Geschäftsbereiche // Sondermaschinenbau // Serienartikel

Lasermarkierzelle

1. Verwendungszweck

Die Lasermarkierzelle ist eine eigenständige und autark arbeitende Einrichtung zum Beschriften und Markieren kleinerer bis mittelgroßer Objekte verschiedener Materialien wie Metalle, Kunststoffe oder Glas. Sie ist bestimmungsgemäß für den Einsatz einer Markiereinheit der Fa. Keyence vorbereitet.

2. Konstruktive Gestaltung

LMZ_Front                  LMZ_Wartungszugang

Abb.1:Lasermarkierzelle, Vorderansicht               Abb.2: Wartungszugang   

Das Grundgestell besteht aus einem Stahlrohrprofil in Schweißkonstruktion in den Abmessungen von ca. 1000 x 1200 x 2300 / 2900 (Breite x Tiefe x Höhe / Hubtür geöffnet) mit einem Gewicht von ca. 700 kg. Eine Farbgebung wird entsprechend der Kundenvorgaben vorgenommen. In der Abbildung 1  ist der Bedienzugang zu dem eigentlichen Arbeitsbereich, in dem sich die Markiereinheit befindet, mit geöffneter Hubtür dargestellt. Die Umhausung ist ein Gestellaufbau und besteht aus einem Aluminium-Konstruktionsprofil sowie Verkleidungstafeln in lichtdichter Ausführung.

Der Wartungszugang befindet sich auf der Zellenrückseite und ist mittels einer Schwenktür sicher abgeschlossen (Siehe Abb. 2). Im Arbeitsbereich befindet sich eine stabile Auflage- bzw. Aufnahmeplatte aus Stah mit brünierter Oberfläche, auf der die zu markierenden Objekte befestigt werden können. Optional kann eine T-Nutenplatte aus Aluminium oder Stahl eingesetzt werden.

3. Der Markierraum

 LMZ_Markierraum

 Abb. 3  Markierraum

Im Markierraum befindet sich als Hauptelement der Markierkopf (optional, Fa. Keyence aus der Baureihe MD), der als Laserbeschrifter für die Einrichtung  vorgesehen ist. Innerhalb dieses Bereiches finden alle die Prozesse statt, die zum Markieren oder Beschriften der Objekte unmittelbar erforderlich sind. Der Markierraum ist über eine manuell betätigte Hubtür (optional pneumatisch) zugängig. Die Unterkante der Tür befindet sich im geöffneten Zustand 1750mm +/- 50 über Oberkante Fußboden.

Die Auflagefläche der Aufnahmeplatte für die Objekte beträgt in der Grundversion 400 x 400mm. Als Option steht eine T-Nutenplatte mit einem Nutabstand von 50mm zur Verfügung. Als Befestigungselemente dienen Kippspanner. Die Höhe der Aufnahmeplatte beträgt 1060mm +/- 50 über Oberkante Fußboden.

 

Zum genauen Positionieren des Laserstrahles kann der Markierkopf in Z-Richtung (senkrecht zum Objekt) und optional auch in Y-Richtung bewegt und fixiert werden. Das geschieht mit der Z-Hub- Verstelleinrichtung, die in Ständerbauweise ausgeführt ist. Die Hubverstellung wird manuell mit einem Handrad über einen Hubbereich von 400mm vorgenommen. Der Antrieb erfolgt dabei über einen Spindeltrieb mit Linearführung und Klemmeinheit zur Positionssicherung. Zur Maßanzeige der Position des Markierkopfes dient eine Skala mit Feinanzeiger. Optional ist eine Verstellmöglichkeit des Markierkopfes in Y-Richtung (waagerecht in die Tiefe der Zelle) vorgesehen. In dieser Variante wird der Markierkopf manuell über eine Führungseinheit mit Spindeltrieb über einen Verstellbereich von 300mm verschoben.

 

Der Lasermarkierer trägt beim Markiervorgang bzw. beim Beschriften der Objekte Werkstoff ab. Das bedeutet, dass diese Werkstoffpartikel sowie die dabei entstehenden Luftverunreinigungen gezielt aufgefangen und abgeführt werden müssen. Dieser Vorgang geschieht mit einem Absaug- und Filtergerät. Über einen Saugarm werden die Werkstoffpartikel, die entstehenden Rauche sowie in geringen Mengen gasförmige Schadstoffe und Lösungsmittel abgesaugt und über ein Filtersystem mit wechselbaren Filtermatten gefiltert. Die Abluft der Absaugeinrichtung ist nicht gefasst, eine Abgabe erfolgt an die Umgebung des Standortes der Lasermarkierzelle. Der Saugarm ist im Markierraum installiert und zur Anstellung auf den Markierbereich der Objekte einstellbar. Die Lärmemission während des Absaugvorganges beträgt bei 100% Leistung <=74db (A).

4. Periphere Funktionselemente

LMZ_Liefervariantan

Abb. 4  Die Lasermarkierzelle in einer der möglichen Liefervarianten

 

Als Absaugeinrichtung wird das Absaug- und Filtergerät KKF 190 L der Firma Fuchs eingesetzt. Es ist im Grundgestell unterhalb der Aufnahmeplatte integriert. Zur Erleichterung der Montage- und Wartungsarbeiten ist ein seitlicher Auszug als Schlittenplatte angebracht. Damit kann die Absaugeinrichtung herausgezogen und z.B. ein notwendig gewordener Filterwechsel problemlos außerhalb der Zelle vorgenommen werden.

 

Der Lasercontroller steuert und überwacht die Lasermarkierung. Die Programmierung des Markiersystems erfolgt mit Hilfe der installierten Software Marking Builder der Fa. Keyence. Zur Visualisierung des aktuellen Betriebsstatus der Lasermarkiereinheit sowie der Programmanwahl dient ein klappbarer 19“-Monitor. Optional ist ein Filter mit einer Abscheidung bis zu einer Körnung von 10exp-6 m der Filterklasse F5 nach DIN EN 779 möglich, um den Einsatz in Umgebungen mit einem erhöhten Verschmutzungsgrad zu sichern.

Im Schaltschrank, der von der Zellenrückseite aus hinter einer Schwenktür zugängig ist, befinden sich das Netzteil und das Not-Halt-Gerät der Firma Pilz. Mit dem Not-Halt-Gerät wird eine sichere Bedienung der Lasermarkierzelle gewährleistet. Über Sicherheitsschalter an Hubtür und Schwenktür wird die Anlage bei Öffnung der Türen während des Markiervorganges sofort stillgesetzt. Ein zusätzlicher roter Not-Halt-Taster auf gelben Grund befindet sich am Bedienpult der Markierzelle.

Die Einheit hat einen steckerfertigen Anschluss nach CEE, 230V, 16A. Ein Hauptschalter befindet sich am Schaltschrank.

5. Auszug aus den Technischen Daten der Markiereinheiten der Firma KEYENCE

Als Lasermarkiereinheit für die Zelle können bestimmungsgemäß folgende Gerätebaureihen

MD – V (Festkörper Nd: YVO4-Laser, Wellenlänge: 1064nm)
MD – F (Festkörper Yb: Faserlaser, Wellenlänge: 1090nm)
ML – Z (Gas CO2-Laser, Wellenlänge: 9,3 bzw. 10,6 µm)

 der Firma KEYENCE eingesetzt. Der mögliche Markierbereich beträgt 300 x 300mm, d.h., der Laserstrahl läßt sich um diesen Betrag auf dem Objekt in der Horizontalebene (X-Y-Richtung) bewegen. Die Zeichengröße (Höhe/Breite) kann dabei zwischen 0,1 und 300mm betragen. Der Brennpunkt ist in vertikaler Richtung           (Z-Achse) um 42mm variierbar, wodurch eine gleichbleibende Laserpunktposition auf dem Objekt auch bei Schrägen oder gebogenen Oberflächen gewährleistet ist.

Mit dieser 3-Achsen-Steuerung wird auch die Beschriftung von Zylindern oder Kegeln sowie von deformierten Oberflächen ermöglicht. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich mit dieser Steuerung in der Palettenbeschriftung. Dabei können mehrere Einzelobjekte, die sich in Matrixanordnung auf einer Palette befinden, in gleichbleibender Qualität nacheinander beschriftet werden. Zusätzlich sind die Funktionen Pilot- und Führungslaser vorhanden.

 

Einige weitere signifikante Eigenschaften sind:

             >   Sucherfunktion mittels in den Lasermarkierkopf eingebauter Kamera

            >   Einzelmode-Lichtpunkt

            >   Probemarkierungen (mit Änderung Leistung, Geschwindigkeit, Frequenz und Abstand)

            >   Ultrahohe Pulsfrequenz 400kHz

            >   Stabile Leistung +/- 2%

            >   Energiesparfunktion

6. Sicherheitstechnisches Gutachten

Eine Baumusterprüfung liegt für die Anlage einschließlich der verwendeten Baugruppen anderer Hersteller von der Ingenieurkammer Hessen unter Registrierung  Nr. 902 vor. Im Rahme der  Begutachtung wurde die Lasermarkierzelle wie folgt Klassifiziert:

 

Klassifizierung

 

 

 

Betriebsart

Normalbetrieb

Anwender

Einrichten / Warten
Anwender

Service / Reparatur
Hersteller

Berechtigung / gilt für Laserklasse

1

1

4

Einhausung Prüfklasse

T3 (10s)

./.

./.

Augensicherheit gegeben

JA

Ja

nur mit PSA

Laserschutzbeauftragter

NEIN

NEIN

JA

Laserschutzbrillen

NEIN

NEIN

JA

 

Download:   LMZ