Posicionamiento preciso en el laboratorio de aplicaciones láser

VONJAN Technology GmbH es un proveedor y asesor de soluciones para fabricantes de sistemas láser. Su actividad principal consiste en suministrar fuentes láser, unidades de deflexión y ópticas láser óptimas para sistemas láser industriales, con el fin de garantizar una integración sin problemas de los sistemas. La empresa adquiere los componentes a proveedores de todo el mundo y los adapta a las necesidades individuales de sus clientes.

Para poder ofrecer no sólo los productos, sino también el asesoramiento adecuado, en 2020 se creó un laboratorio de aplicaciones en el que se realizan pruebas para los clientes. Las fuentes láser, los cabezales de escaneado, la óptica y los parámetros del proceso pueden probarse en material de muestra. Esto garantiza que el proceso deseado con los componentes respectivos funcione realmente de forma fiable para el cliente. VONJAN también puede recomendar optimizaciones si los resultados de las mediciones sugieren una configuración ligeramente diferente de la que el cliente tenía inicialmente en mente.

El dispositivo de aplicación que se configura para ello consta siempre de un láser, una unidad de desviación y una óptica de enfoque que tiene una distancia focal fija a la pieza de trabajo, pero que debe ajustarse con precisión primero. VONJAN buscaba un eje lineal adecuado con motor y sistema de control.

La unidad lineal debía permitir identificar la posición ideal del cabezal láser para la aplicación del cliente con relativamente poco esfuerzo. El cabezal láser se monta en la fijación y luego se desplaza a lo largo del eje hasta varias posiciones hasta que el punto láser se centra en la superficie que hay que procesar con una precisión de 1/10 de milímetro. Dado que el ajuste debe ser tan preciso -y ello con un peso de las fuentes del rayo láser de hasta 35 kilogramos y una carrera de 800 milímetros-, el sistema debe tener un alto grado de rigidez.

Además de una gran precisión y rigidez, para VONJAN era importante encontrar un sistema que fuera lo más fácil posible de configurar e instalar.

igus tenía la solución perfecta: un módulo lineal drylin SLW-25120 con un husillo TR24x5. La serie SLW tiene perfiles de aluminio de doble eje altamente resistentes a la torsión y es adecuada para ajustes eléctricos tanto manuales como con un motor como el de VONJAN. El eje se controla mediante un sistema de control de motor drylin D1, apto para motores paso a paso, CC y EC/BLDC. La aplicación de VONJAN utiliza un motor paso a paso NEMA 24 con codificador y una caja de cambios 3:1.

El sistema se configuró en igus utilizando los datos especificados para VONJAN. El SLW-25120 es apto radialmente para 2500N. Aunque la distancia entre ejes de 435 milímetros reduce la fuerza máxima admisible, el perfil de doble eje de aluminio resistente a la torsión significa que el sistema VONJAN tiene reservas más que suficientes. Con la ayuda de la herramienta en línea de igus, los cálculos y el diseño del motor y del reductor se pueden realizar fácilmente. VONJAN pudo instalar sin problemas el módulo lineal premontado con reductor y motor, así como la programación y las conexiones de los sensores.

El accionamiento por husillo no sólo permite transmitir fuerzas muy elevadas, sino que el husillo también actúa como dispositivo de seguridad en caso de fallo de la alimentación o del motor, de modo que el eje no puede deslizarse hacia abajo y destruir el láser. El hecho de que VONJAN monte a veces picoláseres por valor de 100.000 euros para su ajuste demuestra su confianza en el sistema. Se eligió un motor paso a paso porque puede ofrecer su par máximo incluso a bajas velocidades y el valor del paso puede ajustarse a 0,72 grados mediante el sistema de control D1. Y como el motor tiene un codificador, el D1 sabe en todo momento dónde está el carro. Esto es muy importante para programar las pruebas. Por ejemplo, un cliente ha pedido un láser de repuesto para su sistema. VONJAN lo ajusta, fija el punto focal exacto y luego lo envía al extranjero por correo urgente. Todo tiene que estar correcto antes de que salga, el cliente sólo tiene que instalarlo y luego su sistema tiene que volver a funcionar.

Para el ajuste correcto, se monta el cabezal láser en el eje y se irradia un material reactivo con baja potencia láser. El eje recorre un programa de movimiento almacenado y el inicio y el final de la reacción pueden medirse en el material reactivo. Como el motor paso a paso registra la posición exacta a través del codificador, VONJAN puede determinar el centro exacto entre el inicio y el final de la reacción, el punto, en la interfaz web. El director general Tobias von Jan resume: