3D - Laserschneidanlage

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1 3D - Laserschneidanlage Fabrikat PRIMA-POWER Modell RAPIDO EVOLUZIONE / CP4000 Baujahr 2009 / Inbetriebnahme August 2010 Steuerung PRIMACH P20L Verfahrwege mm x mm x 765 mm Laserleistung Watt Strahl an Stunden nur ca h Maschinennummer 1028 KISTNER GmbH & Co. KG info@maschinen-kistner.de

2 TECHNISCHE DATEN Verfahrwege X-Achse Y-Achse Z-Achse mm mm 765 mm Direktantriebe mit Fokuskopf und Rotationsachse A-Achse 360 (kontinuierlich und unbeschränkt) B-Achse ± 135 AUSSTATTUNG Laserresonator CP4000 B-Achse / Housing 5 -Linse Kapazitiver Sensor Adaptive C-Achse (= ± 10 mm) Handbox (zur Selbstprogrammierung/Joystick-System) Anti-Crash-Kopf-Einrichtung + kapazitiver Höhenabtastung (SIPS II) CNC-Steuerung PRIMACH P20L - Anti-Crash-Sicherheitseinrichtung (SIPS I) Hochdruckeinrichtung und Gasumschaltung Automatische Kalibrierung Lufttrockner inkl. Filter Ethernet Karte Fast Approach Funktion Absauganlage m 3 /h Geteilte Sicherheitskabine ( Splitkabine ) 7.5 -Schneidsatz inkl. Anti-Crash-Einheit, Sensor + Linse B-Achse zum Schweißen (7.8 /Parabolspiegel 200 mm) Drahtzufuhr FPC Focal Position Control Software Full Tracking Software Autosquare LPM (Laser Piercing Monitor) Doppeltisch 3D Ergänzung Rauchabsaugung und Filtrierung für Aluminium Bedienungsanleitung + Dokumentation

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4 A. MASCHINENBESCHREIBUNG A1.01 LASERSCHNEIDANLAGE MODELL RAPIDO 1540 : RAPIDO 1540 hat folgende Eigenschaften: Die Anlage ist so konzipiert, dass sowohl 2-D als auch 3-D-Bearbeitung durchgeführt werden kann. Das heißt, es können sowohl Platinen sowie Freiformteile in 3-D bearbeitet werden. Die Anlage hat eine monolithische Bauweise, wobei der Lasergenerator, numerische Steuerung, Optikelemente und Führungsmaschine in einer Einheit zusammengefasst sind. Dadurch ist die Maschine auch für den rauhen Großserien-Werkstatteinsatz bestens geeignet. Die Führungsmaschine hat eine Auslegerstruktur mit einem völlig einziehbaren Arm. Dadurch ist beste Zugängigkeit bei kurzer Aufbauzeit gegeben. Das System erlaubt den Einsatz von Wechseltischen und Beladeinrichtungen sowie eine Vielzahl von optionalen Einrichtungen zum Schneiden, Schweißen und Härten im Arbeitsraum. Seite 2 von 17

5 Gesamtsystem RAPIDO 1540 besteht aus: Numerisch gesteuerte 5-Achsen mit den Verfahrwegen: Achse X Y Z A B C Verfahrwege 4080 mm 1530 mm 612 mm (optional 765mm) 360 (kontinuierlich ohne Begrenzung) ± 135 (kontinuierlich) ± 10 mm Optikkopf mit einer Rotationsachse A=360 (kontinuierlich ohne Begrenzung) mit einer Schwenkachse B = ± 135 (kontinuierlich) mit kapazitiver Höhenabtastung mit einer zusätzlichen 6. adaptiven C-Achse (Hub ± 10 mm) mit einer 5 Fokusierlinse in luftgekühlter Fassung (Stärke 9 mm) mit zwei Trennstellen zum Schutz bei Kollisionen (Anti-Crash) Seite 3 von 17

6 Zwei stabilen Maschinenständern in geschweißter Ausführung mit statisch berechneten Querschnitten und aufgeschraubtem Querträger Ein Y-Ausleger (völlig einziehbar) geführt an der Oberseite des aufgeschraubten Querträgers Eine Z-Achsenstruktur mit Kopfaufnahme, befestigt am Y-Ausleger Eine Kanalflutung mit 3-Stufen-Filter, der in allen Strahlkanälen einen leichten Überdruck erzeugt, um anfälligen Staub nicht eindringen zu lassen Eine komplette Druckluftverteilung in der Anlage eingebaut Wassergekühlte, hartgoldbeschichtete Spezialspiegel auf leicht einstellund arretierbaren Verstellschlitten montiert Antriebe für X-, Y-, und Z-Achse über Präzisionsantrieb und wartungsfreien AC-Motoren Getriebelose, verschleiß und spielfreie Direktantriebe mit hoher Dynamik und Präzision für die A- B und C-Achse Schneidgasanwahl Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft und Mischgase Für Normaldruck max. 8 bar bei Düsendurchmesser 0,9 mm Für Hochdruck max. 20 bar bei Düsendurchmesser 2,0 mm Digitale Druckanzeige im Steuerpanel Seite 4 von 17

7 CNC-Steuerung Typ PRIMACH-20L mit mobilem schwenkbarem Steuerpult. Die Steuerung wird von PRIMA Industrie hergestellt und ist zur Zeit eine der schnellsten erhältlichen CNC-Steuerungen. Die extrem kurzen Satzverarbeitungszeiten von 4 ms ermöglichen hohe Bahngeschwindigkeiten. Eigenschaften der PRIMACH-20L Steuerung die komplette Steuerung ist in einem einzigen Gehäuse untergebracht Architektur mit 32 bit Mikroprozessoren der PENTIUM-Familie 15" LCD Farbbildschirm mit Touch Screen Funktion VME - Bus Kompatibilität PC-Bediener Interfacekarte Festplattenspeicher 40 Gbyte Bedieneroberfläche WINDOWS XP Mensch-/Maschine-Kommunikation mittels Menüs für die Programmierung, die Maschinenüberwachung, Parametereinstellung der Maschine und des Lasers graphische Darstellung des Schneidprogrammablaufes eingebaute Schneidparameter Datenbank Änderung der Prozeßparameter während des Programmablaufes mit der Möglichkeit, diese in der Datenbank abzuspeichern Programmierung in G-Codes L + Linear- und Kreisinterpolation Fly-Befehle USB Schnittstelle DVD/CD-ROM Laufwerk Programmierung Die CNC-Steuerung erhält Programme über die Tastatur oder die serielle Schnittstelle, welche den Anschluss von Datenträgern wie Diskettenlaufwerke, Personalcomputer etc. ermöglicht. Seite 5 von 17

8 TECHNISCHE SPEZIFIKATION Die Anlage ist so konzipiert, dass sowohl 2-D als auch 3-D-Bearbeitung durchgeführt werden kann. Das heißt, es können sowohl Flachbleche und alternativ Freiformteile in 3D bearbeitet werden. Die Anlage hat eine monolithische Bauweise, wobei der Lasergenerator, numerische Steuerung, Optikelemente und Führungsmaschine in einer Einheit zusammengefasst sind. Dadurch ist die Anlage auch für rauhen Werkstatteinsatz bestens geeignet. Die Führungsmaschine hat Auslegerstruktur mit einem völlig einziehbaren Arm. Dadurch ist beste Zugängigkeit bei kurzer Aufbauzeit gegeben. Das System erlaubt den Einsatz von Wechseltischen und Beladeeinrichtungen sowie eine Vielzahl von optionalen Einrichtungen zum Schneiden und Schweißen im Arbeitsraum. Gesamtsystem RAPIDO 1540 besteht aus: stabilen Maschinenständern in geschweißter Ausführung mit statisch berechneten Querschnitten und aufgeschraubtem Querträger Ausleger (völlig einziehbar) geführt an der Oberseite des aufgeschraubten Querträgers Z-Achsenstruktur mit Gewichtsausgleichsystem befestigt am Ausleger Kanalflutung mit 3-Stufen-Filter, der in allen Strahlkanälen einen leichten Überdruck erzeugt, um anfälligen Staub nicht eindringen zu lassen komplette Pressluftverteilung in die Anlage eingebaut wassergekühlte, hartgoldbeschichtete Spezialspiegel auf leicht einstell- und arretierbaren Verstellschlitten montiert Antriebe für X-, Y- und Z- Achse über Präzisionsantrieb und wartungsfreien AC-Motoren Direktantriebe bei der A-, B- und C-Achse in Getriebelose, verschleiß und spielfreie Ausführung Optikkopf mit leicht verstellbarer Fokusierlinse in luftgekühlter Fassung Schneidgasanwahl Sauerstoff, Druckluft, Stickstoff, Mischgase für Normaldruck max. 8 bar bei Düsendurchmesser 0,9 mm für Hochdruck max. 20 bar bei Düsendurchmesser 2,0 mm Seite 6 von 17

9 Arbeitsbereiche: - Verfahrweg der Achsen X = 4080 mm Y = 1530 mm Z = 612 mm optional 765 mm A = endlos 360 B = ± Hochdynamische C-Achse C = ± 10 mm - Verfahrgeschwindigkeit - Beschleunigung Linearachsen (X, Y, Z) Drehachsen (A und B) 80 m/min 540 /sec Linearachsen (X, Y, Z) kombiniert 1,4 g Drehachsen (A und B) 60 rad/ sec 2 C- Achse 4 g - Abmessung mit Schutzkabine X = 6950 mm Y = 5000 mm Z = 3350 mm - Raumbedarf für Maschine (L,B,H) 7000 x 5000 x 3400 mm - Gewicht (Grundmaschine) ca kg - Anlagenfarbe blau RAL 5012 blau RAL 5001 orange RAL Genauigkeit Positionierungsgenauigkeit Pa Streubreite Ps Linearachsen (X, Y, Z): 0,03 mm 0,03 mm Drehachsen (A und B): 0,005 0,005 STROMAUFNAHME (berücksichtigt hierbei: Maschine, Laser, Kühler und Palettenwechsler) Laser CP4000 DC035 DC040 kva kw A Seite 7 von 17

10 A.02 LASERRESONATOR UND WASSERKÜHLER RAPIDO 1540 kann mit verschiedenen Laserresonatoren ausgerüstet werden. Wahlweise können folgende Laserresonatoren eingesetzt werden: Laser CP4000 DC035 DC040 Hersteller Convergent Rofin Sinar Rofin Sinar Prima Leistung 4000 Watt 3500 Watt 4000 Watt Leistungsbereich Watt Watt Watt Max. Leistung 4000 Watt 3500 Watt 4000 Watt Leistungsstabilität +/- 2% +/- 2% +/- 2% Wellenlänge 10,6 µ 10,6 µ 10,6 µ Der Laserresonator ist ausgestattet mit: - Rotlichtlaser - Verbindungsschnittstelle für Optik, Elektrik und Steuerung - Verbindung zur Kühl- und Gasanlage Laserversorgung CP-Serie: - Lasergasverbrauch (entsprechend der Laserleistung) 20 bis 70 l/std. Proportionale Aufteilung der Gase CO ² 4,3% N ² 28,8% Helium He 66,9% - Reinheit Kohlendioxyd CO ² % Stickstoff N ² % Helium He % Laserversorgung DC-Serie: - Lasergasverbrauch 0,2 Nl/Std. - Art des Gases (1 Flasche im Resonator) Rofin Sinar Spezial Premix Die Lieferung beinhaltet einen Wasserkühler dessen Kühlleistung der Laserleistung entspricht. Seite 8 von 17

11 A.06 EINRICHTUNG ZUM SCHNEIDEN MIT HOCHDRUCK In der Basiskonfiguration der Anlage ist eine Hochdruckschneideinrichtung mit vorgesehen, welche zum Schneiden von rostfreiem Stahl mit Stickstoff oder anderen Hilfsgasen zur Verringerung der Oxydation der Schnittkante und für höchste Schnittqualität, dient. Einsetzbar zum o x y d f r e i e n Schneiden von Edelstählen. Die Einrichtung beinhaltet die Gaszuführung zum Schneidkopf, Linse mit geeigneter Fokuslänge und 9 mm Dicke sowie eine Druckanzeigeeinheit. Der Gaswechsel und der Gasdruck, werden beide automatisch vom Teileprogramm ausgeführt bzw. eingestellt. Ein Gasdruck bis 20 bar, bei einem Düsendurchmesser von 1,5 mm, inkl. Linse mit wahlweise 5" oder 7,5 Brennweite und digitaler Druckanzeige ist möglich. A.07 HANDBOX MIT JOYSTICK FÜR TEACH-IN-PROGRAMMIERUNG Für einfaches und effizientes Teachen von Teilekonturen sowie steuern der Anlage mit Joystick und Tastenfeld. Seite 10 von 17

12 A.08 SICHERHEITSKABINE NACH CE-NORM Bestehend aus: - vierteilige automatische Türe - Kabinendecke mit Luftfiltereinheiten - Wände und Decke in Metallkonstruktion zum Schutz gegen CO2- Laserstrahlung - Fenster, die für die CO 2 - Laserstrahlung undurchlässig sind - automatische Schutzeinrichtungen - Warnleuchten und Warnsirenen Bemerkung: Die Schutzkabine kann nicht aus dem Lieferumfang ausgeschlossen werden, da sie Bestandteil der international geforderten Sicherheitseinrichtungen für Lasermaschinen ist und die während des Schneiden entstehenden Rauchgase zur Absaugung gewährleistet. A.09 RAUCHABSAUGUNG UND FILTRIERUNG Die Rauchabsaugung hat ein Filtriervermögen für Partikel größer 5 Mikron. Die Filtriereinheit wird automatisch mittels Druckluft gereinigt. Im Lieferumfang ist nicht enthalten die Rohrleitungen zwischen Anlage und Rauchabsaugung. Die Notwendigkeit einer Rauchabsaug- und Filtriereinheit hängt von den örtlichen Vorschriften und von der Art geschnittenen Teilen ab. Bemerkung: Die Rauchabsaugung in der angebotenen Standardausführung ist für das Schneiden im Dauerbetrieb von Aluminium nicht geeignet. A.10 ETHERNET-KARTE FÜR CNC-STEUERUNG Es dient zur Ethernet-Verbindung zwischen numerischer Steuerung und einem externen PC. Seite 11 von 17

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