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Laserlohnbetrieb setzt auf moderne Softwarelösungen

Dipl. - Betrw. Wolfgang Pohl, Dipl. -Ing. Olaf Günther

ISERLOHN - Die allgemeine Marktsituation im Bereich der Lasermaterialbearbeitung ist durch abnehmende Losgrößen und Stückzahlen, kurze geforderte Lieferzeiten und hohen Konkurrenzdruck gekennzeichnet. Daraus ergibt sich für die Unternehmen die Forderung, möglichst schnell, flexibel und kostengünstig zu produzieren, um eine Wettbewerbsfähigkeit gewährleisten zu können. Die Erreichung dieses Zieles setzt im allgemeinen eine klare Strukturierung der innerbetrieblichen Organisation voraus. Darauf aufbauend kann die Integration von PC-NC-Steuerungen zur Automatisierung erfolgen.

Die LMB GmbH hat zur Zeit verschiedene Festkörperlaser im Einsatz, mit denen die Bereiche Beschriften/Markieren, Abtragen, Schweißen und Schneiden abgedeckt werden. Durch moderne PC-NC-Steuerungen und CAD-CAM-Systeme ist dieses Unternehmen in der Lage, Aufträge schnell und präzise abzuwickeln. Durch PC-Vernetzung der sieben Laseranlagen ist eine direkte Auftragsabwicklung, incl. Zeiterfassung sowie Angebots- und Rechnungserstellung möglich. Die dabei eingesetzte Software stammt aus dem INGENIEURBÜRO DÜPUTELL.

Neben der reinen Lohnbearbeitung wie Einzelanfertigungen, kleinere, größere Stückzahlen sowie Serienfertigung bietet die LMB auch die Durchführung von Entwicklungsarbeiten und die Erstellung von Prototypen in der Lasermaterialbearbeitung an.

PC-NC-Steuerungen in der Serienfertigung

Die Fa. LMB verwendet 6 unterschiedliche Laser zum Schweißen in der Serienfertigung. Die Steuerung der Laser, der Achsantriebsmotoren und der Pneumatik erfolgt jeweils über einen Industrie PC mit Hilfe des Softwarepaketes PC-NC.

Das Prinzip der Ansteuerung der einzelnen Komponenten in der Anlage sei wie folgt kurz erläutert:

Nach dem mechanischen Aufbau und der Verkabelung der Anlage wurde das NC-Programm für die Durchführung der Automatisation geschrieben. Hier konnten alle M-Befehle frei definiert werden, wie z. B. Druckluft ein/aus, Laser an/aus oder Gas ein/aus. Auch ist es möglich alle G-Befehle frei zu definieren: X-Achse positiv/negativ, Y Achse positiv/negativ.

PC-NC-Steuerung beim Laserauftragschweißen

Das Softwarepaket PC-NC findet ebenfalls bei drei Laseranlagen, die zum Laserauftragschweißen eingesetzt werden, Verwendung. Hier dient das Programm zur Steuerung der vier Achsen (X, Y, Z, sowie eine Drehachse), der Gaszufuhr und der Lasersteuerung. Mit Hilfe von speziellen Industrietastaturen kann der Bediener direkt beim Bearbeiten eines Werkzeuges die Achsen bzw. den Aufspanntisch und somit das Werkstück bewegen. Dies führt zu einer kontinuierlich gleichbleibenden Schweißgeschwindigkeit. Diese ist gerade beim Auftragschweißen von enormer Wichtigkeit, um Lunker (Poren) oder Fehlstellen in der Schweißnaht ausschließen zu können. Auch kann eine höhere mechanische Festigkeit des zu schweißenden Bauteils erzielt werden.

NC-Programmiersystem zum Laserschneiden

Die folgende Vorgehensweise von der Zeichnung bis zum fertigen NC-Programm kann vollautomatisch durch ein Makro oder manuell durch Anwahl der Einzelfunktionen erfolgen:

Nach dem Einlesen der Zeichnung wird eine Konturanalyse durchgeführt, die automatisch notwendige doppelte Elemente und Konturlücken anzeigt und beseitigt. Evtl. notwendige Anschnittfahnen werden sowohl bei Innen- als auch bei Außenkonturen automatisch gesetzt (sind aber editierbar). Die anschließende automatische Konturverfolgung sortiert die Elemente (Reihenfolge) und legt die Bearbeitungsrichtung fest. Beim Schneiden ist jetzt ein wichtiges Leistungsmerkmal von PRO -NC notwendig die automatische Radiuskorrektur. Hier werden, je nach Einstellung, Äquidistanten im gewünschten Abstand zur gezeichneten Kontur gebildet, um die Schnittfuge des Werkzeuges zu kompensieren und eine hohe Genauigkeit (beim Feinschneiden im Bereich von < 0.05 mm) zu gewährleisten. Danach wird nach Eingabe der Begleitdaten (Kundenname, Teilebezeichnung, Programm Nr. etc.) das NC-Programm durch den frei konfigurierbaren Postprozessor generiert. Postprozessoren für alle gängigen Maschinensteuerungen nach DIN 66025, HPGL , Heidenhain etc. sind lieferbar. Komfortable (manuelle) Schachtelfunktionen unterstützen den Anwender bei der Tafelbelegung. Nach der Simulation kann das NC-Programm mit dem enthaltenen Datenübertragungsmodul an die Maschinensteuerung übertragen werden. Die Fa. LMB hat sich auf das Feinschneiden von Edelstahl und NE -Metall-Blechen im Bereich von 0,05 mm bis 2 mm spezialisiert. Geschnitten werden Teile aus dem Bereich der Feinmechanik, Elektro- und Medizintechnik mit einer Genauigkeit von ± 0.05 mm bei einer Schnittfugenbreite von < 0.1 mm. Gerade in diesem Bereich sind die zu schneidenden Konturen recht kompliziert, so dass das Programmiersystem PRO -NC unentbehrlich für das Unternehmen geworden ist. Produktions- und Entwicklungszeiten können somit auf ein Minimum reduziert werden.

Integrierte PC-Steuerung zum Laserbeschriften

Die Beschriftungs- und Gravieraufgaben werden bei der LMB mit einem Beschriftungssystem aus dem Hause TRUMPF-LASER durchgeführt; dieses System zeichnet sich durch eine integrierte Softwarelösung aus, mit der zum einen das Beschriftungsprogramm erstellt wird (On- oder Offline -Programmierung) und die zum anderen die komplette Lasersteuerung einschließlich der Ablenkspiegel übernimmt. Diese Lösung bietet gegenüber anderen Systemen den Vorteil, dass das generierte Beschriftungsprogramm ohne den Umweg über eine CNC-Steuerung sofort ausgeführt werden kann. Der Editor (Modul zur graphischen Programmerstellung) bietet komfortable Zeichen- und Editierfunktionen. Die enthaltenen Schriftfonts können durch entsprechende Bearbeitungsfunktionen nach Wunsch verändert werden. Die Schnittstellen (DXF, HPGL, PCX) gestatten das Einlesen und Verwenden von eingescannten oder gezeichneten Grafiken und Bildern, CAD-Zeichnungen, anderen Schriftfonts etc. Beschriftet wird eine Vielzahl von Metall- und Kunststoffteilen sowie verschiedene Arten von Folien für Typenschilder etc., wobei die Verwendung differenter Laserparameter (Lampenstrom, Geschwindigkeit, Pulsfrequenz etc.) zu unterschiedlichen Beschriftungsergebnissen führt. Je nach Wunsch kann z.B. auf metallischen Oberflächen eine Anlassbeschriftung (farbliche Veränderung der Oberfläche durch punktuell hohe Leistung) in verschiedenen Helligkeits- -abstufungen bis zur fast schwarzen Verfärbung oder eine Gravur (Materialabtrag in der Tiefe) realisiert werden. Die jeweils notwendigen Werkstückaufnahmen werden im Hause selbst konstruiert und gefertigt. Dadurch ist die LMB flexibel und kann ohne lange Vorlauf- und Rüstzeiten den Kunden kurze Durchlaufzeiten garantieren.