Portalanlagen:

Portalmaschinen können mit nahezu beliebigen Längen und Spurbreiten gebaut werden. Ihr Erkennungszeichen ist die Portal-Bauform, das bedeutet die Maschine wird beidseitig geführt und gelagert. Nicht immer wird dabei die zweite Seite auch angetrieben, bei schmalen Anlagen lassen manche Hersteller die zweite Seite nur mitführen und sparen so den zweiten Antrieb. Durch diese Bauform kann die Portalbrücke die Gewichte der Schneidköpfe besser aufnehmen, ist stabiler, schwingt weniger, erzeugt bessere Schnittqualitäten.   

Tischgrößen von 2m x 3m bis 8m x 50m sind für Portalanlagen kein Problem. Heutige Portalsysteme sind Hochleistungsmaschinen geworden. Zum einen wesentlich stabiler, dynamischer und steifer in der Gesamtkonstruktion. Aber auch ausgestattet mit Höhenregelungen, elektrischen Zündsystemen und schnellen Brennersupporten, modernen CNC-Steuerungen, die über Ethernet mit dem Netzwerk verbunden sind.
Manche Hersteller statten die Anlagen sogar mit Automatisierungselementen aus, wie beispielsweise automatischen Brennerdistanzverstellungen, so dass beim Mehrbrennerbetrieb weniger manuelle Eingriffe erforderlich sind oder mit Flammüberwachungen, die zwar noch nicht den Schneidprozess optimieren können, aber doch eine zum Teil unbeaufsichtigte Fertigung erlauben.
Darüber hinaus sind mittlerweile Phasenkopf-Systeme am Markt erhältlich, welche es erlauben die Konturen gleich mit angehängter Schweißnahtvorbereitung zu erzeugen.

Vorteile:

• hoher Automatisierungsgrad
• hohe Wirtschaftlichkeit
• höhere Präzision
• Verknüpfbar mit Netzwerk
• Manche Systeme sind auch Plasmatauglich (wenn HF-Abschrirmung vorhanden und höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich sind)

Nachteile:

• Höherer Investitionsaufwand
• Komplexe Systeme, eigene Reparaturen kaum möglich, daher Abhängigkeit vom Lieferanten 

Wasserstrahlschneidmaschinen (waterjet-cutting machines) arbeiten im Stahl-Bereich mit langsameren Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zum Laser oder zu Plasma. Wird langsamer geschnitten, so wirkt sich dies positiv auf das Schnittbild aus. Wasser bringt keine Wärme in das Material ein, also liegen hier auch kaum Wärmespannungen vor. Durch den Abrasivsand und durch Wasserspritzer sind erhöhte Schmutzanforderungen an die Anlage gestellt. Die Abdichtung von Führungen und Lagern durch Faltenbälge oder andere geeignete Massnahmen ist hier Pflicht.

Eine Wasserstrahlschneidanlage stellt dynamisch geringere Ansprüche im Vergleich zum Laser oder zu Plasma, hierbei gilt sie als weniger aufwendig. 

Eine Wasserstrahlschneidanlage stellt hingegen im Bezug auf die Genauigkeit sehr hohe Ansprüche. Ebenso im Bezug auf den Staub- und Spritzwasserschutz aller empfindlichen Teile, Lager, Führungen, Antriebe, Getriebe, etc.

Am Markt finden wir min. zwei verschiedene Typen:  Anlagen komplett aus Edelstahl und Anlagen aus Normalstahl mit Schutzanstrich. Ist der Normalstahl in 8 oder 10mm Dicke ausgeführt und gegen Durchrostung genügend geschützt, so kann dies durchaus eine preiswerte Alternative sein, die rund 10 bis 20% billiger ist als die Edelstahlausführung. Wobei wir zu bedenken geben, dass ständig mit Frischwasser geschnitten wird und dies naturgemäß sauerstoffhaltig ist und damit eine gute Rostvoraussetzung erfüllt. Eine Edelstahlanlage kann die langlebigere Alternative sein - was jedoch im Einzelfall zu überprüfen ist. 

Warum sollte man nicht gleich "zwei Fliegen mit einer Klappe" schlagen? Wenn schon eine CNC-gesteuerte leistungsfähige Schneidanlage angeschafft werden soll, warum bestückt man sie nicht gleich mit mehreren Werkzeugen? Denkbar sind eine Vielzahl von Maschinen-Kombinationsmöglichkeiten - doch welche Maschinenkombination sind sinnvoll? Wo stecken die Gefahren? Was geht gar nicht? Worauf sollten Sie achten?

Bild 1: Schaltschrank mit mehr als 10% Verdrahtungsreserve (ist nach VDE Vorschrift!)
Industrie-PC mit Windows-Lizenz 
Bauteile namhafter Hersteller - einfache Nachrüstung und Nachkaufsicherheit!
USV (Unterbrechnungsfreie Stromversorgung) für den PC,
Erklärung: Eine USV schützt den PC vor Abstürzen durch Stromausfälle oder Hochfrequenz oder Spannungsspitzen durch Stromschwankungen, was im Industriebetrieb normal ist! Im Falle eines Notaus oder Bedienerfehlers fährt der PC, versorgt durch die USV, automatisch herunter, sichert alle Daten und schützt so vor Datenverlust. 

Bild 2:Klimagerät und staubabgedichtetes Gehäuse 
Digitale AC-Servoregler eines namhaften Herstellers
Geräte sauber beschriftet und dokumentiert
Bei den Teilen sind die Hersteller-Typschilder vorhanden - Nachkauf und Ersatzteile sind so gesichert. Hitzeschitzschild und Funkenschutz unter den Kabeln und dem Schaltschrank sorgen für weniger Ausfälle.

Bild 3:  Alle Klemmen bezeichnet nach vorschriftmässiger VDE-Norm - so findet der geschulte Betriebselektriker alles schnell wieder, dies spart Zeit im Fehlerfall und macht herstellerunabhängiger! 

Bild 4: Alle abnehmbaren Blechteile müssen aus Sicherheitsgründen geerdet sein - hier mit Flachbandkabel gut gelöst!

Bild 5: Genügend Trenner in den Energieketten eingebaut, dies verhindert, dass die Kabel sich verdrehen und es so weitaus geringer zu Störungen durch Kabelbruch kommt - diese Lösung ist zwar kostspielig aber dafür langlebiger! 
Ausserdem wurden schlepptaugliche Kabel eingesetzt, welche die ständigen Biegungen wesentlich länger verkraften.
Erklärung: Die Trenner müssen vom Hersteller in den Kabelschlepp eingesetzt werden und sind in der Regel kostspielig, sie können den Preis einer Energiekette je nach Länge schnell verdoppeln. Lässt man die Trenner weg oder setzt man zu wenig hiervon ein, wird die Anlage im Einkauf zwar billiger, doch erhöht sich die Gefahr eines Kabelbruchs schon nach wenigen Jahren. Der Austausch eines Kabelbaums kann, neben der Stillstandzeit und den undefinierbaren Störungen schnell 5.000 bis 10.000 Euro kosten, je nach Länge auch darüber hinaus und wiederholt sich alle paar Jahre.   
Gleiches gilt bei der Wahl der eingesetzten Kabel: Schlepptaugliches Kabel, dass sich wesentlich häufiger biegen lässt ohne sich dabei zu verdrehen, kostet erheblich mehr als normale Kabel.  Der Ausfall durch falsche Kabelverwendung ist dann wahrscheinlicher.  

Bild 6: Saubere Kabeldurchführungen, so dass kaum Staub in den Schaltschrank eindringen kann.

Bild 7: Kabelabschirmungen sauber geerdet - wichtig gegen Einflüsse der Hochfrequenz, reduziert somit  Störungen.

Bild 8: Namhafte Markengeräte eingebaut, Wiederbeschaffung damit einfacher möglich. Geräte normgerecht bezeichnet

Bild 9: Geregelte Netzteile eines Markenherstellers verwendet, geregelte Netzteile erzeugen weniger Störungen und eine sauber geglättete Gleichspannung. Saubere normgerechte Gerätekennzeichnung.

Bild 10: Schaltschrank einer anderen Maschine: 
Ebenfalls Industrie-PC mit USV, normgerechter Gerätebezeichnung, genügend Platzreserven im Schrank, fachgerecht verdrahtet, Türen vorschriftsmässig geerdet, Markengeräte eingebaut, dichte Kabeldurchführungen verwendet, saubere Abschirmung in geerderter Ausführung, 
Industrie-PC mit gültiger Microsoft® Lizenz und USV, 
Erklärung: Industrie-PCs kosten ein Vielfaches eines Büro-PC weil sie für harte Industrieumgebungen geschaffen wurden. Sie sind unempfindlicher gegen Hochfrequenz und Elektromagnetismus und halten andere Betriebstemperaturen und Stäube aus.

Bild 11: Busverteiler-System: Saubere und zeitgemässe Art, so ist weniger Kabel erforderlich und damit weniger potentielle Störquellen. Kabel mit schmutzgeschützter Kabelbeschriftung. Der Schutz der Kabelbeschriftung ist wichtig, weil nach ein paar Monaten Betrieb einer Plasma- oder Autogenanlage Beschriftungen unlesbar werden können.   

Bild 12: EMV-geprüfte Schaltschränke

Bild 13: Bussystem über Glasfaserkabel ist störunanfälliger und wird erst im Schaltschrank mit Kupferkabel auf die Steuerelemente aufgelegt  

Bild 14: Steuerflasche in stabiler Gussgehäuse-Ausführung 

Bild 15: Digitale Antriebsregler eines namhaften Herstellers, normgerechte Gerätebezeichnung, Industrie-Steckerverbindungen, die einen schnellen Austausch ermöglichen. AC-Servos im staubgeschützten Gehäuse sind wartungsfrei und besitzen eine sehr gute Dynamik.

Bild 1: S49 Laufschiene mit genügend großer Laufrolle. Wichtig hierbei: Die Laufrolle ist so breit wie die Schiene, sonst stellen sich zu schnell Einlaufrillen ein!
Stabiler Laufwagen, tragende Maschinenkörperteile sind aus besonders dickem Material und sorgen so für ruhigere Schnitte und weniger Schwingungen.
Gute Nachstellbarkeit der wichtigen Lager. Solide Seitenlager. 

Bild 2: Herzstück - das Antriebssystem mit besonders großem Ritzel, spielarmen Getriebe und mit hydraulischer Anpressung. Dieses System dämpft die mechanischen Schwingungen weitaus besser als die oft verwendeten Federandrucksysteme.

Bild 3: Endschalterauslöser sind variabel verschiebbar und können so leichter an veränderte Werkzeugbestückung angepasst werden. Kein Muss, aber vorteilhaft.

Bild 4: Der Hersteller liefert ein Komplettsystem aus einer Hand, mit Filtersystem und Brenntischen. DAbei kann dieser Lieferant auf eigene Systeme ebenso zurück greifen, wie auf Drittanbieter, wenn der Anwender besondere Präferenzen bezüglich bestimmter Marken besitzt, ist dies ein Vorteil. 

Bild 5: Der Systemanbieter liefert auch Automatisierungskomponenten mit hydraulischem Wechseltischsystem für seine Laseranlagen. Gut ist, wenn der Lieferant über Schneidanlagen beider Laserarten verfügt und sowohl CO2-Version als auch Faserlaser-Varianten liefern kann.

Bild 6: Lager mit S49-Schienen, diese sind gefräst und werden versiegelt gelagert, um vor Rost oder Beschädigung zu schützen.

Bild 7: Wichtige Lager und Schlitten sind mit Schmiernippeln ausgestattet. Dazu erhält der Anwender auch die passende Schmieranleitung - dies ermöglicht ihm eine eigene Wartung und somit einen schwingungsarmen Betrieb.

Bild 8: Brennerwagen mit den integrierten Alfa®-Brennern, diese besitzen eine integrierte Höhenregelung auf Magnetbasis, die auch ein Überfahren von Schlackehaufen erlauben soll. Mit elektr. Zündung ausgestattet, erlaubt der Brenner einen schnellen Verschleißteilewechsel sogar ohne Werkzeug. Prinzipiell sind wir - siehe Menü Wirtschaftlichkeit - sehr davon überzeugt, Anlagen gleich von Beginn an mit Automatisierungskomponenten auszurüsten, dazu zählt die Höhenabtastung, sowie eine elektr. Zündvorrichtung für die Autogenbrenner. Dabei existieren noch andere Systeme am Markt, die ebenfalls in Frage kommen, wenn sie richtig aufgebaut worden sind.  

Bild 9: Dämpfer in den Endlagen nehmen schonend die Kräfte auf.

Bild 10: Großes und breites Laufrad auf S49-Schiene

Bild 11: Kombinierte Plasma-Autogenanlage mit Sicht- und Funkenschutz des Plasmakopfes und Brennern

Bild 12: Es ist gut zu wissen, welche Anlagen ein Hersteller noch liefern kann und welche Optionen möglich sind. Hier am Beispiel: Eine 20m Großanlage mit 3-Brenner-Autogenaggregat, Plasmabrenner und einer Schleifeinheit für den Schiffsbau.

Die hier vorgefundenen Sicherheitsmassnahmen passen zu dem oben genannten Maschinentyp und können von Fall zu Fall anders aussehen, jedoch ist für den Verbraucher wichtig, wie diese Massnahmen in seinem konkreten Fall aussehen und welche Vorkehrungen der Maschinenhersteller getroffen hat und ob diese für alle möglichen Fälle ausreichend sind. Bei Plasmaschneidanlagen müssen darüber hinaus noch spezielle Erdungsvorschriften eingehalten werden. Bei Laserschneidanlagen sind es bestimmte Strahlungsschutz-Massnahmen etc. Diese hier vorgestellten Massnahmen sind daher nicht komplett, sondern vom Schneidprozess abhängig.

Bild 1: Fühler-Endschalter sorgen für einen Überfahrschutz der Füsse. 
Abstreifer an den Portal-Konsolen schieben den Staub von der Schiene. Die hier gezeigte Lösung mit Edelstahl-Abstreifern finden wir nicht ganz so gut, weil die Edelstahlabstreifer nach kurzer Zeit nachgeben, der Anpressdruck dann fehlt und so Staub dann eindringen kann. Messer bietet als Alternative daher auch eine andere Lösung an - Nylonbürsten-Abstreifer. 

Bild 2: Passive Seilzugschalter für den Personenschutz, wenn diese sich auf dem Brenntisch befinden und die Anlage sich unbemerkt nähern sollte.

Bild 3: Eine Sicherungsflasche mit Notaus kann der Bediener mobil zur Hand nehmen, wenn er an der Maschine arbeitet und die Anlage nicht immer im Sichtbereich hat.

Bild 5: Abnehmbare, bzw. zu öffnende Blechteile, wie Türen, sind vorschriftsmässig geerdet

Bild 6: Eine Sicherung für die Sicherung! Die Sicherheitslaserschranke steht gemäß Vorschrift weit vor, so dass die Laserschranke damit selber zur Gefahr werden kann. Deshalb wurde hier die Schranke mit einem beweglichen Schutzblech umgeben, sobald diese Mimik irgendwo anstösst, wird der Endschalter ausgelöst.

Der Wert einwandfreier Schaltpläne und einer guten Dokumentation kann nicht deutlich genug herausgestellt werden. Stimmen diese Pläne gemäß Norm, dann sind auch fremde Elektriker in der Lage einen Fehler zu beheben, sofern es kein internes Softwareproblem ist. Hierzu ist wichtig, dass die Schaltpläne normgerecht erstellt wurden und über eine Revision verfügen. Die Erstellung einer solchen Dokumentation ist ein nicht unerheblicher Kostenfaktor, der sich aber im Wert der Anlage und ihrer Instandsetzungsmöglichkeit widerspiegelt. Hersteller, die eine vollständige Dokumentation liefern sind oftmals teurer als andere und sie machen sich abkömmlich und transparent - also ein klarer Qualitätshinweis!  

Am Beispiel der Schaltpläne der MultiTherm® 4000:

Bild 1: Übersichtliche Seitenübersicht des gesamten Stromlaufplans.  Stromlaufplan ist EPLAN® kompatibel.

Bild 2: Schaltschrank-Layoutplan mit genauer Übersicht, wo welches Gerät, welche Klemmenleiste sich befindet.

Bild 3: Schaltplan mit Einträgen nach Revision, Normgerecht mit Querverweisen, Anlage-, Orts- und Gerätekennzeichen

Bild 4: Abnahmeprotokoll mit Testdaten

Bild 5: Schaltplan der Höhenverstellung für Brenner

Wichtig für eine qualitative Maschinenausführung ist auch der komplette Aufbau, Test und Einrichtung der Anlage noch im Werk. Wir haben schon oft erlebt, dass Hersteller die Lieferzeit nicht einhalten konnten und die Anlage dann im halbfertigen Zustand ausgeliefert wurde. Von einer Qualitätssicherung kann dann nicht mehr die Rede sein, wenn unter hohem zeitlichen Druck die Anlage in ungünstigen Verhältnissen in Betrieb genommen werden muss. Daher begrüssen wir es, wenn die Anlage betriebsbereit montiert und getestet wurde, wie im folgenden Beispiel. Natürlich hat eine Endjustage immer beim Kunden nach erfolgter Montage statt zu finden.

Bild 1: Die Portale werden komplett montiert, im Werk in Betrieb genommen und einem mehrtägigem Dauertest unterzogen. Dabei findet jedes Portal auf der fertigen Montagestrasse seinen Platz und kann so störungsfrei und sauber montiert werden.

Bild 2: Weitere Portale auf dieser Montagestrasse

Bild 3: Spezielle Hubvorrichtungen ermöglichen das schonende Aufsetzen und verschieben der Portale, so dass keine mechanischen Spannungen aufgebaut werden, Verzug der Portale reduziert bzw. minimiert wird.