Precyzyjne pozycjonowanie w laboratorium aplikacji laserowych

VONJAN Technology GmbH jest dostawcą i konsultantem rozwiązań dla producentów systemów laserowych. Jej głównym obszarem działalności jest dostarczanie optymalnych źródeł laserowych, jednostek odchylających i optyki laserowej do przemysłowych systemów laserowych w celu zapewnienia płynnej integracji systemu. Firma pozyskuje komponenty od dostawców z całego świata i dostosowuje je do indywidualnych potrzeb swoich klientów.

Aby móc oferować nie tylko produkty, ale także odpowiednie doradztwo, w 2020 r. utworzono laboratorium aplikacyjne, w którym przeprowadzane są testy dla klientów. Źródła laserowe, głowice skanujące, optyka i parametry procesu mogą być testowane na próbkach materiału. Gwarantuje to, że pożądany proces z odpowiednimi komponentami faktycznie działa niezawodnie dla klienta. VONJAN może również zalecić optymalizację, jeśli wyniki pomiarów sugerują nieco inną konfigurację niż ta, którą klient początkowo miał na myśli.

Skonfigurowane w tym celu urządzenie aplikacyjne zawsze składa się z lasera, jednostki odchylającej i optyki ogniskującej, które mają stałą odległość ogniskową od przedmiotu obrabianego - ale które muszą być najpierw precyzyjnie wyregulowane. VONJAN poszukiwał odpowiedniej osi liniowej z silnikiem i systemem sterowania.

Jednostka liniowa powinna umożliwiać określenie idealnej pozycji głowicy laserowej dla aplikacji klienta przy stosunkowo niewielkim wysiłku. Głowica lasera jest montowana w uchwycie, a następnie przesuwa się wzdłuż osi do różnych pozycji, aż plamka lasera skupi się na obrabianej powierzchni z dokładnością do 1/10 milimetra. Ponieważ regulacja musi być tak precyzyjna - i to przy wadze źródeł wiązki laserowej do 35 kilogramów i skoku 800 milimetrów - system musi mieć wysoki stopień sztywności.

Oprócz wysokiej dokładności i sztywności, dla firmy VONJAN ważne było znalezienie systemu, który byłby tak łatwy w konfiguracji i instalacji, jak to tylko możliwe.

igus miał idealne rozwiązanie: moduł liniowy drylin SLW-25120 ze śrubą pociągową TR24x5. Seria SLW ma wysoce odporne na skręcanie aluminiowe profile dwuwałowe i nadaje się do regulacji elektrycznej zarówno ręcznej, jak i za pomocą silnika takiego jak VONJAN. Oś jest kontrolowana przez system sterowania silnikiem Drylin D1, który jest odpowiedni dla silników krokowych, DC i EC/BLDC. Aplikacja VONJAN wykorzystuje silnik krokowy NEMA 24 z enkoderem i przekładnią 3:1.

System został skonfigurowany w igus przy użyciu danych określonych dla VONJAN. SLW-25120 jest promieniowo przystosowany do 2500N. Chociaż odległość między osiami wynosząca 435 milimetrów zmniejsza maksymalną dopuszczalną siłę, odporny na skręcanie aluminiowy profil podwójnego wału oznacza, że system VONJAN ma więcej niż wystarczające rezerwy. Dzięki narzędziu online igus, obliczenia i projekt silnika i przekładni można łatwo przeprowadzić. Firma VONJAN była w stanie zainstalować wstępnie zmontowany moduł liniowy z przekładnią i silnikiem, a także programowanie i połączenia czujników bez żadnych problemów.

Napęd śruby pociągowej nie tylko umożliwia przenoszenie bardzo dużych sił, ale także działa jako urządzenie zabezpieczające w przypadku awarii zasilania lub silnika, dzięki czemu oś nie może się zsunąć i zniszczyć lasera. Fakt, że VONJAN czasami montuje pikolasery o wartości 100 000 euro w celu regulacji, świadczy o zaufaniu do systemu. Wybrano silnik krokowy, ponieważ może on zapewnić maksymalny moment obrotowy nawet przy niskich prędkościach, a wartość kroku można ustawić na 0,72 stopnia za pomocą systemu sterowania D1. A ponieważ silnik jest wyposażony w enkoder, system D1 przez cały czas wie, gdzie znajduje się wózek. Jest to bardzo ważne przy programowaniu testów. Na przykład, klient zamówił nowy laser do swojego systemu. VONJAN dostosowuje go, ustawia dokładny punkt ogniskowania, a następnie wysyła go za granicę przesyłką ekspresową. Wszystko musi być w porządku przed wysyłką, klient musi go tylko zainstalować, a następnie jego system musi ponownie działać.

W celu prawidłowego ustawienia głowica laserowa jest montowana na osi, a materiał reaktywny jest naświetlany niską mocą lasera. Oś przechodzi przez zapisany program ruchu, a początek i koniec reakcji można zmierzyć na materiale reaktywnym. Ponieważ silnik krokowy rejestruje dokładną pozycję za pomocą enkodera, VONJAN może określić dokładny środek między początkiem i końcem reakcji, czyli punkt, na interfejsie internetowym. CEO Tobias von Jan podsumowuje: