Pontos pozícionálás a lézeralkalmazási laboratóriumban

A VONJAN Technology GmbH a lézerrendszerek gyártóinak beszállítója és megoldás-tanácsadója. Fő területe az ipari lézerrendszerek számára optimális lézerforrások, eltérítő egységek és lézeroptikák biztosítása a zökkenőmentes rendszerintegráció érdekében. A vállalat az alkatrészeket világszerte beszállítóktól szerzi be, és az ügyfelek egyedi igényeihez igazítja azokat.

Annak érdekében, hogy ne csak a termékeket, hanem a megfelelő tanácsadást is kínálhassák, 2020-ban egy alkalmazási laboratóriumot hoztak létre, amelyben teszteket végeznek az ügyfelek számára. Lézerforrások, letapogatófejek, optikák és folyamatparaméterek tesztelhetők mintaanyagokon. Ez biztosítja, hogy a kívánt folyamat az adott komponensekkel valóban megbízhatóan működik az ügyfél számára. A VONJAN optimalizálási javaslatokat is tud tenni, ha a mérési eredmények az ügyfél eredeti elképzeléseitől kissé eltérő beállításokat javasolnak.

Az ehhez beállított alkalmazási eszköz mindig egy lézerből, egy eltérítő egységből és fókuszáló optikából áll, amelyeknek a munkadarabhoz képest fix fókusztávolságuk van - de amelyeket először pontosan be kell állítani. A VONJAN egy megfelelő lineáris tengelyt keresett motorral és vezérléssel.

A lineáris egységnek lehetővé kell tennie, hogy viszonylag kis erőfeszítéssel meghatározható legyen a lézerfej ideális pozíciója az ügyfél alkalmazásához. A lézerfej a rögzítőbe van szerelve, majd a tengely mentén különböző pozíciókba mozog, amíg a lézerfolt a megmunkálandó felületre fókuszál, 1/10 milliméteres pontossággal. Mivel a beállításnak ilyen pontosnak kell lennie - és mindezt úgy, hogy a lézersugár-források súlya akár 35 kilogramm és a lézerfej 800 milliméteres lökethossza is lehet -, a rendszernek nagyfokú merevséggel kell rendelkeznie.

A nagy pontosság és merevség mellett a VONJAN számára fontos volt, hogy olyan rendszert találjon, amelyet a lehető legkönnyebb konfigurálni és telepíteni.

Az igusnak megvolt a tökéletes megoldás: egy drylin SLW-25120 lineáris modul TR24x5 vezetőcsavarral. Az SLW sorozat nagymértékben torzióálló alumínium kettős tengelyű profilokkal rendelkezik, és alkalmas elektromos beállításokra, mind kézi, mind a VONJAN-hoz hasonló motorral történő beállításokra. A tengelyt a drylin D1 motorvezérlő rendszer vezérli, amely alkalmas léptető-, egyenáramú és EC/BLDC motorokhoz. A VONJAN alkalmazás egy NEMA 24-es léptetőmotort használ kódolóval és egy 3:1 arányú sebességváltóval.

A rendszert az igusnál konfigurálták a VONJAN számára megadott adatok alapján. Az SLW-25120 sugárirányban 2500N-ra alkalmas. Bár a 435 milliméteres tengelytávolság csökkenti a maximálisan megengedett erőt, a torzióálló alumínium kettős tengelyprofilnak köszönhetően a VONJAN rendszer több mint elegendő tartalékkal rendelkezik. Az igus online eszköz segítségével a motor és a sebességváltó számításai és tervezése egyszerűen elvégezhető. A VONJAN minden probléma nélkül tudta felszerelni az előre összeszerelt lineáris modult a sebességváltóval és a motorral, valamint a programozási és érzékelőcsatlakozásokat.

Az élenjáró csigahajtás nemcsak nagyon nagy erők átvitelét teszi lehetővé, hanem az élenjáró csiga biztonsági eszközként is működik áram- vagy motorhiba esetén, így a tengely nem csúszhat lefelé és nem teheti tönkre a lézert. A VONJAN bizalmát mutatja a rendszerbe vetett bizalom, hogy néha 100 000 euró értékű pico lézereket szerel össze beállításra. Azért választották a léptetőmotort, mert az alacsony fordulatszámon is képes a maximális nyomaték leadására, és a lépésérték a D1 vezérlőrendszerrel 0,72 fokig állítható. És mivel a motor kódolóval van ellátva, a D1 mindig tudja, hogy hol van a kocsi. Ez nagyon fontos a tesztek programozásánál. Egy ügyfél például csere lézert rendelt a rendszeréhez. A VONJAN beállítja, beállítja a pontos fókuszpontot, majd expressz szállítással külföldre küldi. Mindennek rendben kell lennie, mielőtt elküldik, az ügyfélnek már csak be kell szerelnie, és utána a rendszere újra működnie kell.

A helyes beállításhoz a lézerfejet a tengelyre szerelik, és egy reaktív anyagot kis lézerteljesítménnyel besugároznak. A tengely végigfut egy tárolt mozgásprogramon, és a reakció kezdete és vége mérhető a reaktív anyagon. Mivel a léptetőmotor a pontos pozíciót a kódoló segítségével rögzíti, a VONJAN a webes felületen meg tudja határozni a reakció kezdete és vége közötti pontos középpontot, a foltot. Tobias von Jan vezérigazgató összefoglalja: