Die Übermaschine

Revolution im 2D-Laserschneiden: Trumpf stellte auf der Euroblech ein neues, vollautomatisiertes und kompaktes Maschinenkonzept vor. Die Trulaser Center 7030 verspricht hohe Effizienz und Prozesssicherheit bei der Fertigung lasergeschnittener Teile.

27. Januar 2017
Das Smartgate: zwei Schlitten, die sich synchron mit dem Schneidkopf bewegen und den Abstand zueinander verändern können. So liegen die Teile sicher auf, kleine Teile lassen sich direkt ausschleusen. (Bild: Trumpf)
Bild 1: Die Übermaschine (Das Smartgate: zwei Schlitten, die sich synchron mit dem Schneidkopf bewegen und den Abstand zueinander verändern können. So liegen die Teile sicher auf, kleine Teile lassen sich direkt ausschleusen. (Bild: Trumpf))

Ein hochpräziser Vollautomat, der sich weitgehend selbst um die Produktion kümmert – das ist die neue Trulaser Center 7030. Sie bietet effiziente, automatisierte und synchrone Prozesse von der Programmierung bis zu sortierten und gestapelten Werkstücken.

Dabei arbeitet die Maschine mit einem hybriden Antriebssystem, um das hoch gesteckte Entwicklungsziel zu erfüllen: alle heutigen Prozesshürden beim Laserschneiden zu eliminieren. Dazu zählen unter anderem Stillstände wegen Kollisionen mit kippenden Teilen, Nacharbeiten aufgrund von Microjoints, Spritzer an der Teileunterseite und hoher Programmieraufwand.

Die Trulaser Center 7030 bewegt gleichzeitig Blech und Schneidkopf und ersetzt Auflageleisten durch Bürstentische. Sie kann Kleinteile sicher ausschleusen und in Behälter sortieren, entsorgt Reste und Schlacke, entnimmt, sortiert und stapelt größere Teile hauptzeitparallel. Zudem belädt sie sich auf kleinster Fläche selbst mit Rohblechen, stapelt Restgitter und wird weitgehend automatisch programmiert.

Zum schlüssigen Gesamtkonzept tragen zahlreiche neue und patentierte Detaillösungen bei. Heinz-Jürgen Prokop, Geschäftsführer Entwicklung und Einkauf im Bereich Trumpf Werkzeugmaschinen: „Uns ereilten zunehmend Hilferufe unserer Kunden, die Lösungen für einen sicheren Gesamtprozess forderten. Das war mit den etablierten Maschinenkonzepten nicht möglich, wir mussten völlig neu denken.“

Hohe Dynamik durch Zusatzachse der Optik

Die Trulaser Center 7030 arbeitet mit einem Trudisk Festkörperlaser mit sechs Kilowatt Laserleistung. In Sachen Schneidproduktivität steht sie einer heutigen High-End-Maschine mit fliegender Optik in nichts nach, obwohl das Blech mit seiner hohen Masse präzise über den Bürstentisch in Y-Richtung bewegt wird.

Dafür sorgen zwei Lösungsansätze. Das Blech – maximal Großformat mit den Abmaßen 3.000 mal 1.500 Millimeter – wird über die kurze Seite bewegt. Die Schneidoptik, die hauptsächlich in X-Richtung verfährt, hat eine Zusatzachse in Y-Richtung mit einem Verfahrweg von ± 55 Millimeter. So müssen bei kleinen Konturen nur geringe Massen beschleunigt werden, was eine hohe Dynamik erlaubt.

Sichere Teileunterstützung durch Smartgate

In einer Hybridmaschine muss der Auflagetisch für das Blech unterhalb des Verfahrwegs des Schneidkopfs geteilt sein. So entsteht ein Spalt, durch den der Laserstrahl nach unten austreten kann, durch den aber auch Schlacke, Butzen und Schneidgas abgesaugt werden. Damit sich dort keine Blechkonturen verhaken und eine effiziente Absaugung möglich wird, haben die Trumpf-Entwickler das Smartgate erfunden: zwei Schlitten, die sich synchron mit dem Schneidkopf bewegen.

Sie können ihren Abstand zueinander verändern, um unterschiedlich große Durchtrittsöffnungen zu schaffen. Mit zwei positiven Folgen: Das Blech ist im Schneidprozess sicher unterstützt, gleichzeitig können kleine Teile mit Abmessungen bis 160 mal 160 Millimeter nach unten ausgeschleust werden.

Um dabei für maximale Prozesssicherheit zu sorgen, ist am Schneidkopf ein Ausdrückzylinder angebracht, der die Blechteile nach unten ausstößt. Den idealen Ausdrückpunkt errechnet das Programmiersystem Trutops Boost in Abhängigkeit von der Teilekontur automatisch.

Da die Schlitten von unten ein zum Blech paralleles Gegenlager bilden, können die Werkstücke nicht verkanten. Restteile und Schlacke fallen direkt in den Schrottwagen oder werden von einem Förderband aus der Maschine transportiert. Gutteile fängt eine einfahrbare Sortierweiche auf, der Sortmaster Box Linear verteilt sie auf bis zu acht Behälter.

 

Sicheres Entnehmen von Teilen aus dem Restgitter

Für die automatisierte Entnahme der übrigen Teile aus dem Restgitter haben die Experten mit den Komponenten Smartlift und Sortmaster Speed einen intelligenten, prozesssicheren Ansatz entwickelt: Die freigeschnittenen Teile werden von unten über frei positionierbare Stifte des Smartlift mit einer Hubbewegung aus dem Restgitter gehoben – insgesamt stehen 180 Stifte, auch Pins genannt, zur Verfügung.

Jeder einzelne kann ein Gewicht von zehn Kilogramm heben. Dadurch entsteht eine vielfach höhere Kraft im Vergleich zu heutigen Saugerlösungen. Gleichzeitig drückt der Sortmaster Speed von oben mit seinen Saugerplatten dagegen und sorgt für eine exakt lineare Führung beim Ausheben.

So lässt sich ein Verkanten im Schnittspalt sicher verhindern. Die zwei Teleskoparme des Sortmaster Speed sind mit je drei Saugerplatten ausgestattet und können Teile auf bis zu acht Europaletten mit einer Gesamtfläche von 1,6 mal 4,8 Meter ablegen und stapeln.

Nur minimale Schneidunterbrechungen

Die optimalen Positionen von Pins und Saugern berechnet Trutops Boost ebenfalls automatisch. So können sowohl große als auch kleinere Teile entnommen werden. Selbst komplizierte, filigrane Geometrien, die bisher als maschinell nicht entnehmbar galten, werden sicher und ohne zusätzlichen Programmieraufwand aus der Blechtafel gehoben. Die Strategien zur Entnahme und zum Schneiden der Teile sind so aufeinander abgestimmt, dass die Maschine während des Abtransports weiterschneidet.

Flächenproduktivität ist heute ein wichtiges Entscheidungskriterium. Ein Auftrag an die Entwickler der Trulaser Center 7030 war deshalb: Platz sparen. Gelungen ist das durch eine Lösung, die den Transportweg der Produktionshalle zeitweise mit einbezieht. Die Maschine hat drei schubladenartige Wägen, die elektrisch angetrieben zum Gang hin ausfahren können.

In den mittleren Wagen können etwa per Gabelstapler vom Gang aus Palletten mit Rohblechstapeln von bis zu 130 Millimeter Höhe bei maximal drei Tonnen Gewicht eingelegt werden. In gleicher Weise gibt es einen Wagen für Restgitterstapel mit bis zu 250 Millimeter Höhe und einen Wagen, der die Paletten mit geschnittenen Teilen aus der Maschine herausfährt. Das Vereinzeln, Anheben und Einlegen der Rohbleche in die Spannpratzen geschieht automatisch und parallel zum Entladen des Restgitters.

Programmierung in einem einzigen Schritt

Die vielfältigen Möglichkeiten und das synchrone Zusammenwirken der einzelnen Abläufe machen eine weitgehend vollautomatisierte Programmierung unabdingbar. Die Trulaser Center 7030 funktioniert fast so einfach wie ein Drucker im Büro.

Schickt man ein Dokument mit entsprechenden Auftragsdaten – Geometrien, Stückzahlen, Materialarten, Blechdicken – ab, kommen fertige Teile auftragsbezogen sortiert und gestapelt heraus. Das umfasst das Schachteln der Teile auf der Blechtafel, die Zuordnung der Schneidtechnologien, die Entnahmestrategien und das Platzieren der geschnittenen Teile auf den Ablageflächen oder das Ausschleusen in die Behälter.

Smartgate, Ausdrückzylinder, Pins, Sortierweiche und Sortmaster Speed müssen nicht einzeln programmiert werden. Im Hintergrund ablaufende Simulationen berücksichtigen die Eigenschaften von Teilegeometrie und Material und stellen ein optimales Berechnungsergebnis sicher. Unterstützt werden sie durch die Auftragsverwaltung der Programmiersoftware Trutops Boost. Die Programmierung erfolgt in einem Schritt und weitgehend automatisch, wobei der Programmierer jeden Vorschlag anpassen kann.

Konsequent auf die Zukunft ausgerichtet

Die Trulaser Center 7030 ist in der Lage, über weite Zeiträume selbständig und ohne Bedienereingriff zu arbeiten. Das und die Ausstattung mit allen notwendigen Schnittstellen und Funktionen macht sie zu einer idealen Industrie 4.0-Maschine. Viele Truconnect-Lösungen können direkt eingesetzt werden: Das Performance Cockpit ermöglicht den Überblick über relevante Produktionsdaten.

Der Dot Matrix Code unterstützt die Vernetzung unterschiedlicher Bearbeitungstechnologien und schafft Transparenz bei der Teileverfolgung. Die Mobilecontrol-App reduziert die geringe Anwesenheitszeit des Maschinenbedieners durch Fernbedienung auf ein Minimum.

Mit der Trulaser Center 7030 adressiert Trumpf-Blechfertiger aus allen Branchen, die mit hohen Kapazitäten Bleche von ein bis zwölf Millimeter Dicke schneiden. Der Vollautomat fürs Laserschneiden entfaltet sein Potenzial bereits ab einer Schicht. Bei einer Auslastung von zwei Schichten sinken die Bearbeitungskosten um 30 Prozent im Vergleich zu automatisierten Standardmaschinen mit Festkörperlaser.

Heinz-Jürgen Prokop fasst zusammen: „Trumpfhat seit jeher das Ziel, in seinen Kernarbeitsgebieten den Stand der Technik zu definieren und seinen Kunden Wettbewerbsvorteile zu verschaffen. Die Trulaser Center 7030 ist dafür ein erneuter Beweis.“