beherrscht der präzise Faserlaser I103 L-G von der SIC Marking Group, der eine flexible, dauerhafte Beschriftung ermöglicht. Effiziente Markiertechnik Die Lasermarkiertechnologie wird hauptsächlich für die direkte Markierung auf Metall- oder Kunststoffteilen eingesetzt, wobei Härte und Oberflächenbeschaffenheit keine Rolle spielen. Die durch den Laserstrahl übermittelte Energie bewirkt im Fokuspunkt eine Oberflächenveränderung am Werkstück in Abhängigkeit vom Material. Manche Materialien verdampfen und erlauben so eine vertiefte Markierung, andere verfärben sich. Das Lasermarkiersystem I103 L-G von SIC Marking kann bis auf Gold, Kupfer und einige Messinglegierungen alle Metalle inklusive Stahl, Aluminium und Titanium-Legierungen und auch Kunststoffe beschriften. Ob alphanummerische Zeichen, Bar- und Data-Matrix-Codes, Grafiken und Logos, der I103 L-G schreibt präzise und kontraststark. Das Markierfenster des Faserlasers hat eine Größe von 100 x 100 mm, optional bis 170 x 170 mm. Er besteht aus einem Galvonometerkopf und einer Controllereinheit, genannt Fiber Unit, in der sich die Laserquelle befindet. Beide sind mit einem 3 m langen Glasfaserkabel verbunden. In der Laserquelle wird der Strahl generiert und verstärkt. Durch das Faserkabel passiert der Strahl dann den Kollimator, der den Strahl ausrichtet, bevor er den galvanometrischen Kopf erreicht. Der Galvo- Kopf besitzt zwei Spiegel von jeweils ca. 15 x 15 mm Größe, die an Schrittmotoren befestigt sind und den Laserstrahl für schnelle und präzise Markierungen umlenken. Schließlich konzentriert eine Linse den Strahl auf 30 µm. SIC Marking verwendet für seine Lasermarkiersysteme einen Ytterbiumdotierten Faserlaser. Diese Faserlasertechnologie für die Kennzeichnungstechnik ist besonders leistungsstark und langlebig, leicht einzurichten und es gibt keine laufenden Materialkosten. Solche Laser sind dort empfehlenswert, wo hohe Ansprüche an Die kompakten Abmessungen des Lasergeräts und sein geringes Gewicht von nur 5 kg ermöglichen einen einfachen Einbau Geschwindigkeit, Qualität und Leistung gestellt werden. Die auf Faserlasern basierende Markiertechnik ist die derzeit effizienteste. Der Laser I103L-G arbeitet in einem Standalone-Modus, der zur Steuerung keinen PC benötigt. Ein PC kann jedoch mit der einfach zu handhabenden Software SIC Laser Advanced verwendet werden, die im Lieferumfang enthalten ist. Mit der Software lässt sich eine Markierdatei erstellen, die alle relevanten Parameter, wie Markiergeschwindigkeit, 54 Der Konstrukteur 9/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Leistung und Frequenz, umfasst. Die Markiergeschwindigkeit kann dabei zwischen 0 und 4000 mm/s variieren. Bei der „Marking on the fly“-Technologie werden problemlos die 4000 mm/s erreicht. Der Laser ist mit einer durchschnittlichen Leistung von 20 oder 50 W erhältlich und hat eine Wellenlänge von 1064 nm. Die Frequenz, mit der der Laser gepulst wird, liegt zwischen 20 und 200 kHz, je nach Material des Werkstücks. Synchrone Bewegung Die Passiergeschwindigkeit des Werkstücks und die Größe der Markierung, die auf das zu markierende Objekt aufgetragen werden soll, sind dabei die limitierenden Faktoren. Die Kunst ist es, die Geschwindigkeit des Lasers mit der des vorbeifliegenden Materials zu synchronisieren, damit das Ziel, eine makellose Markierung zu erhalten, erreicht wird. Die Werkstücke fliegen mitunter in Sekundenschnelle vorbei und verlangen deshalb dem Markiersystem eine hohe Präzision ab. Auch bei Anfahr- und Abbremsvorgängen kann somit eine gleichbleibende, dauerhafte Markierung erzielt werden. Hohe Markiergeschwindigkeit Ein bedeutender Vorteil ist die hohe Beschriftungsgeschwindigkeit des Faserlasers. Der Laser ist direkt über dem zu markierenden Bauteil angeordnet. Sobald ein Bauteil in die Schutzverschalung fährt, löst ein Sensor ein Signal aus, und der Laser startet mit der Beschriftung, markiert das Bauteil im Flug. Die Bandgeschwindigkeit wird über ein Encodersignal an die Lasersteuerung übermittelt. Dies gewährleistet eine hohe, gleichbleibende Beschriftungsqualität, auch bei nicht konstanter Geschwindigkeit. Der Laser passt sich automatisch an die effektive Bandgeschwindigkeit an. Gute Integrationsfähigkeit Die kompakten Abmessungen des Lasergeräts und sein geringes Gewicht von nur 5 kg ermöglichen einen einfachen Einbau. Die integrierbaren Lasersysteme sind auf die intensive Benutzung als eigenständige Systeme ausgelegt, ohne Notwendigkeit für einen angeschlossenen PC. Sie können in Produktionsanlagen integriert werden oder in eigenständigen Arbeitsplatzsystemen verbaut werden. Diese Systeme eignen sich gleichermaßen für Produktionsanlagen mit geringem oder hohem Durchsatz und können auf vielfaltige Weise angepasst und erweitert werden. Unterschiedliche Gehäuseformen, angepasste Werkzeuge und Zuführungen, zusätzliche Achsen sind auf Anfrage erhältlich. STATEMENT Martina Heimerl, Redakteurin In einer sich zunehmend beschleunigenden Welt ist auch bei den Maschinen Multitasking gefragt. Arbeitsschritte wie Transport und Markierung werden überlagert, um die Durchsatzzeiten zu erhöhen. Die perfekte Synchronisation in Höchstgeschwindigkeit ist dabei die große Herausforderung. Auch hier wird wieder deutlich, dass das Zusammenspiel, die Vernetzung bis hin zur Verschmelzung der Komponenten untereinander immer wichtiger wird. Auch die Anbindung an bestehende Steuerungen ist möglich. Die SIC-Marking-Lasersysteme verfügen über eine Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten für Industrienetzwerke. Die Systeme sind mit breiten Anschlussmöglichkeiten, wie Digital I/O, Ethernet TCP/ IP, RS232 ausgestattet und bieten weitere Funktionen zur Anbindung an alle Elemente in ihrer Umgebung. Alternativ können die Systeme einfach mit Profinet oder Profibus in ihre Produktionsumgebung eingebunden werden. Die direkte Anbindung an das Industrienetzwerk ohne Verwendung von speziellen Gateways bietet eine beträchtliche Zeitund Kostenersparnis. Ein weiterer Vorteil dieses Lasermarkiersystems ist seine Luftkühlung. Wassergekühlte Systeme sind durch den komplexeren Aufbau wesentlich anfälliger und bei Wartungsarbeiten kostenintensiver. SIC Marking liefert nicht nur das Markiersystem, sondern installiert es auch und bietet einen weltweiten Service an. Wobei die weltweite Unterstützung der Kunden bei Inbetriebnahme, Schulung und Wartung im Fokus steht. Modellbeschreibung des Faserlasersystems für die Markierungsart „Marking on the fly“ www.sic-marking.de SMARTER PRODUCT USABILITY DOPPELT AUSGEZEICHNET – DER NEUE SICHERHEITS-LASERSCANNER RSL 400! www.leuze.de Motek, Halle 8, Stand 8501 Leuze-electronic.indd 1 08.08.2016 13:31:11 Der Konstrukteur 9/2016 55

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