Schneiden mit Fasenkopf auf der Portal-Schneidanlage

3D-Fasenkopf mit Autogenbrenner
3D-Fasenkopf mit Autogenbrenner

Beim automatisierten Fasen-Schneiden unterscheidet man das Schneiden mit einer Portalmaschine und das Schneiden mit einem Robotersystem. Beide Verfahren sind praxisbewährt und im Einsatz. Für jedes Verfahren gibt es Gründe die dafür und ebenso die dagegen sprechen. Genau diese wollen wir uns ausführlich ansehen.

 

 

1. Schneiden mit einem Fasenschneidkopf auf einer Portal-Schneidmaschine

Bei den Portalschneidmaschinen kommen 2 Schwenkmechaniken für das Fasen zum Einsatz:

  • Endlos drehbar
  • Winkelbegrenzt/Winkelkoordiniert

Bei den endlos drehbaren Aggregaten treten in der Praxis nicht selten folgende Probleme auf:Dichtigkeit der Gasverteiler und Kontaktwiderstände,Signalstörungen bei den Schleifringen für die elektrische Energieübertragung beim Plasma.

  • Endlos drehbar: Schleifkontakte unterliegen der Verschmutzung und Abnutzung
  • Endlos drehbar: die gasführenden Leitungen können undicht werden

Wir konnten bereits bei einigen Anwendern abgebrannte Fasenaggregate begutachten, die sich durch Undichtigkeiten entzündet hatten und zum Maschinenausfall führten. Daher haben die Maschinenentwickler Weiterentwicklungen hervor gebracht, die eine andere Technologie einsetzen - sie überwachen den Drehwinkel elektronisch mit Hilfe einer dafür geeigneten CNC-Steuerung. Man geht dabei nicht mehr von einer Endlosdrehung aus, sondern limitiert den Drehwinkel zum Beispiel auf 500° bis 800°, was für die meisten technischen Anforderungen ausreicht.

Leistungsfähige CNC-Steuerungen erlauben diesen Überwachungsaufwand, da die Steuerung das Rückdrehen des Aggregats in Abhängigkeit des zu schneidenden nächsten Teils, überwachen muss. Nach einer ausgeschnittenen Kontur dreht die CNC automatisch den Fasenbrenner in die Ausgangsposition zurück.

Erfordert die Kontur einen größeren Drehbereich, so entscheidet die CNC ob sie in einer Ecke, in der der Schneidkopf neu positioniert wird, gleichzeitig zurück dreht oder nicht. Da eine Grundforderung für ein auszuschneidendes Teil darin besteht, dass die Kontur geschlossen sein muss, liegt also auch der Schluss nahe, dass man mit 360° Drehung zuzügl. Anstich- und Abstichkontur (je 90°), zuzügl. eventl. geometrischer Anforderungen bzw. Reserven (180°) auskommen sollte. Die Drehung darf nicht zu groß sein, sonst besteht die Gefahr, dass die Kabel und Schläuche mittelfristig durch Torsion in Störung gehen. Sinnvoll sind je nach Anwendung ± 440° Drehwinkel, d.h. eine volle Kreisbewegung plus Anschnitt jeweils in links und in rechts Richtung ergeben gesamt also 880°. Spiralen lassen sich daher nur bedingt automatisch fasen. Viele Hersteller konstruieren aufwendige Schlauchführungssysteme, die ein konstantes Tordieren des Schlauchpaketes erlauben sollen, ohne das Nachteile in Schnittqualität oder Lebensdauer spürbar sein sollen. Ein Reihe von Lieferanten für Energieketten, haben mittlerweile interessante Ketten-Systeme für kontinuierliche Drehbewegung entwickelt, so dass man vermehrt die Möglichkeit hat, auf bestehende Systemkomponenten zurück zu greifen. Je länger dabei der einkalkulierte Schlauchweg, desto weniger Flächenbelastung wird auf den Schlauch übertragen.

Beispiel: Wird der Schlauch über einen Weg von 1m tordiert, so belastet es ihn weniger, als wenn der tordierte Schlauch nur 30 cm zum Verdrehen zur Verfügung hätte. Daraus ergeben sich auch die Konstruktionsformen mancher Fasenaggregate, die bei langer Schlauchführung schnell 1 bis 1,5m Bauhöhe erreichen und ein hohes Eigengewicht besitzen, was zu aufwendigen Maschinenbaugrößen, Lagern, Antriebssystemen etc. führen kann. Wenn gleich die neuen Energieketten der Systemlieferanten durchaus sehr klein bauen können, weil sie radial auf- und abwickeln. Bei Robotersystemen wird eine andere Schlauchführung gewählt, da diese Systeme aufgrund ihres hohen Freiheitsgrades an Bewegungsmustern den Schlauch ähnlich einer Handführung halten können. Dennoch muss auch hier darauf geachtet werden, dass der Schlauch nirgendwo an einem Bauteilkörper hängen bleiben kann und so beschädigt oder abreißen könnte. In der Vergangenheit wurden im Autogenbereich Fasenaggregate mit 3-Brennerkopf eingesetzt. Doch diese Systeme hatten ihre spezifischen Eigenheiten.