Laserunterstütze Blechbearbeitung: einfach integriert in Folgeverbundwerkzeuge

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Durch die neue Steuerungsarchitektur kann auch die Anbindung des Systems an die Presse sehr flexibel ausgelegt werden. Zum einen ist die Anbindung mittels eines Bussystems wie beispielsweise Profibus, Ethercat oder DeviceNet möglich. Durch eine solche Anbindung wird es möglich, die Bedienung des Hy-Press-III-Systems direkt in der Pressensteuerung durchzuführen. Zum anderen kann das System auch über kundenspezifische digitale und analoge Signale angesteuert werden. Somit ist das System auf nahezu allen Pressen einsetzbar.

Neben der Konnektivität des Systems wurde ebenfalls die Bedienbarkeit verbessert. Die komplette Steuerung des Systems erfolgt nun über eine selbsterklärende grafische Oberfläche. Es wurde eine Nutzerkontensteuerung implementiert, um das Systems vor Fehleingaben zu schützen und die Sicherheit der Mitarbeiter zu erhöhen. Weiterhin werden je nach Nutzerebene nur relevante Informationen angezeigt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. Die neue Bedienoberfläche wird um die Prozessbeobachtung ergänzt, welche mit bis 5,2 Mega-Pixel auflöst, sodass selbst kleinste Änderungen im Prozess vom Bediener erkannt werden. Das System ist mit einer Fernwartungsschnittstelle ausgestattet. So können die Anwender bei der Bedienung oder im Fehlerfall kurzfristig unterstützt und Ausfallzeiten minimiert werden. Neben der Steuerung wurden auch das Bestrahlungsmodul und der Strahlengang komplett überarbeitet. Durch eine Anpassung der Plattform und des Strahlengangs können jetzt Geometrien bis zu einer Größe von 160 x 160 mm² erwärmt werden. Der Einsatz eines sogenannten Galvanometer-Scanners, bei dem der Laserstrahlfokus auf dem Blech hochdynamisch (>20 m/s) abgelenkt werden kann, ermöglicht es, nahezu beliebige Geometrien zu erwärmen. Ebenfalls können mehrere Geometrien bestrahlt werden. Begrenzt wird die erwärmbare Fläche durch die benötigte Hubzahl, die eingesetzte Laserleistung und die Materialparameter. Der Wechsel beziehungsweise die Anpassung von Bestrahlungsgeometrien erfolgt in einer grafischen Nutzeroberfläche. Die Bestrahlungsgeometrien können hierbei aus Konstruktionsdaten (dxf) übernommen werden.

Ergänzendes zum Thema

Hy-Press-System

Laserunterstützte Blechbearbeitung ermöglicht die Bearbeitung hochfester und spröder Bleche aus Kupfer, Titan, Edel- oder Federstahl, die mit konventionellen Werkzeugen nicht mehr umsetzbar ist. Vor dem Umformen oder Stanzen werden die Werkstoffe durch lokales Erwärmen, etwa mit dem Laser, entfestigt, sodass sie sich leichter umformen oder stanzen lassen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat für die laserunterstützte Blechbearbeitung das modulare Hy-Press-System entwickelt, das nun in der dritten Generation erscheint und auf der Bleckexpo im November präsentiert wird. Die neue Version zeichnet sich unter anderem durch die vereinfachte Integration in die Presse sowie zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten und eine verbesserte Erwärmungseinheit aus.

Hy-Press III für internationalen Großkunden

Das Bestrahlungsmodul wurde nochmals hinsichtlich Betriebssicherheit und Wartung optimiert. Der Aufbau der Schwingungsentkopplung, welche es erstmals ermöglicht, flexible, jedoch auch empfindliche Galvanometerscanner in Folgeverbundwerkzeugen einzusetzen, wurde optimiert. Die Anordnung der einzelnen Elemente und deren Ansteuerung wurden überarbeitet. In Versuchen konnte die Vibrationen in dem Bestrahlungsmodul unabhängig von den eingebrachten Schwingungen auf unter 0,1 g gesenkt werden. Somit ist ein dauerfester Betrieb der Optikkomponenten sichergestellt. Für den Einsatz in der Industrie ist Hy-Press III als Laserschutzklasse 1 zertifiziert, sodass keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen für den Betrieb der Anlage notwendig sind. Ein erstes Hy-Press-III-System wird aktuell aufgebaut und ist bereits an einen internationalen Großkunden verkauft.

Zusätzlich wird am Fraunhofer-IPT ein Technologiezentrum für halbwarme- und warme Blechbearbeitung in mehrstufigen Prozessen aufgebaut. Hierzu wird Ende des Jahres eine 200-Tonnen-Servopresse mit hochdynamischen Blechvorschub und einer Blechzuführung aufgebaut. Mit der Anlage können Bleche bis zu einer Breite von 200 mm und Dicke bis 4 mm verarbeitet werden. Besonderheit der Anlage ist die Auslegung auf hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe. In Kombination mit HY-Press III können zukünftig Prozessentwicklungen, Verschleißuntersuchungen und auch 0-Serien beim Fraunhofer-IPT durchgeführt werden. Ebenfalls wird es ab Anfang 2016 möglich sein, das HY-Press-III-System für Untersuchungen mit dem notwendigen Personal für den Test-Einsatz in der eigenen Fertigung zu mieten.

Hy-Press III wird auch auf der Blechexpo in Stuttgart zu sehen sein.

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