Im System austauschbar

Technik/Laser

Zu jeder Leistungsstufe der bekannten CO2-Laser bietet Fanuc nun die Alternative auf Festkörper-Resonator-Basis. Die neuen Anlagen wurden erstmals in Mailand vorgestellt.

13. Oktober 2015

Zur EMO in Mailand stellte Fanuc erstmals in Europa die neuen Faserlaser vor. Sechs Modelle mit Leistungen zwischen einem und sechs Kilowatt soll die Baureihe umfassen. Die ersten drei Größen haben 1, 2 und 3 kW. Der vorerst stärkste Laser ist der Fanuc Fiber Laser FF 3000i Model A. Die Abstufung ergibt sich aus dem parallelen Angebot an CO2-Lasern, so dass es zu jeder Leistungsstufe ein Alternativangebot gibt und zwischen zwei Techniken gewählt werden kann. Die einzelnen Module des Faserlasers können zu den am Markt gefragten Leistungsstufen zusammengeschaltet werden. Die Lasersteuerung 30/31i-LB sind besonders prädestiniert für ›Fly Cut‹-Anwendungen.

Weitgehend identische Komponenten

Als Anfang 2015 ein neuer 3-kW-CO2-Laser auf den Markt kam, war klar: Fanuc hält an der CO2-Technik fest. Denn nach wie vor hat diese Lasertechnik für breite Anwendungsfälle seine Stärken. Der neue Laser mit der Bezeichnung Fanuc Fiber Laser FF 3000i – Model A (für die 3-kW-Version) ist eine sinnvolle Alternative. »Wir bieten zwei Technologien, die im System austauschbar sind«, sagt Michael Kuhn, der bei Fanuc Europe alle Laseraktivitäten kommerziell und technologisch unterstützt. Alle anderen Komponenten eines ›gelben‹ Lasersystems sind identisch. Zum integrierten Laserpaket gehören außer dem leistungsstarken und energieeffizienten Laser in erster Linie die Steuerung in den beiden Varianten 30i-LB und 31i-LB plus die Fanuc Antriebstechnik in Form von Servomotoren, Linearmotoren und Direktantrieben, die in Bearbeitungsmaschinen beispielsweise als Gantry-Antrieb eingesetzt wird.

Anlage und Steuerung aus einem Haus

Das ›L‹ in der Steuerungsbezeichnung weist auf die Ausstattung mit den für den Laser einsatzspe-zifischen Funktionen hin, die Effizienz, Intelligenz und Qualität der Bearbeitung in Laserwerkzeug-maschinen erheblich optimieren. Das äußere Erscheinungsbild und die Bedienung selbst sind identisch (›seamless concept‹) mit allen anderen CNCs von Fanuc. Wer seinen Maschinenpark mit CO2-Laser um eine Bearbeitung mit Faserlaser erweitert, wird von den unterschiedlichen Lasertypen an der Bedienoberfläche der CNC davon wenig mitbekommen. Den Vorteil der bekannten Oberfläche: Zum einen findet sich das Bedienpersonal schnell zurecht, weil die HMI-Schnittstelle vertraut ist. Zum anderen braucht der Betreiber sein Personal nicht ›mehrfach‹ schulen zu lassen und hat – sofern gewünscht – im Betrieb eine einheitliche Steuerungspopulation. Selbst der Übergang von einer spanenden Werkzeugmaschine mit Fanuc-Steuerung zur CNC an einer Lasermaschine ist wegen der identischen Konzeption einfach. Der Bediener kann sich dann von Anfang an voll auf den Prozess konzentrieren.

Mit der CNC FS 30i-LB lassen sich bis zu 32 Achsen regeln, 24 davon simultan. Dies ermöglicht den für Faserlaser optimal geeigneten Fünfachsbetrieb im Falle von 3D-Laserbearbeitungsmaschinen. Die Anbindung des Laser erfolgt nicht über den I/O-Link, sondern über den Hochgeschwindigkeitsbus ›Fanuc Serial Servo Bus‹, FSSB, statt.

Da in der Steuerung Achsbewegung und Laser-Leistungsregelung synchron erfolgen, ermöglicht die Fanuc-CNC hohe Schnittgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Schnittqualität. Wenn also der Laser eine Ecke schneiden muss, werden Geschwindigkeit und Laserleistung zeitgleich so geregelt, dass eine optimale Schnittqualität erzielt wird. Bei langsamer Fahrt um die Ecke wird ent-sprechend wenig Laserleistung abgegeben.

Geschwindigkeit und Effizienz

Beim ›Flug über das Blech‹ kann die Laserleistung punktgenau zugeschaltet werden. Aufs µ genau lässt sich der Schnitt durch den Laser ansetzen. Diese ›Fly Cut‹-Funktion erfordert eine geringe Latenz zwischen Signalstellung und Ausführung – auch das eine Folge der schnellen Anbindung durch den Fanuc-Bus FSSB. In der Lasersteuerung liegt dieser zeitliche Abstand im µs-Bereich. Damit lassen sich hohe ›Fly Cut‹-Geschwindigkeiten erzielen und das mit hoher Positionierqualität.

Der Faserlaser von Fanuc arbeitet mit einer Wellenlänge von 1,070 µm. Damit lassen sich durch dünne Bleche deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten erzielen als mit einem CO2-Laser. Bei größeren Blechstärken ist der CO2-Laser in seinem Element, was seiner Performance im Dünnblechbereich nicht entgegensteht. Der Geschwindigkeitsvorteil lässt sich umso ausgeprägter nutzen, je steifer die Maschine insgesamt konstruiert ist. Mit der Einführung des Faserlasers kommt Fanuc auch den Maschinenentwicklern entgegen, deren Konzeption die flexible Strahlführung eines solchen Lasers vorsieht.

Für den Faserlaser spricht sein effizienter Umgang mit der eingesetzten Energie. Geht schon der aktuelle CO2-Laser von Fanuc sparsamer mit Energie um als das Vorgängermodell, wandelt der Faserlaser deutlich mehr der eingesetzten Energie in Strahlenergie um. »Davon ist ein Teil der Physik geschuldet«, gibt Michael Kuhn zu.

Begleitet wird die Vorstellung des neuen Faserlasers durch eine Initiative, mit der Fanuc zum ersten Mal das Laser-Leistungspaket öffnet. Gab es bislang nur ein komplettes Paket, können Hersteller von Lasermaschinen für ihre spezifischen Applikationen auch einzelne Baugruppen auswählen und in ihre Maschinen integrieren. »Das ist wie Rosinenpicken, nur dass der Maschinenbauer mehr davon hat«, sagt Michael Kuhn. Dabei sind alle Komponenten und Baugruppen über einheitliche Schnittstellen miteinander kombinierbar.

Steuerung und Laser mit Fremdgeräten kompatibel

Eine Fanuc-CNC kann mit dem Laser eines anderen Herstellers ebenso kombiniert werden wie umgekehrt auch die Kombination Fanuc-Laser mit Fremdsteuerung funktioniert. Michael Kuhn: »Wir wollen unseren Kunden in jedem Bereich ein Plus bieten, ein Plus an Komfort und ein Plus an Technologie.« Dabei sieht sich Fanuc keineswegs als reiner Laser-Lieferant: »Wir wollen über die Funktionalität unserer Lasersysteme ins Gespräch und ins Geschäft kommen.« Welche Auswahl der Kunde dann treffe, bleibe seine Entscheidung.

Für den Faserlaser gibt es noch ein weiteres intelligentes Feature. Als einziger Hersteller bietet Fanuc die Puls-Bottom-Command-Funktionalität. Hier kann der Laser in seiner Pulsform gesteuert werden. Mit dieser Eigenschaft lassen sich noch glattere, weniger raue Schnittkanten erzielen. Nicht zuletzt diese Eigenschaft spricht bei Maschinenbauern dafür, einen Fanuc-Laser auch tatsächlich mit einer Fanuc-Steuerung zu betreiben.

Einen interessanten Zusatznutzen bietet Fanuc mit der ›Robot Connection Function‹: Nichts einfacher, als einen Beladeroboter in ein auf einer Fanuc-CNC basierendes System einzubinden. Denn die Kommunikation mit dem Roboter läuft direkt aus der Steuerung heraus. Eine eigene, gar zusätzliche Schnittstelle muss gar nicht eingerichtet werden.

Bernhard Foitzik

Fachjournalist aus Neustadt a. d. Weinstraße

Erschienen in Ausgabe: 06/2015