Znakowanie laserowe z firmą Trumpf

Rys. 1. Znakowarki TruMark serii 3000, 5000 i 6000

Satysfakcja użytkowników urządzeń firmy Trumpf oparta jest również na ścisłej wzajemnej współpracy, nie tylko przy projektowaniu odpowiedniego rozwiązania i samej instalacji systemu, ale również w zakresie serwisu gwarancyjnego i pogwarancyjnego, szkoleń oraz doradztwa technicznego.

Takie podejście do obsługi klienta umożliwia pełne wykorzystanie ogromnego potencjału oferowanych urządzeń i stworzenie systemów do znakowania w pełni dopasowanych do potrzeb odbiorcy. W czasie eksploatacji istnieje możliwość zdalnej diagnozy stanu urządzenia bez konieczność przerywania procesu technologicznego.

Stąd też znakowarki laserowe firmy Trumpf są wykorzystywane na wszystkich kontynentach do nanoszenia trwałych oznaczeń na produkty wykonane z różnorodnych materiałów - np. metali, tworzyw sztucznych, ceramiki i materiałów organicznych.

Firma Trumpf oferuje gotowe stacje do znakowania detali (źródła promieniowania laserowego zintegrowane z systemami pozycjonowania), jak również znakowarki OEM przeznaczone do integracji w istniejących systemach klienta. Są to nowoczesne znakowarki laserowe TruMark serii 3000, 5000 i 6000, w których zawarte jest doświadczenie przemysłowe znanych i cenionych znakowarek serii VectorMark.

Znakowarki TruMark charakteryzują się budową modułową. Pozwala to na zoptymalizowanie kosztów zakupu urządzenia w zakresie niezbędnym do prawidłowej realizacji założonego zadania oraz ewentualną, późniejszą jego rozbudowę w określonym zakresie w zależności od zmieniających się potrzeb.

W podstawowej konfiguracji znakowarka TruMark w wersji OEM składa się z optyki skanującej, pozycjonującej wiązkę laserową w obszarze znakowania oraz głowicy laserowej, w której znajduje się rezonator lasera. Tworzą one jednostkę wykonawczą znakowarki. Głowica laserowa jest podłączona pojedynczym, zintegrowanym przewodem do układu zasilająco-sterującego.

Urządzenia te są wyposażone w wewnętrzny system regulacji położenia ogniska, umożliwiający zmianę położenia ogniska wiązki laserowej w zakresie ±60mm wzdłuż jej osi. System ten pozwala uzyskać wysokiej jakości obraz na powierzchniach o zmiennej wysokości (rys. 2) oraz ograniczyć do minimum zmiany ustawień głowicy roboczej przy znakowaniu różnych wyrobów różniących się gabarytami.

Umożliwia to np. prowadzenie procesu znakowania na jednym stanowisku więcej niż dla jednego typoszeregu elementów bez konieczności przeprowadzenia zmian wysokości zamocowania głowicy roboczej.

ZNAKOWARKI LASEROWE TRUMARK SERII 3000

Rys. 2. Wewnętrzny system regulacji położenia ogniska wiązki w znakowarkach TruMark

Znakowarki laserowe TruMark serii 3000 są kompaktowymi urządzeniami doskonale nadającymi się do integracji w istniejących liniach technologicznych. Ograniczone rozmiary i masę uzyskano w wyniku przesunięcia układu pompującego lasera z głowicy laserowej do modułu zasilania oraz wyeliminowania konieczności stosowania chłodzenia wodnego.

Znakowarki TruMark serii 3000 wyróżniają się możliwością uzyskania mocy impulsu nawet do 10kW, bardzo dobrą jakością wiązki laserowej, otwartą architekturą interfejsu i łatwo dostępnym sterowaniem. Układ zasilania znajduje się w standardowej obudowie 19", zgodnej ze standardami przemysłowymi.

Ułatwia to znacznie jego montaż w istniejących szafach sterowniczych linii technologicznej klienta. Obecnie oferowane są znakowarki o oznaczeniach 3010, 3020, 3130 i 3230. Różnią się one długością promieniowania elektromagnetycznego, jakością emitowanej wiązki laserowej i tym samym wielkością minimalnej plamki ogniska możliwej do uzyskania na przedmiocie obrabianym (patrz tabela 1).

URZĄDZENIA TRUMARK SERII 5000

Przedstawicielem znakowarek tej serii jest model TruMark 5020. Jest to najnowsze rozwiązanie firmy Trumpf oparte na laserze włóknowym, umożliwiające uzyskanie bardzo wysokich częstotliwości powtarzania impulsów (do 1000 kHz), co bezpośrednio przekłada się na uzyskanie bardzo dużych prędkości znakowania.

Dzięki rozwiązaniu MOFPA (Master Oscillator Fibre Power Amplifier) użytkownik może swobodnie dobierać czas trwania impulsu odpowiednio dla danej aplikacji, bez wpływu na zmianę częstotliwości powtarzania impulsu. Rozwiązanie to jest szczególnie użyteczne w przypadku znakowania elementów wrażliwych na oddziaływanie ciepła.

ZNAKOWARKI LASEROWE TRUMARK SERII 6000

W skład rodziny TruMark serii 6000 wchodzą cztery znakomite znakowarki laserowe, których wspólną cechą jest możliwość uzyskania bardzo dobrych parametrów obróbki (krótkich czasów znakowania). Stała, wysoka jakość znakowania jest zachowywana nawet podczas ciągłej pracy urządzeń w najtrudniejszych środowiskach produkcyjnych, a także w trudnych warunkach termicznych (stabilność pracy jest gwarantowana do temperatury 45°C).

Podobnie jak w przypadku innych omawianych znakowarek, urządzenia z serii 6000 mogą być bardzo łatwo integrowane z istniejącymi liniami technologicznymi. Głowica skanująca ma możliwość obrotu ze skokiem 90°, zwiększając tym samym elastyczność i możliwości adaptacyjne systemu do istniejącej linii technologicznej.

Tabela 1. Wybrane parametry znakowarek TruMark serii 3000

Tabela 2. Wybrane parametry znakowarki TruMark 5020

Użytkownik może wybrać system chłodzenia pomiędzy zamkniętym systemem woda-powietrze a zewnętrznym systemem woda-woda - szczególnie przydatnym podczas wykorzystywania maksymalnych parametrów maszyny.

Zestawienie wybranych modeli znakowarek serii 6000 przedstawiono w tabeli 3. Dzięki wysokiej jakości źródłom promieniowania laserowego w znakowarkach TruMark serii 6000 istnieje możliwość połączenia dwóch optyk skanujących z jedną głowicą laserową. Tego typu Dual Head System, w zależności od zastosowanej opcji (patrz tabela 4), umożliwia dwukrotne zwiększenie prędkości znakowania w porównaniu z systemem z jedną optyką skanującą (do 28 tys. znaków na sekundę, co jest wartością uzyskaną dla znaków o wysokości 1mm i w jednej linii znakowania).

Umożliwia też prowadzenie procesu znakowania w dwóch obszarach równocześnie. W przypadku znakowania w dwóch różnych miejscach możliwe jest znakowanie tych samych lub różnych oznaczeń, a dla każdej optyki skanującej możliwe jest ustawienie różnych wartości położenia ogniska wiązki laserowej (dla równoczesnego znakowania elementów o różnej wysokości) i różnych średnic plamek.

STACJE ROBOCZE DO ZNAKOWANIA LASEROWEGO

Rys. 3. Podstawowe moduły znakowarki serii 3000: skaner, optyka, głowica laserowa oraz układ zasilania i sterowania

Oprócz znakowarek laserowych, w wersji OEM firma Trumpf proponuje swoim klientom stacje robocze, w których już są zabudowane urządzenia TruMark. Możliwe jest przeprowadzenie niezależnego od linii produkcyjnej procesu znakowania szerokiej gamy elementów. Dostępne są trzy typy urządzeń różniących się gabarytami oraz możliwością integracji z określonymi znakowarkami TruMark.

TRUMARK STATION 1000

TruMark Station 1000 jest najmniejszą stacją roboczą oferowaną przez firmę Trumpf i w połączeniu ze znakowarką TruMark 3010 tworzy bardzo zwarty i najtańszy system do znakowania. Zamykana komora, w pełni zabezpieczająca użytkownika przed szkodliwym promieniowaniem (urządzenie laserowe klasy 1), umożliwia prowadzenie procesu znakowania elementów o masie do 5kg i wymiarach 150 × 150 × 300mm (szerokość × wysokość × głębokość).

Załadunek znakowanego elementu na ręcznie regulowany w osi Z stół roboczy może być zrealizowany z trzech stron urządzenia. Waga stacji roboczej ze zintegrowaną optyką skanującą i głowicą laserową bez zasilacza to zaledwie 40kg. Zasilacz jest podłączany do stacji roboczej stosunkowo długim przewodem, co umożliwia swobodną lokalizację stacji roboczej zależnie od wymagań i możliwości klienta.

Niewielkie wymiary (410 × 521 × 831mm) i masa stacji, brak specjalnych wymagań w zakresie zasilania elektrycznego oraz system chłodzenia powietrze-powietrze powodują, że TruMark Station 1000 może być wykorzystywana jako mobilna znakowarka laserowa.

TRUMARK STATION 5000

Rys. 4. Znakowarka laserowa TruMark serii 6000 z dwoma optycznymi układami skanującymi

TruMark Station 5000 jest w pełni zautomatyzowaną stacją roboczą, umożliwiającą dzięki dużemu obszarowi roboczemu komory przeprowadzenie procesu znakowania na jednym elemencie lub całym zestawie. Zawiera ona trzy osie napędzane elektrycznie i sterowane numerycznie, na których zamocowana jest głowica laserowa z optyką skanującą oraz opcjonalnie dodatkową oś obrotową.

Osie napędowe mogą być dostarczone w postaci kompletnego modułu lub zestawione w sposób dowolny, dostosowany do wymagań klienta. Duże prędkości przemieszczania osi liniowych umożliwiają szybkie zmiany obszaru znakowania głowicy laserowej i tym samym redukują czas pomiędzy poszczególnymi operacjami.

Istnieje możliwość montażu stołu obrotowego dzielonego, który pozwala na podział komory roboczej na dwie części - podczas gdy w jednej części realizowany jest proces znakowania, w drugiej możliwy jest załadunek nowej partii elementów.

W zależności od wymagań użytkownik może ustawić maszynę tak, aby operator mógł pracować na siedząco lub stojąco, a także wybrać opcję otwierania drzwi komory roboczej. Ze względu na możliwość pojawienia się par metali i innych zanieczyszczeń w procesie znakowania (w szczególności podczas ablacji materiału) stacja robocza wyposażona jest w system wyciągowy usuwający z komory roboczej powstałe w procesie znakowania zanieczyszczenia.

Istnieje możliwość integracji TruMark Station 5000 z linią produkcyjną klienta. Komora robocza jest wtedy tak zmodyfikowana, że przesuw elementów do znakowania odbywa się poprzez odpowiednio przygotowane otwory wejściowe w ściankach bocznych komory.

TRUMARK STATION 7000

TruMark Station 7000 jest największą stacją robocza do znakowania laserowego oferowaną przez firmę Trumpf. Bardzo duża komora robocza umożliwia wprowadzenie do niej elementów o maksymalnych wymiarach 1000 × 400 × 500mm i masie do 100kg.

Swobodny dostęp do przestrzeni roboczej zapewniają sterowane elektrycznie drzwi, umożliwiające ich częściowe lub pełne otwarcie. Możliwe jest znakowanie zarówno pojedynczych elementów, jak i całej palety elementów mniejszych.

Tabela 3. Wybrane parametry znakowarek TruMark serii 6000

Całkowity czas znakowania (na który składa się rzeczywisty czas znakowania oraz czasy przejazdu optyki z jednego elementu na kolejny) jest skrócony do minimum dzięki bardzo dużym prędkościom przemieszczania osi z głowicą roboczą. Głowica laserowa wraz z optyką skanującą jest umieszczona na prowadnicach liniowych wzdłuż osi X i Z.

W zależności od opcji, przemieszczenie w osi Y może być realizowane przez prowadnicę liniową połączoną z głowicą laserową lub ruchomy stół, na którym mocowany jest element znakowany. Opcjonalnie możliwe jest zastosowanie dodatkowego obrotnika, który w zależności od konfiguracji może obracać element znakowany z prędkościami nawet do 100 obrotów na minutę.

System wyciągowy skutecznie usuwa ewentualne zanieczyszczenia powietrza powstające w procesie znakowania laserowego. Ten najwyższy model stacji roboczej zawiera wszystkie opcje dostępne w niższych modelach i umożliwia bardzo precyzyjne dobranie konfiguracji urządzenia, stosownie do potrzeb klienta. Na uwagę zasługuje również fakt, że układ zasilania i sterowania głowicy laserowej jest umieszczony wewnątrz TruMark Station 7000.

OPROGRAMOWANIE I WYPOSAŻENIE OPCJONALNE

Rys. 5. Stacja robocza do znakowania laserowego TruMark Station 1000

Znakowarki laserowe TruMark pracują pod kontrolą oprogramowania TruTops Mark dla systemu Windows. TruTops Mark to połączenie programu wspomagającego znakowanie, oprogramowania typu CAD, menedżera parametrów lasera i jego interfejsów oraz oprogramowania diagnostycznego. Tak kompleksowa obsługa powoduje, że użytkownik nie potrzebuje żadnego dodatkowego oprogramowania do realizacji swojego procesu technologicznego.

Moduł CAD umożliwia importowanie rysunków z różnorodnych formatów - grafiki wektorowej i rastrowej. Udostępnia szeroką paletę czcionek z równoczesną możliwością importu czcionek użytkownika typu true type. Użytkownik może zawrzeć przeróżnego rodzaju informacje w obszarze znakowania, m.in. kody data matrix wspierane przez oprogramowanie TruTops Mark.

Oprogramowanie umożliwia stworzenie własnej biblioteki parametrów znakowania laserowego i ich wielokrotne użycie oraz modyfikowanie. Jeżeli jednak użytkownik nie jest pewien, czy parametry znakowania są dobrane optymalnie do jego wymagań lub też nie posiada odpowiedniego doświadczenia, może skorzystać z pomocy nawigatora.

W trzech krokach, w czasie mniejszym niż dwie minuty, stworzony zostanie specjalnie oznakowany element próbny, na podstawie którego użytkownik może wybrać zestaw parametrów, przy których oznaczenie najbardziej odpowiada jego wymaganiom.

Dzięki modułowej budowie systemów firma Trumpf umożliwia dostosowanie znakowarek laserowych do wymagań klienta oraz dodatkowo oferuje wszelkie potrzebne akcesoria. Dzięki temu klient otrzymuje od jednego dostawcy kompletny system do znakowania, np. zestaw filtrów do systemu odciągowego, zewnętrzną chłodnicę, dodatkowe osie obrotowe, moduł do znakowania cienkich naklejek i folii, pilot laserowy symulujący proces znakowania i ułatwiający zlokalizowanie miejsca obróbki oraz układy sterowania i wymiany danych.

Tablica 4. Porównanie dostępnych rozwiązań systemu Dual Head

Tabela 5. Przykładowe parametry stacji roboczych do znakowania TruMark Station firmy Trumpf

W omówionych powyżej znakowarkach laserowych firmy Trumpf zawarte są lata doświadczeń i badań w zakresie konstrukcji laserów, urządzeń pozycjonujących i oprogramowania. Sterowanie procesem technologicznym i jego obsługa stają się coraz łatwiejsze, a projektowanie i zmiana produkcji trwa jak najkrócej.

Uwzględniane są tu równocześnie ograniczenia w zakresie kosztów dodatkowych związanych z realizacją procesu (koszty serwisu, części, energii). Aby przekonać do swoich urządzeń klientów, Trumpf umożliwia wykonanie we własnych laboratoriach próbnego znakowania laserowego na rzeczywistych elementach klienta.

Trumpf Polska
www.pl.trumpf.com