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Elektroantrieb Schnell und genau Laserschweißen dank dynamischem Hohlwellenantrieb

Autor / Redakteur: Michael Heins / Stefanie Michel

Für hochpräzises Laserschweißen mit hoher Geschwindigkeit muss sichergestellt sein, dass der Laserstrahl seine Position schnell findet und seine Bahnen zügig abfährt. Dafür sorgen speziell entwickelte Elektromotoren mit Hohlwelle aufgrund ihrer hohen Laufgüte und Laufcharakteristik.

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Schweißvorrichtung RWS (Bild: Rofin-Sinar)
Schweißvorrichtung RWS (Bild: Rofin-Sinar)

Mit lichtintensiven Blitzen werden Präzisionsschweißungen mit sogenannten CO2-Slab-Lasern in Rekordzeit ausgeführt. Die Industrie schneidet mit Hochleistungslasern im Kilowattbereich Stahlplatten und großflächige Bauteile, die mit konventionellen Methoden nur mühsam und zeitintensiv bearbeitet werden können.

Laserschweißanlagen positionieren Laserstrahl mit 400 m/min

Seit nunmehr über 30 Jahren werden Laserschweißsysteme mit den unterschiedlichsten Strahlenquellen in der industriellen Fertigung eingesetzt. Sie haben sich in vielen Anwendungsbereichen fest etabliert. Besonders in der Automobilfertigung sind Laserschweißungen heute kaum noch wegzudenken. Sie setzen sich immer mehr gegen klassische Widerstandsschweißungen durch und ermöglichen Schweißungen unterschiedlichster Metalle und auch Kunststoffe in Rekordzeiten.

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Beim sogenannten „Remote Welding System“ (RWS) von Rofin-Sinar werden leistungsstarke CO2-Slab-Laser oder optional auch Festkörperlaser eingesetzt, mit denen in einer Positioniergeschwindigkeit von bis zu 400 m/min hochpräzise Schweißungen als sogenannte Steppnähte oder Punktschweißungen ausgeführt werden.

Genaue Antriebe für schnelles Laserschweißen

Zusammen mit Rofin-Sinar und Robot-Technology entwickelte die Firma Harmonic Drive Antriebe, die aufgrund ihrer hohen Laufgüte und Laufcharakteristik den Umlenkspiegel des Laserstrahls mit höchster Präzision und Dynamik bewegen und positionieren. Selbst bei möglichen Fokussierlängen von bis zu 2 m werden High-Speed-Schweißungen vollautomatisch durchgeführt – immer hochgenau sowie von höchster Qualität und Belastbarkeit.

Gezielt findet der über zwei Achsen gesteuerte Laserstrahl seine Position in Millisekunden und fährt mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit auch räumlich gekrümmte Bahnen dreidimensional ab. Zurück bleibt eine feine Naht, die mit konventionellen Schweißverfahren in dieser Qualität und Geschwindigkeit nicht herzustellen wäre.

Kurze Energieeinwirkung verhindert hohe Erwärmung

Mit einer bis zu 8 kW starken Schweißleistung wird bei den RWS-Anlagen der vorfokussierte Lichtstrahl in einer Optik gebündelt und über einen Umlenkspiegel in den Schweißraum gelenkt. Der Umlenkspiegel ist gewichtsoptimiert und rückseitig gekühlt. Der Laserstrahl wird exakt am Schweißpunkt fokussiert. Ohne jeglichen Zusatz von Schweißmaterial zischt der Strahl mit höchster Genauigkeit und Laufruhe über das Material und erschmilzt dieses.

Bei einem Fokussierdurchmesser von typischen 0,6 mm sind auch filigrane und dünnwandige Schweißungen kein Problem. Die nur kurzzeitige Einwirkung der hohen Lichtenergie verhindert allzu große Erwärmungen in tieferen Materialzonen und schont somit das Materialgefüge.

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