Hochgeschwindigkeits-Laserschneidmaschine mit neuer CNC-Technik

Bild: NUM AG

Der CNC-Spezialist NUM unterstützt Grupo Plasma Automation – einem Hersteller von Fertigungsanlagen in Lateinamerika – bei der Entwicklung einer Hochgeschwindigkeits-Laserschneidmaschine, die eine adaptive Echtzeit-Höhensteuerung verwendet, um die Produktivität zu steigern.

Grupo Plasma Automation produziert eine breite Palette von Plasma-, Laser- und Wasserstrahlschneidmaschinen. Das Ziel der neuen CNC-Laserschneidmaschine ist es, Blechverarbeitern eine flexible Präzisionsschneidlösung zu bieten. Die als Speed Cut bezeichnete Maschine ist in der Lage, eine Vielzahl von Metallen mit unterschiedlichen Dichten zu schneiden, darunter verzinktes Eisen, Aluminium, Messing, Edelstahl und Kohlenstoffstahl. Sie verfügt über einen Arbeitsbereich von 1,5x3m und eine maximale Schneidgeschwindigkeit von 120m/min bei einer Positioniergenauigkeit von 40μm. Das System bietet auch bei hohen Geschwindigkeiten einen ruhigen Lauf.

Zur Maximierung von Leistung und Zuverlässigkeit basiert die neue Schneidmaschine von GPA vollständig auf branchenführender Laser- und Steuerungstechnologie. Die Laserquelle ist ein 2kW IPG Photonics Festkörper-Ytterbium-Fasersystem mit einer Wellenlänge von 1,07μm, und als Schneidkopf kommt ein Precitec LightCutter 2.0 zum Einsatz. Dieser spezielle Schneidkopf ist für seine dynamischen Leistungsmerkmale bekannt – er verfügt über eine automatische, motorbetriebene Justierung der axialen Fokusposition, kann Beschleunigungsraten von bis zu 3g bewältigen und deckt einen grossen Fokuspositionsbereich von 23mm ab.

Sämtliche Funktionen zur Positionierung des Schneidkopfes an der Maschine werden von einem CNC-System NUM Flexium+ 8 gesteuert.  Alle vier Maschinenachsen werden von drehmomentstarken NUM BPX-Servomotoren betrieben, die von digitalen NUM Drive X-Servoantrieben gesteuert werden; die Y1- und Y2-Portalachsen sind mit leistungsstarken 9,8Nm-Motoren ausgestattet, während die X- und Z-Achsen mit kleineren 2,7Nm- bzw. 1,4Nm-Motoren ausgestattet sind. Die Inbetriebnahmesoftware Flexium Tools von NUM ermöglicht die Optimierung der Y1/Y2-Achsen, während die Synchronisation aktiv ist, was ein sehr effizientes Mittel zur Maximierung von Leistung und Präzision darstellt.

Die Z-Achse steuert die vertikale Höhe des Laserschneidkopfes über dem zu schneidenden Blech. Durch die Nutzung der einzigartigen Echtzeitoperatoren (EO) des NUM Flexium-Systems, welche es ermöglichen ereignisgesteuerte Maschinenzyklen in den Echtzeit-CNC-Kernel zu integrieren, profitiert der Benutzer der Speed-Cut-Maschine von einem automatischen, dynamischen Höhensteuerungssystem, das extrem hohe Schneidgeschwindigkeiten ermöglicht. Das System wertet die Daten des Schneidkopfhöhensensors der Maschine aus und verwendet sie, um sehr schnell die PID-Regelkreisparameter (proportional-integral-derivativ) im Servo der Z-Achse anzupassen. Der Höhensensor wird auch im Rahmen der automatischen Werkstückerkennung eingesetzt um die Abmessungen, den Nullpunkt und den Winkelversatz des Werkstücks zu bestimmen, was die Bedienung der Maschine weiter vereinfacht.

 

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