Aus Leidenschaft für Perfektion. Laserbearbeitungsoptiken der Scansonic GmbH

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1 Aus Leidenschaft für Perfektion Laserbearbeitungsoptiken der Scansonic GmbH

2 Inhalt Portrait Unsere Kunden Verwendung der Laser in der Makrobearbeitung Bearbeitungsoptiken Hochleistungsbearbeitungsoptik BO-SF Bearbeitungsoptiken und Nahtführung Optische Nahtführung Mechanische/taktile Nahtführung Bearbeitungsoptiken mit mechanischer Nahtführung Anwendungen der Nahtführung Ausblick Unternehmenspräsentation Scansonic 2

3 Portrait Kernkompetenz Entwicklung, Herstellung und Vertrieb mechatronischer Systeme für die Laser- und Lichtbogenmaterialbearbeitung Partner für Problemlösungen und Sonderentwicklungen in Automobilindustrie und Mittelstand Patentierte Nahtführung für Laser- und Lichtbogenprozesse Umfangreiche Dienstleistungsangebote g [Serviceeinsätze vor Ort, Inbetriebnahmeaudits, Produktionsbegleitung, Prozessoptimierung, Grundlagen- und Vertiefungsschulung, Übungen für den Störfall] Unternehmenspräsentation Scansonic 3

4 Portrait Zahlen und Fakten: Unternehmensgründung: 2000 Anzahl der Mitarbeiter: ca. 60 Hauptabsatzmarkt: t Automobilbau bzw. Zulieferindustrie i i für den Automobilbau Marktführer beim nahtgeführten Laserfügen im Karosseriebau DIN EN ISO 9001:2000 zertifiziert Unternehmenspräsentation Scansonic 4

5 Referenzen Unternehmenspräsentation Scansonic 5

6 Laser der Makro-Materialbearbeitung Laserart Hersteller z.b. Bearbeitungsoptiken für Gaslaser: 3D-Laserschneiden CO 2 -Laser Trumpf, Rofin Schweißen (insbesondere 3D und große Bauteile) Löten Häufig mit Roboter als Führungsmaschine Festkörperlaser: Stablaser: Lampengepumpt Trumpf Diodengepumpt Trumpf, Rofin Scheibenlaser Trumpf, Rofin Faserlaser IPG Schweißen, Schneiden Remote Welding am Roboter Löten (Strahlqualität lität Scheiben- & Faserlaser dazu fast zu gut ) Alles was kleine Spots, schlanke Taille oder große Arbeitsabstände erfordert Diodenlaser Laserline, Rofin, (Trumpf) Laserhärten, -umschmelzen, - beschichten usw. Laser-Weich/Hart-Löten Schweißen von Kunststoffen Schweißen von Metallen Unternehmenspräsentation Scansonic 6

7 Bearbeitungsoptiken für die Lasermaterialbearbeitung Einfache Bearbeitungsoptiken Anwendungen Hersteller Besonderheiten Vorteile Nachteile Laserschweißen Überlappverbindungen, Stumpfstöße, (Kehl- und Bördelnähte) typ. 1-6KW Laserlöten Kehl- und Bördelnähte (mit Zusatzdraht) Scansonic Precitec Highyag Trumpf Drauz Oft kombiniert mit Andrucksystemen (Rollen, Doppelrollen, Andruckfinger) Teilweise kombiniert mit Prozessüberwachungs- systemen Teilweise kombiniert mit Abstandssensorik Einfache Integration Vergleichsweise günstig Seit Jahren etablierte Technik Laserlöten nur eingeschränkt möglich (Positionierung, Drahtzuführung) Aufgrund von Positionierproblemen Fügen von Kehl- und Bördelnähten nur eingeschränkt möglich Unternehmenspräsentation Scansonic 7

8 Bearbeitungsoptiken für die Lasermaterialbearbeitung Spezielle Bearbeitungsoptik - BO-SF Anwendungen Hersteller Besonderheiten Vorteile HP-Anwendungen Scansonic Quasi fokusshiftfrei auch Hohe Prozesssicherheit mit hohen Anforderungen an eine stabile Fokuslage (Kugler, II-VI) bei High Power und Single Mode Sicherer Betrieb bei höchster Laserleistung Getestet bis 30 kw (mit YLS der IPG Laser GmbH) Hohe Prozesseffizienz Hohe Prozessstabilität - langzeitstabile Fokuslage Geringe Abhängigkeit der Fokuslage von Verschmutzungen Sehr gute Notlaufeigenschaften durch wassergekühlte Spiegel. Offenes System bei Entfernen des Schutzglases ermöglicht Spülen des Systems mit z.b. sauberer Luft oder Gas vor Inbetriebnahme oder zur Reinigung Unternehmenspräsentation Scansonic 8

9 Bearbeitungsoptiken für die Lasermaterialbearbeitung Hochleistungsbearbeitungsoptik - BO-SF Max. Laserleistung (cw): 30 kw Fokusshift gemessen ± 0,02 M=1:3,1; FKoll=80 mm 1-12 kw Faserlaser Lasereignung: Für alle gängigen Festkörperlaser (bis 450 mm) Verlustleistung < 2 % Brennweiten [mm] (frei kombinierbar andere möglich) Kollimation: 80, 120, 175 Fokussierung: 175, 250, 350, 500 Faserkopplungen: (andere möglich) Trumpf Typ-D, Trumpf Typ-B Optoskand QBH, Optoskand QD IPG HLC-8, LCA Unternehmenspräsentation Scansonic 9

10 Bearbeitungsoptiken für die Lasermaterialbearbeitung Bearbeitungsoptiken und Nahtführung Sehen oder Fühlen? Prinzipien Optische Nahtführung Lichtschnittsensor Videokamera mit Graubildauswertung Taktile Nahtführung vorlaufendes Tastelement als taktiler Sensor Separater Zusatzdraht als taktiler Sensor Merkmale Optischer Sensor wird im Vorlauf betrieben Erkennt Abweichungen von der erfassten Stoßkante zu den Ursprungskoordinaten des Sensors Taktiles Tastelement wird im Vorlauf betrieben Bei Nutzung eines Zusatzdrahtes als taktiles Tastelement wird der Stoß vorlauffrei detektiert. Vorteile Heftnähte lassen sich erkennen und behandeln Unempfindlich gegenüber Schweißspritzern und Fügespalte lassen sich vermessen und ausregeln Wechsel von versch. Stoßformen innerhalb einer Naht ist möglich Störlicht Sehr einfache Anwendung durch intuitives Prinzip verlauffrei (Bei Nutzung des Zusatzdrahtes) Mehrlagenfügen ist möglich Unternehmenspräsentation Scansonic 10

11 Optische Nahtführung Prinzip des Verfahrens (Triangulation) Aufnehmer Objektiv Über die Position der belichteten Position am Aufnehmer und die Geometrie kann der Abstand errechnet werden. Laser (Diode) Objektiv Messobjekt Unternehmenspräsentation Scansonic 11

12 Optische Nahtführung Optische Nahtführung - THxD Demonstration Unternehmenspräsentation Scansonic 12

13 Optische Nahtführung Optische Nahtführung für Laserbearbeitungsoptiken - THxD verbesserte Nahtqualität durch überwachte Werkzeugpositionierung verwendbar auf widrigen Oberflächen wie Edelstahl- und Aluminiumlegierungen unempfindlich gegenüber elektrischen ee e Feldern ede durch optische Filter unempfindlich gegen Störlicht geringer Vorlauf sehr großer Arbeitsabstand integrierte Luftspülung des Schutzglases integrierte Luft- / Wasserkühlung Schutzglas werkzeuglos schnell wechselbar (weitere Features optional erhältlich) Unternehmenspräsentation Scansonic 13

14 Mechanische Nahtführung Prinzip des Verfahrens ALO3 Scansonic bietet ein mechanisches Nahtführsystem für Laser- und Lichtbogenprozesse Ein Zusatzdraht dient als Material zur Nahtbildung und als mechanischer Taster zur Führung Beispiel: Laser (ALO3) Die Zusatzdrahtspitze wird kraftgeregelt in den Stoß gedrückt und folgt mechanisch dem Stoßverlauf Bei Abweichungen des Stoßverlaufes von der programmierten Bahn führt der Teleskoparm automatisch Ausgleichbewegungen seitlich und in der Höhe durch (1, 2, 3) und führt darüber den optimalen Arbeitspunkt des Energiestrahls nach Das System kann im Zusammenspiel mit einer Führungsmaschine durch digitale Ein- und Ausgänge oder über Feldbus (z.b. Interbus oder Profibus) vielseitig gesteuert werden Unternehmenspräsentation Scansonic 14

15 Mechanische Nahtführung ALO3 scapacs : Schweiß- und Lötoptik ALO3 (1) Fiber coupling (2) Auto focus collimation (3) Deflection unit 1 (4) Swivel axis (5) Camera module (6) Deflecting unit 2 (7) Focusing module Cover glass drawer Cross jet module (TA) Telescopic arm (KS) Force sensor (STRG) Controller Unternehmenspräsentation Scansonic 15

16 Mechanische Nahtführung Taktile Nahtführung: Demonstration Demonstration Front view Back view Unternehmenspräsentation Scansonic 16

17 Bearbeitungsoptiken mit mechanischer Nahtführung ALO 1 ALO 3 Nahtgeführtes Laserlöten Laser: Trumpf Nahtgeführtes Laserschweißen und löten Laser: Trumpf, IPG, Laserline, Rofin ALO 2 scapacs 401 Nahtgeführtes Laserschweißen Laborset für Laserschweiß und lötversuche Laser: Trumpf Laser: Trumpf, IPG, Laserline, Rofin Unternehmenspräsentation Scansonic 17

18 Mechanische Nahtführung Anwendungen Typische Anwendungen der mechanischen Nahtführung Nahtgrundform Beispiele Kehlnaht (B) Bördelnaht (A) Stumpfstoß (überstehende Kante nötig, min. 0,2 mm) I Naht Kante zur Nahtführung T Stoß Unternehmenspräsentation Scansonic 18

19 Beispiel Karosseriebau Nahtführsystem ist häufig erforderlich > Kehlnaht am > Kehlnaht am Bördelstoß Überlappstoß Unternehmenspräsentation Scansonic 19

20 Ausblick Wohin geht die Entwicklung der Bearbeitungsoptiken für den Makrobereich?? Scansonic Nahtführung + Koaxiallöten a Scansonic Nahtführung + remote welding Scansonic Nahtführung + shiftfreie Spiegeloptik größere Anwendungsfelder und Möglichkeiten durch Modulation des Laserstrahls Fortsetzung folgt! Unternehmenspräsentation Scansonic 20