Intelligente Sensorik, Laserschneiden

Active Speed Control blickt durch die Düse und beobachtet die Strahlung, die beim Schmelzen des Materials entsteht. Die Sensorik bestimmt, ob die Schmelze wie geplant austritt, ermittelt den schnellstmöglichen Vorschub und regelt bei Bedarf nach. - Bild: Trumpf

Auf der Euroblech in Hannover präsentiert Trumpf einen Meilenstein auf dem Weg zur autonomen Maschine: Active Speed Control. Das System blickt durch die Düse direkt in den Laserschnitt, überwacht ihn in Echtzeit und regelt selbstständig die Vorschubgeschwindigkeit von Festkörperlasermaschinen. Egal, ob Brenn- oder Schmelzschnitt – die Funktion steigert die Prozesssicherheit und reduziert Ausschuss und Nacharbeit.

Der Schnittspalt verrät viel über die Teilequalität und die Prozessstabilität. Je leichter das geschmolzene Material aus dem Spalt austritt, desto reibungsloser schneidet die Maschine. In Bau- und Edelstahlblechen ab vier Millimeter nimmt Active Speed Control diesen Schmelzfluss unter die Lupe.

Die Sensorik blickt dafür durch die Düse und beobachtet die Strahlung, die beim Schmelzen des Materials entsteht. Anhand dieses sogenannten Prozessleuchtens bestimmt sie, ob die Schmelze wie geplant austritt, ermittelt den schnellstmöglichen Vorschub und regelt bei Bedarf nach – und das viele hundert Mal pro Sekunde.

Auf diese Weise stellt Active Speed Control den optimalen Vorschub auch dann sicher, wenn die Blechdicke innerhalb einer Tafel variiert oder die Oberseite durch Rost oder Lacke verunreinigt ist. Solche Materialunterschiede führen für gewöhnlich häufig dazu, dass sich Schlacke bildet oder der Schnitt abreißt.

Bediener entlasten dank intelligenter Sensorik

Bisher ist es die Aufgabe des Bedieners, den zentralen Schneidparameter Vorschub auf das Material abzustimmen und einzustellen. Dabei helfen ihm Probeschnitte. Dank Active Speed Control entfallen diese Tests. Das erleichtert die Produktion, insbesondere die Einzelstückfertigung.

Ohne und mit Active Speed Control
Beim Brennschnitt von Baustahl mit einer minderwertigen Materialqualität sind Materialaufwürfe deutlich zu erkennen (links). Beim Schneidprozess mit Active Speed Control (rechts) ist dies nicht der Fall. Die Sensorik reagiert auf Rost und Verschmutzungen auf der Oberfläche, passt den Vorschub automatisch an und vermeidet so einen Fehlschnitt. - Bild: Trumpf

Um Unterschiede im Material auszugleichen, reduzieren Anwender häufig den Vorschub der Maschine. Das erhöht zwar in vielen Fällen die Prozesssicherheit, wirkt sich aber oft negativ auf den Schneidprozess und die Schnittqualität aus. Ein reduzierter Vorschub führt beispielsweise dazu, dass sich Hitze im Material entwickelt. Dieser Hitzestau lässt das Material unkontrolliert aufschmelzen; die Prozesssicherheit bei der Bearbeitung sinkt. Die automatische Vorschubregelung beugt dieser verstärkten Hitzeentwicklung vor.

Ein weiter Vorteil in der Anwendung: Der Bediener kann das Live-Bild des Blicks durch die Düse und die wichtigsten Prozessparameter jederzeit auf der Steuerungsoberfläche der Maschine oder einem Tablet abrufen. So behält er seine Anlage jederzeit im Blick.

Schneiddaten sagen der Maschine, wie sie ein Material in einer bestimmten Dicke bearbeiten muss. Dabei kalkulieren sie bereits einen Puffer ein, falls die Beschaffenheit des Blechs nicht immer gleich ist oder die Maschine aufgrund weniger erfahrenen Bedienern nicht optimal auf den nächsten Auftrag eingestellt ist. Die Maschine schneidet also mit weniger Vorschub, als sie eigentlich könnte.

Dank Active Speed Control ist dieser Puffer hinfällig. Mit der Sensorik arbeitet die Maschine jeweils so schnell wie möglich und so prozesssicher wie nötig. Active Speed Control erzeugt sogar häufig Geschwindigkeiten, die deutlich über den in den Schneiddaten hinterlegten Standardwerten liegen.

Teile, bei denen der Schnitt nicht bis zum Ende ausgeführt ist oder die viel Schlacke aufweisen, bedeuten Ausschuss und Zeitverlust – besonders, wenn der Schnittabriss während einer Nachtschnitt auftritt. Dank der automatischen Vorschubregelung passiert das so gut wie nie. Im Falle eines Fehlschnitts sorgt Active Speed Control dafür, dass die Maschine stoppt. Die Software TruTops Monitor informiert den Bediener umgehend, dass er eingreifen muss. Daneben reduziert Active Speed Control die Grat- und Schlackebildung.

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