Dank ihrer außergewöhnlich präzisen und konsistenten Ausgangseigenschaften steigerndie Coherent ARM-Faserlaser die Produktionseffizienz in der Automobilindustrie und senken die Kosten.
Wir hören immer wieder Beschwerden von Automobilherstellern und anderen Großserien-OEMs über Inkonsistenzen zwischen den einzelnen Linien in ihren Laserschweißsystemen, die sie in den Wahnsinn treiben. Der Kern der Sache ist einfach: Die Hersteller streben einheitliche globale Fertigungsprozesse an, um ihre Kosten und vor allem die Risiken im Zusammenhang mit der Sicherheit und Rückrufaktionen zu minimieren. In ihren Visionen hätten sie eine neue Montagelinie, würden den Laser darin integrieren und würden stets die gleichen Ergebnisse erzielen. Das bedeutet, dass jedes Teil, jedes Fahrzeug oder jede Schweißnaht, die sie herstellen – unabhängig von Ort und Zeitpunkt der Fertigung – identisch aussieht und funktioniert.
Wenn verschiedene Schweißlaser bei identischen Einstellungen nicht absolut gleich arbeiten, müssen die Hersteller Zeit und Geld für die „Feinabstimmung“ der Fertigungslinie und des Fertigungsprozesses aufwenden, um konsistente Ergebnisse zwischen den einzelnen Linien zu erzielen. Darüber hinaus möchten Hersteller die Prozessverbesserungen, die sie an einer Linie entwickelt haben, einfach und schnell auf alle ihre Standorte weltweit übertragen, ohne sich mit langwierigen „Feinabstimmungen“ jeder einzelnen Linie aufhalten zu müssen.
Die außergewöhnliche Konsistenz der Laserleistung der Coherent ARM-Laser vereinfacht die Implementierung erheblich
Coherent ARM-Faserlaser gewährleisten Konsistenz und Wiederholbarkeit
Warum wenden sich Hersteller mit diesem Problem an Coherent? Weil die einzigartige, patentierte Konstruktion des Coherent ARM-Faserlasers die erforderliche Konsistenz gewährleistet. Mit dem ARM-Faserlaser sind keine Feinabstimmungen oder Prozesskompensationen zwischen einzelnen Lasern oder Standorten erforderlich. Alle Coherent ARM-Faserlaser liefern die gleiche Leistung und die gleichen Strahlcharakteristika.
Wie schafft Coherent das, was andere Hersteller von Faserlasern nicht schaffen? Die Coherent ARM-Faserlaser sind von Anfang an so konzipiert, dass sie die Betriebsgenauigkeit und Konsistenz bieten, die erforderlich sind, um ohne außergewöhnlichen Aufwand niedrige Stückkosten und eine hohe Produktionsausbeute zu erzielen. Sie stellen sicher, dass der Laser, sobald ein Prozessablauf einmal entwickelt wurde, diesen im realen Betrieb originalgetreu reproduziert. Jedes einzelne Gerät liefert konsistente Leistung auf die gleiche Weise – jeden Tag und an jeder Produktionslinie.
Von wie gut ist dieser Laser eigentlich? Die Grafik zeigt tatsächliche Messdaten aus Leistungstests von 90 verschiedenen Coherent ARM-Faserlasern. Jeder von ihnen wurde auf eine Leistung von 2,575 kW eingestellt. Die Standardabweichung der gemessenen Leistung, ermittelt mit einem externen Leistungsmesser, betrug 5,4 W – lediglich 0,2 %. Das bedeutet, dass alle diese Laser bei einer bestimmten Schweißaufgabe praktisch identische Ergebnisse liefern würden. Dies gewährleistet wiederum, dass die Prozessvorgabe über die Zeit und auf mehreren Lasern hinweg konsistent reproduziert wird.
Die Testergebnisse von 90 einzelnen Coherent FL-ARM-Lasern zeigen ein außergewöhnlich hohes Maß an Konsistenz der Ausgangsleistung zwischen den einzelnen Geräten.
Um dieses hohe Maß an Konsistenz zu erreichen, hat Coherent eine Reihe von Funktionen in die ARM-Architektur integriert. Eine der Schlüsselfunktionen ist die patentierte unabhängige Leistungsregelung für den Ring- und den Zentralstrahl – unterstützt durch eine hochentwickelte, separate Leistungsregelung im geschlossenen Regelkreis für jeden einzelnen Strahl. Der Laser nutzt zahlreiche Sensoren zur Messung und Überwachung der aktuellen Ausgangsleistung für jeden Wellenleiter sowie zu deren kontinuierlicher Anpassung, wodurch eine extrem gleichbleibende Schweißleistung gewährleistet wird.
Die Leistungssteuerung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen erfordert robuste und schnelle Steuerungssysteme. Beispielsweise reicht beim Schweißen von Kupfer eine herkömmliche Mikroprozessorsteuerung nicht mehr aus, um die maximale Abweichung der Eindringtiefe auf 2 % zu begrenzen – selbst bei sehr dünnen Blechen. Eine Möglichkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit der Steuerelektronik des ARM-Lasers zu erhöhen, ist der Einsatz der Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitungstechnologie FPGA (Field Programmable Gate Array), die in der Mobilfunktechnik im 5G-Protokoll zum Einsatz kommt. Dies erleichtert die präzise Überwachung nicht nur einer, sondern aller Wellenlängen des Lichts, das die Laser erzeugen und das im Prozess auftritt.
Bei derart hoher Leistung, Geschwindigkeit und Präzision müssen wir auch einige der ausgefeiltesten Laserschutzsysteme auf dem Markt einsetzen. Passiver Rückreflexionsschutz gilt heute bei Faserlasern weitgehend als „alte Neuheit“. Doch der traditionelle Ansatz, der im Rest der Laserindustrie verwendet wird – nämlich die einfache Reduzierung der Laserausgangsleistung bei der Erkennung von Rückreflexionen – ist für Anwendungen, die hohe Präzision, Ausbeute und Wiederholgenauigkeit erfordern, unzureichend. Dies gilt insbesondere beim Schweißen von Kupfer und anderen Materialien mit hohem Reflexionsgrad.
Stattdessen nutzen die ARM-Laserresonatoren unsere firmeneigene Geräteschutztechnologie mit einem integrierten fünfstufigen Schutzschema. Dieser Ansatz bietet eine bessere Stabilität und eine geringere Betriebsempfindlichkeit als MOPA-Konstruktionen, auf die kostengünstigere Systeme setzen. Bei den Coherent-ARM-Lasern ermöglicht dieses Maß an Stabilität und Schutz unseren Kunden tatsächlich eine optimale Produktionsleistung unter allen Betriebsbedingungen.
Die unübertroffene Ausgangskonsistenz und Rückreflexionsbeständigkeit der Coherent ARM-Faserlaser ermöglicht es Automobilherstellern und anderen OEM-Großserienherstellern, selbst die anspruchsvollsten Herausforderungen im Bereich des Schweißens zu meistern.
Erfahren Sie mehr über die Coherent ARM-Faserlaser.
