Posicionamento preciso no laboratório de aplicação de laser

A VONJAN Technology GmbH é uma fornecedora e consultora de soluções para fabricantes de sistemas a laser. Sua área principal é fornecer as fontes de laser, unidades de deflexão e óptica de laser ideais para sistemas de laser industriais, a fim de garantir a integração perfeita do sistema. A empresa adquire os componentes de fornecedores de todo o mundo e os personaliza de acordo com as necessidades individuais de seus clientes.

Para poder oferecer não apenas os produtos, mas também a consultoria adequada, foi criado em 2020 um laboratório de aplicação no qual são realizados testes para os clientes. Fontes de laser, cabeçotes de escaneamento, óptica e parâmetros de processo podem ser testados em amostras de material. Isso garante que o processo desejado com os respectivos componentes realmente funcione de forma confiável para o cliente. A VONJAN também pode recomendar otimizações se os resultados da medição sugerirem uma configuração ligeiramente diferente daquela que o cliente tinha em mente inicialmente.

O dispositivo de aplicação que é configurado para isso sempre consiste em um laser, uma unidade de deflexão e uma óptica de focalização que tem uma distância focal fixa da peça de trabalho, mas que deve ser ajustada com precisão primeiro. A VONJAN estava procurando um eixo linear adequado com motor e sistema de controle.

A unidade linear deveria possibilitar a identificação da posição ideal do cabeçote do laser para a aplicação do cliente com relativamente pouco esforço. O cabeçote do laser é montado no dispositivo de fixação e, em seguida, move-se ao longo do eixo para várias posições até que o ponto do laser focalize a superfície a ser processada com uma precisão de 1/10 de milímetro. Como o ajuste deve ser tão preciso - e isso com um peso das fontes de feixe de laser de até 35 quilogramas e um curso de 800 milímetros - o sistema deve ter um alto grau de rigidez.

Além da alta precisão e rigidez, era importante para a VONJAN encontrar um sistema que fosse o mais fácil possível de configurar e instalar.

A igus tinha a solução perfeita: um módulo linear drylin SLW-25120 com um parafuso de avanço TR24x5. A série SLW tem perfis de eixo duplo de alumínio altamente resistentes à torção e é adequada para ajustes elétricos, tanto manuais quanto com um motor como o da VONJAN. O eixo é controlado por um sistema de controle de motor drylin D1, que é adequado para motores de passo, CC e EC/BLDC. A aplicação da VONJAN usa um motor de passo NEMA 24 com codificador e uma caixa de engrenagens 3:1.

O sistema foi configurado na igus usando os dados especificados para a VONJAN. O SLW-25120 é radialmente adequado para 2500N. Embora a distância central de 435 milímetros reduza a força máxima permitida, o perfil do eixo duplo de alumínio resistente à torção significa que o sistema VONJAN tem reservas mais do que suficientes. Com a ajuda da ferramenta on-line da igus, os cálculos e o projeto do motor e da caixa de engrenagens podem ser realizados facilmente. A VONJAN foi capaz de instalar o módulo linear pré-montado com caixa de engrenagens e motor, bem como a programação e as conexões do sensor sem nenhum problema.

O acionamento por parafuso de avanço não só permite a transmissão de forças muito altas, mas também atua como um dispositivo de segurança em caso de falha de energia ou do motor, de modo que o eixo não possa deslizar para baixo e destruir o laser. O fato de que a VONJAN às vezes monta pico lasers no valor de 100.000 euros para ajuste mostra sua confiança no sistema. Foi escolhido um motor de passo porque ele pode fornecer o torque máximo mesmo em baixas velocidades e o valor do passo pode ser definido para 0,72 graus usando o sistema de controle D1. E como o motor tem um codificador, o D1 sabe onde o carro está o tempo todo. Isso é muito importante para a programação dos testes. Por exemplo, um cliente encomendou um laser de reposição para seu sistema. A VONJAN o ajusta, define o ponto focal exato e o envia para o exterior por remessa expressa. Tudo precisa estar certo antes de sair, o cliente só precisa instalá-lo e, em seguida, seu sistema precisa funcionar novamente.

Para a configuração correta, o cabeçote do laser é montado no eixo e um material reativo é irradiado com baixa potência de laser. O eixo passa por um programa de movimento armazenado e o início e o fim da reação podem ser medidos no material reativo. Como o motor de passo registra a posição exata por meio do codificador, a VONJAN pode determinar o centro exato entre o início e o fim da reação, o ponto, na interface da Web. O CEO Tobias von Jan resume: