Bei der Herstellung von Ventilen, Pumpen, Armaturen und ähnlichen Hydraulikkomponenten hat die Lasermarkierung eine Rolle übernommen, die weit über das Anbringen eines Logos hinausgeht. Sie ist heute ein integraler Bestandteil der Prozessrückverfolgbarkeit: Datamatrix-Codes, fortlaufende Seriennummern, normative Verweise und Chargendaten werden direkt auf den Körper des Bauteils aus Messing, Edelstahl oder Kohlenstoffstahl graviert und garantieren eine unauslöschliche Kennzeichnung, die gegen Stöße, Chemikalien und Waschzyklen resistent ist.
Hersteller in diesem Sektor arbeiten in der Regel mit großen Chargen an relativ homogenen Komponentenfamilien: ein einziges Ventil kann in Hunderten oder Tausenden von Stück pro Tag produziert werden, wobei die Markierungszeiten zwischen 2 und 12 Sekunden pro Stück liegen. In diesem Szenario liegt die Hauptaufgabe nicht in der geometrischen Vielseitigkeit, sondern in der kontinuierlichen Produktivität, kombiniert mit einer Positionierungswiederholbarkeit, die den Code für nachgeschaltete automatisierte Systeme stets lesbar macht.
Der Zwei- oder Vier-Stationen-Drehtisch ist die direkte Antwort auf diesen Bedarf. Die Rotomark-Plattform wurde genau für dieses Anwendungsprofil entwickelt, mit mechanischen Konfigurationen und Prozessoptionen, die je nach Teilegröße, Markierungslayout und gewünschtem Automatisierungsgrad ausgewählt werden können.
Laden in maskierten Zeit- und Achsenkonfigurationen
Das Funktionsprinzip ist einfach, aber entscheidend: Während der Laser das Teil an der Arbeitsstation markiert, lädt der Bediener (oder ein Roboter) das nächste Teil in die externe Ladestation. Sobald der Zyklus abgeschlossen ist, dreht sich der Tisch um 180° (oder 90° bei Versionen mit vier Stationen) und der Laser beginnt sofort mit der Markierung des neuen Teils. Die Totzeit für das Be- und Entladen wird der Markierungszeit überlagert, und die Laserquelle bleibt fast die gesamte Schicht über in Betrieb.
Die Maschine ist mit Tischen von Ø600, Ø1000 und Ø1200 mm erhältlich, wobei die Größe in Abhängigkeit von der Größe des Werkstücks, der Höhe des Sicherheitsschotts und der Anzahl der benötigten Stationen zu wählen ist. Der Tisch ist mit einer motorisierten Z-Achse mit einem typischen Hub von 200 mm gekoppelt, was ausreicht, um die Fokussierung auf Werkstücke unterschiedlicher Höhe ohne manuellen Eingriff zu bewältigen.
Für Anwendungen, bei denen mehrere Komponenten gleichzeitig markiert werden müssen – zum Beispiel eine Palette mit sechs oder acht Beschlägen – ist eine Konfiguration mit XZ-Achsen in Kombination mit dem Drehtisch erhältlich. Die zusätzliche X-Achse mit Verfahrwegen von bis zu 900 mm erweitert den Arbeitsbereich, indem sie den gesamten Radius des Tisches abdeckt, und ermöglicht es, Paletten von Bauteilen in maskierter Zeit zu markieren, anstatt ein einzelnes Werkstück pro Station. Diese Konfiguration eröffnet auch die Möglichkeit, ein seitliches Bildverarbeitungssystem zu integrieren, worauf wir später noch eingehen werden.
Mechanische Struktur: warum sie in einem hochproduktiven System wichtig ist
Bei einem System, das kontinuierlich mit achttausend oder mehr Zyklen pro Tag arbeitet, sind strukturelle Steifigkeit und Maßhaltigkeit keine nebensächlichen Details. Die Struktur des Rotomark besteht aus geschweißtem, thermisch verstrecktem und NC-gefrästem Stahl, eine Lösung, die sehr geringe Verformungen (weniger als 0,08 mm unter Nennlastbedingungen) und eine dauerhaft stabile Geometrie garantiert. Die Konstruktion des Rahmens wurde mit Hilfe von FEM-Techniken verifiziert. Das Achsensystem ist auf vorgespannten Kugelumlaufführungen mit einer doppelt gelagerten Bosch-Spindel auf der Motorseite montiert, eine Konfiguration, die hohe Drehgeschwindigkeit und axiale Steifigkeit kombiniert.
Der mechanische Nockenrotationsmechanismus ist eine Wahl, die LASIT seit Jahren beibehält, gerade wegen der Präzision und Wiederholbarkeit, die er bietet. Die Drehung wird von einem Motor mit Wechselrichter gesteuert, der je nach Gewicht und Größe des Teils einstellbar ist und eine genaue Positionierung der Stationen in Bezug auf den Drehpunkt garantiert. Die Zentriervorrichtungen sind austauschbar und werden auf zwei spiegelnden Halterungen mit gehärteten Buchsen und Helicoil-Gewindebohrungen montiert, eine Lösung, die die Umrüstzeiten reduziert.
360°-Markierung und gekrümmte Oberflächen: Drehachsen und 3D-Köpfe
Eine häufige Anforderung in der Welt der Ventile ist die Markierung über einen erheblichen Teil des Körperumfangs, z.B. die Markierung einer Datamatrix neben alphanumerischem Text oder die Entwicklung des Logos entlang eines 90°- oder 180°-Bogens. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, kann der Rotomark mit integrierten Drehachsen in den Stationen ausgestattet werden (doppelte W-Achsen-Konfigurationen): das Werkstück wird während der Markierung gedreht, immer in der maskierten Zeit, während die benachbarte Station geladen wird.
Bei Teilen mit stark gekrümmten Oberflächen oder bedeutenden dreidimensionalen Entwicklungen kann der 3D-Scannerkopf. Dabei handelt es sich um ein dreiachsiges optisches System, das Markierungen auf nicht ebenen Oberflächen ermöglicht, ohne dass der Kopf oder das Teil mechanisch bewegt werden müssen. Der praktische Vorteil ist ein zweifacher: Zusätzliche mechanische Bewegungen (mit dem damit verbundenen Zeitaufwand und den damit verbundenen Toleranzen) werden vermieden, und es können größere Markierungsbereiche bei gleichbleibender Gravurqualität abgedeckt werden.
Vision, Code-Lesen und Software-Integration
Bei der Markierung zum Zweck der Rückverfolgbarkeit machen zwei Elemente oft den Unterschied zwischen einem funktionierenden System und einem, das Ausschuss erzeugt: die Zentrierung des Teils und die Überprüfung des markierten Codes. Der Rotomark kann mit einem Seitensichtsystem ausgestattet werden, das an Bord des Scankopfes montiert und mit einer speziellen Beleuchtung versehen ist. Dasselbe System erfüllt in der Regel drei Funktionen: die automatische Zentrierung des Teils in Bezug auf das Markierungslayout (und damit die Vereinfachung der Vorlagen), das OCR-Lesen des markierten Textes zur Überprüfung der Konformität und das Lesen/Einordnen der Datamatrix gemäß den Referenzstandards (ISO/IEC 15415, AIM-DPM), wobei in der Regel eine Einstufung zwischen Grad A und Grad B erforderlich ist.
Bei einigen Anwendungen verlangt der Kunde ein spezielles Verfahren für den Fall eines NOK-Codes: Löschung und erneute Markierung, automatische Ablehnung, Maschinenstopp mit Benachrichtigung des Linienvorgesetzten. Alle diese Logiken werden auf der Ebene der kundenspezifischen Software verwaltet.
Auf der Steuerungsseite ist die Maschine standardmäßig mit CE-konformen Schaltschränken mit Siemens-, Schneider Electric- oder ABB-SPSen und Antrieben nach Kundenspezifikation ausgestattet und lässt sich über konsolidierte Industrieprotokolle (Profinet, Profibus, Ethernet/IP, OPC UA) nativ in MES- und ERP-Systeme integrieren. Die FlyCAD/FlyControl-Software verwaltet die dynamische Generierung von Codes, fortlaufenden Seriennummern und variablen Inhalten, die aus externen Datenbanken abgerufen werden, während die benutzerdefinierte Schnittstellenschicht auf linienspezifischer Logik modelliert werden kann.
Manuelle Beladung, Integration von Robotern und Arbeitsmethoden
Die Maschine ist so konzipiert, dass sie beide Betriebsszenarien abdeckt: manuelle Bedienung an der Vorderseite oder Integration in eine Roboterzelle mit automatischer Be-/Entladung. Die drei typischen Betriebsarten – Tisch im Automatikbetrieb, Tisch im manuellen Betrieb mit Start per Knopfdruck und Seitentür mit verriegeltem Tisch für größere Einzellasten – können je nach Linienfluss und Produktionsmix ausgewählt werden.
Zusammengefasst
Für Hersteller von Ventilen, Pumpen und Armaturen mit Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit und hohe Produktivität bei homogenen Komponentenfamilien stellt der Rotomark eine bewährte Prozessplattform dar. Die Wahl zwischen den verschiedenen Konfigurationen – Tischdurchmesser, Anzahl der Achsen, Vorhandensein eines Bildverarbeitungssystems, 3D-Kopf, Station für Drehachsen – muss anhand des tatsächlichen Teils getroffen werden: Abmessungen, Material, Markierungsinhalt, erforderliche Zykluszeit und Grad der Linienautomatisierung. Dies ist die Art von Bewertung, die am besten mit Mustern in der Hand in der Phase der Machbarkeitsstudie vorgenommen wird.