Autonomes Laserschneiden

Bereits heute können wir auf eine Vielzahl an Meilensteinen auf dem Weg zur Autonomen Maschine zurückblicken. Hierzu gehören Maschinenfunktionen und Assistenzsysteme wie Smart Collision Prevention zur Kollisionsvermeidung, Smart Nozzle Automation, der automatische Düsenwechsler sowie die intelligente Laserstrahlüberwachung Smart Beam Control. Die Entwicklung ist aber längst nicht abgeschlossen. Das zeigen bahnbrechende Entwicklungen wie der Laservollautomat TruLaser Center 7030 oder die adaptive Vorschubregelung Active Speed Control. Bis zur Vollautonomie werden noch einige Jahre vergehen. Auch eine vernetzte Fertigungsumgebung sowie Künstliche Intelligenz (KI) spielen dabei eine wichtige Rolle.

Jedes Unternehmen, das sich zum Ziel setzt, im Zeitalter der Digitalisierung wettbewerbsfähig zu bleiben, erzielt durch Automatisierung von Prozessen und den Einsatz autonom agierender Maschinen positive Effekte. Intelligente Automatisierungslösungen beispielsweise schaffen die Basis für eine wirtschaftliche Fertigung und bieten viele Vorteile in puncto Effizienz und Transparenz. Doch was nutzt die schnellste Maschine, wenn zum Beispiel Teile kippen? Intelligente Assistenzsysteme sind für viele Herausforderungen der Zukunft die Lösung. Stillstandzeiten können bei 2D-Laserschneidmaschinen schnell die Hälfte der Arbeitszeit ausmachen. So lange wird gerüstet, absortiert oder es werden Störungen behoben. Autonom fertigende Lasermaschinen sind in der Lage, Störungen selbstständig zu vermeiden und zu beheben.

Mit einem zunehmenden Grad an Autonomie sinken die Teilekosten. Das hängt damit zusammen, dass generell weniger Störungsfälle beim Produzieren auftreten. Und falls sie doch auftauchen sollten, werden sie sofort von der Maschine erkannt und ggf. mit Bedienerunterstützung behoben. Das wirkt sich positiv auf den Output aus. Darüber hinaus wird deutlich weniger Ausschuss produziert. Active Speed Control beugt präventiv Schnittabbrüche aufgrund beispielsweise variierender Materialqualitäten vor. So wird beispielsweise vermieden, dass unbemerkt Ausschussteile produziert werden.

Eine Fertigung ganz ohne Störungen und Ausschuss ist wünschenswert, aber wenig realistisch. Eine Annäherung an spärlich gefüllte Schrottcontainer ist das Ziel. Es wird jedoch immer Materialien und Qualitäten geben, die sich nur bedingt zum präzisen Laserschneiden eignen. Ob produzierte Teile keiner weiteren Nacharbeit bedürfen, hängt immer vom Anwendungsfall ab. Grat- und Schlackebildung lässt sich nicht vollkommen ausschließen. Wir arbeiten jedoch daran, dass die Feile nur noch in den seltensten Fällen der Werkzeugschublade entnommen werden muss.

Active Speed Control ist die neueste Entwicklung von TRUMPF auf dem Weg zur Autonomen Maschine und schafft den Einstieg ins teilautonome Laserschneiden. Durch sie wird die Teileproduktion robuster, transparenter, unabhängiger – und vor allem produktiver. Möglich wird dies durch eine ständige Überwachung des Schneidprozesses. Per Live-Blick durch die Düse beobachtet die Sensorik die Strahlung, die beim Schmelzen des Materials entsteht. Anhand dieses sogenannten Prozessleuchtens bestimmt sie, ob die Schmelze wie geplant austritt, ermittelt den schnellstmöglichen Vorschub und regelt bei Bedarf nach – und das viele hundert Mal pro Sekunde. Die Effekte: weniger Ausschuss, höhere Prozessstabilität und eine geringere Bedienerbindung an der Maschine.

Ein klares Nein. Die Bedienerbindung an der Maschine nimmt ab. Das geschieht aber aus gutem Grund, der Bediener wird nicht mehr gezwungen sein, den Schneidprozess manuell zu überwachen. Das entlastet ihn. Die Notwendigkeit des manuellen Eingriffs in kritischen Situationen wird drastisch gesenkt. Stattdessen erhält er, etwa bei der Vorschubregelung Active Speed Control, eine Info auf das Mobilgerät und kann entsprechend reagieren. Besonders vorteilhaft ist, dass der Bediener sich nun anderen Aufgaben widmen kann – wie etwa der Programmierung oder der Rüstungs- und Wartungsvorbereitung. Der Bediener behält zu jeder Zeit die volle Kontrolle, unterstützt durch die Lasermaschine und deren Assistenzsysteme.