Gesteigerte Dynamik für das Laserstrahlschneiden

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Fraunhofer IWS Dresden

Möglicher Schub der Antriebe begrenzt Beschleunigung

Die Grenze für die Beschleunigung ist durch den Schub gegeben, den die Antriebe jeder Achse zuführen können. Die Grenzen der Achsgeschwindigkeiten einer Maschine werden bei den allermeisten Schneidgeometrien durch deren begrenzte Ausdehnung und die voran genannten Begrenzungen kaum erreicht. In Bild 2 ist das ruck- und beschleunigungsbegrenzte Geschwindigkeitsverhalten eines Achsverbundes mit und ohne Scannerunterstützung beim Umfahren einer rechtwinkligen Ecke dargestellt.

Eine sehr ähnliche Problemstellung beim Schweißen mit Industrierobotern hatte das Fraunhofer IWS bereits 2001 durch die Integration eines Scannersystems industrietauglich gelöst und damit die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Genauigkeit enorm steigern können.

Beim Schweißen kommt es dabei, anders als beim Schneiden, auf eine möglichst konstante Prozessgeschwindigkeit und kurze Positionierzeiten zwischen den einzelnen Schweißstellen an. Das robotergeführte Remote-Schweißen ist heutzutage ein eingeführtes Verfahren, bei dem die Vorteile des Roboters (Arbeitsraum, Flexibilität) mit denen eines Scannersystems (Dynamik, Genauigkeit) über eine intelligente Bahnplanung und Steuerung verbunden werden.

Schneidgas wird konzentrisch zum Strahl in die Prozesszone zugeführt

Für das Laserstrahlschneiden steht das Erreichen der technischen Prozessgrenze auch bei komplexen Geometrien im Vordergrund, um das Potenzial der Strahlquellen auszuschöpfen. Zur Übertragung der Technik des robotergeführten Remote-Schweißens auf das Laserschneiden muss allerdings ein Schritt weiter gegangen werden und zur Strahlbewegung durch den Scanner zusätzlich eine hochdynamisch geführte Schneidgasdüse implementiert werden, die das Schneidgas konzentrisch zum Strahl in die Prozesszone zuführt, um einen sicheren Schmelzaustrieb zu gewährleisten.

Die unterschiedlichen RemoteSchneidverfahren unter dem eingetragenen Markennamen Remocut lassen sich in der Remocut-Familie des Fraunhofer IWS nach dem trennbaren Werkstoff und dem Einsatz eines Schneidgases in das gaslose Remote-Schneiden nichtmetallischer Materialien (Remocut-NM), das gaslose Remote-Schneiden metallischer Materialien bis zu einer Materialstärke von 0,7 mm (Remocut-M) und das gasunterstützte Remote-Schneiden für den Materialstärkenbereich bis 4 mm einteilen (Remocut-MG).

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