Trumpf auf der Lasys 2018 Der Laser wird digitaler, flexibler und vernetzbarer

Redakteur: Peter Königsreuther

Neue Konzepte von Trumpf sollen die Integration von Lasern in Produktionsprozesse erleichtern, die Integration von Strahlquellen und deren Peripherie in die Datenwelt der Smart Factory vereinfachen und Laserfertigungsprozesse fit für Industrie 4.0 machen. Halle 4, Stand C51.

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Chancen und Möglichkeiten zur digitalen Vernetzung und zur Integration von Lasersystemen in bestehende Produktionsprozesse sind ein Hauptaspekt des Lasys-Auftritts von Trumpf. Nicht zuletzt soll der Laserbearbeitungsprozess dafür quasi prädestiniert sein. Halle 4 am Stand C51.
Chancen und Möglichkeiten zur digitalen Vernetzung und zur Integration von Lasersystemen in bestehende Produktionsprozesse sind ein Hauptaspekt des Lasys-Auftritts von Trumpf. Nicht zuletzt soll der Laserbearbeitungsprozess dafür quasi prädestiniert sein. Halle 4 am Stand C51.
(Bild: Trumpf)

Klaus Löffler, Geschäftsführer der Trumpf Lasertechnik zum Hintergrund des Lasys-Auftritts: „Kein anderes Werkzeug beherrscht so viele unterschiedliche Fertigungsverfahren. Und die Zahl an Maschinen- und Anlagenbauern, die die Lasertechnik integrieren, nimmt global stetig zu. Mit unseren Ideen wollen wir einen Baukasten unterschiedlicher Technologiemodule offerieren sowie die Zustands- und Prozessdaten bereitstellen und deren Visualisierung ermöglichen.“

Laseroptik und Sensor müssen harmonieren

Beim Laserprozess kommt es laut Trumpf auf das perfekte Zusammenspiel zwischen Strahlquelle und Bearbeitungsoptik an. Am einfachsten sei es, wenn die Lasersteuerung dabei beide optimal miteinander synchronisieren könne. Trumpf erklärt, dass Intelligente Bearbeitungsoptiken deshalb in ständigem Kontakt mit der Prozesssensorik und den Bahnführungssystemen stehen. Till Schneider, Leiter Produktmanagement der Trumpf Laser- und Systemtechnik erklärt: „Die jüngsten Entwicklungen in der Prozesssensorik haben der robotergeführten Remotebearbeitung einen zusätzlichen Schub gegeben. So positioniert das System nun Schweißungen mithilfe einer an der Optik angebundenen Kamera oder eines OCT-Sensors, überwacht den Prozess und regelt ihn in Echtzeit.“ Außerdem steuern moderne Scanneroptiken wie die samrt programmierbare Fokussieroptik (I-PFO) die Roboterbewegung und überlagern dabei ihre Auslenkung des Laserstrahls im dreidimensionalen Arbeitsraum flexibel und hochdynamisch, wie Schneider ausführt.

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Taktzeitoptimierung durch Simulation

„Das ganze hört sich komplex an, ist aber tatsächlich sehr einfach programmierbar wegen eines integrierten Trumpf-Systems zwischen Laser und I-PFO-Optik.“ Bauteil, Optik und Roboter könnten per Software simuliert und die Taktzeit optimiert werden. Direkt in der Fertigung könne der komplette Prozess am Panel des Roboterherstellers umgesetzt und angepasst werden. Löffler ergänzt: „Darin steckt unsere Prozesserfahrung, mit der wir Integratoren auch bei der Programmierung, Anpassung oder Neuentwicklung geeigneter Optiken für spezielle Anwendungen unterstützen.“

Neue Chancen durch Laserstrahlführung und -formung

Auch Festkörperlaser sind natürlich auf der Lasys zu sehen. Diese, so Trumpf, setzen sich in immer mehr Applikationen durch, was nicht zuletzt an der einfacheren Integration der Strahlführung über Laserlichtkabel, der flexiblen Strahlaufteilung oder -umlenkung im „Lasernetwork“ und deren ständige Weiterentwicklung liege. So entwickeln die Ditzinger aktuell etwa Hohlwellenleiter, die als künftige Laserlichtkabel für Ultrakurzpulslaser dienen.

Auch bei der Strahlformung von Festkörperlasern gehe es fix voran: So verteilt bei Trudisk-Lasern beispielsweise die neue Funktion „Brightline Weld“ die Laserleistung flexibel auf den inneren beziehungsweise äußeren Faserkern des Laserlichtkabels. So ergeben sich in den beiden Kernen unterschiedliche Laserstrahlen, die, wie Trumpf weiter erklärt, am Werkstück überlagert werden und individuell zum jeweiligen Prozess aufeinander abgestimmt werden können. Auf diese Weise soll sich die Qualität des Verfahrens verbessern lassen und Produktivitätsvorteile winken. Diese patentierte Technologie lässt sich laut Trumpf sogar in den meisten Laserinstallationen im Feld nachrüsten und auch mehrere Laserabgänge einer Strahlquelle können so betrieben werden.

So pusht der Laser die E-Mobilität:

Laserprozesse als produktionssichernde Datenquelle

Laserprozesse, heißt es, lassen sich von der Steckdose bis zur Prozesszone komplett in Daten abbilden, überwachen und steuern. Deshalb seien die Optiken, die Sensorik und die Strahlquellen, die Trumpf auf der Messe zeigt, bestens auf die Integration in die Datenwelt der Smart Factory vorbereitet. So stehen die Daten für viele Industrie-4.0-typische Anwendungen, wie etwa für die Qualitätsdatensicherung oder Cockpits zur Datenvisualisierung zur Verfügung. Und die Laser-Remoteanbindung über ein sicheres IT-Konzept ermöglicht es damit, die Applikationserfahrung und das Know-how der Trumpf-Experten für Services wie Condition Based Monitoring oder Predictive Maintenance zu nutzen, so Trumpf. Um das zu erreichen, laufen Daten über verschlüsselte Leitungen in einer Cloud zusammen, wo Algorithmen und "analoge" Trumpf-Experten sie zu Trendanalysen auswerten, wie Trumpf erklärt. Unregelmäßigkeiten sowie ihre Auswirkungen ließen sich so voraussehen und somit die Maschinenverfügbarkeit signifikant erhöhen.

Neue Strahlquellen fürs Schneiden und Schweißen per Laser

Auch die Strahlquellen selbst tragen dazu nach Aussage der Laserexperten dazu bei, eine Integration der Systeme in übergeordnete Maschinen optimal, einfach und intelligent zu gestalten. Beispielhaft dafür seien die Trudisk-Strahlquellen – auf der Lasys vertreten durch den neuen Trudisk 3000 sowie durch die neue Generation der Trufiber-Strahlquellen, wie der Trufiber 2000, der ebenfalls auf der Lasys zu sehen ist und dort seine Weltpremiere feiert.

Die zuvor erwähnte Möglichkeit zur einfache Integration zeige sich zum Beispiel im kompakten Laseraufbau und den flexiblen Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussystemen und der höchstmöglichen Lasersicherheits-Klassifizierung mit Performance Level e. Jedoch beweisen hilfreiche Funktionen wie die integrierte Laserleistungsregelung in Echtzeit für noch konstantere Prozessergebnisse, die Möglichkeit zur Integration eines Kompressorkühlers in den Laserschrank, oder auch die Kühlung von Peripheriekomponenten über die Strahlquelle die genannten Vorteile für den Anwender.

Je stabiler der Laserstrahl desto produktiver der Prozess

Beide Strahlquellen bedienen in der Applikation den Trend zu besserer Strahlqualität, der mehrere Ursachen hat. „Die Strahlqualität ist zum einen ein wesentlicher Schlüssel zur Produktivität des Prozesses“, bestätigt Schneider. Der Trufiber 2000 erzeugt einen perfekten Single-Mode-Strahl was sehr kleine Fokusdurchmesser mit hohen Leistungsdichten ermöglicht. Schneider: „Zusätzlich ermöglicht die bessere Strahlqualität ein größeres Scanfeld bei der Remote-Bearbeitung.“ Außer den Schweißprozessen mit linearem Vorschub, eignen sich beide Strahlquellen auch hervorragend für das Wobbelschweißen, das heißt, der Oszillation mit überlagerter Vorwärtsbewegung des Strahls, so Trumpf. Der Prozess sichere und verbessere die Schweißnahtqualität und punkte durch eine einstellbare Schweißnahtbreite. Die sehr gute Strahlqualität ermöglicht in diesem Fall eine höhere Einschweißtiefe bei gleicher Laserleistung, heißt es.

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