Laserkennzeichnung

Quantensprung

Laserbeschriftung in der Getriebeproduktion
Das Typenschild wird zum Schutz während des Montagevorgangs abgeklebt.
Am Anfang stand ein Kugelschreiber – 2002 wurde er im Rahmen eines Messebesuchs mit einem Laser individuell beschriftet. Die Technik hat überzeugt. Lenze kennzeichnet inzwischen täglich 1.000 Typenschilder für Getriebe und Motoren.

Wir haben eine unglaubliche Variationsbreite an Beschriftungen“, erzählt Dipl.-Ing. Jens Niebuhr, Produktionsleiter Getriebe bei Lenze Operations in Extertal. „Früher haben wir die Typenschilder für unsere Getriebe und Motoren Buchstabe für Buchstabe geprägt, dann kamen als erste Arbeitserleichterung Nadelprägeanlagen. Aber auch sie haben Nachteile. Zum einen sind sie von der Schrift schlecht skalierbar, zum anderen kann kein Barcode erstellt werden. Dazu kommt, dass die Mitarbeiter über eine entsprechende Maske jedes Typenschild quasi individuell von Hand erstellt haben, entsprechend hoch war das Fehlerpotenzial bei der Eingabe. Das führte zu Qualitätsproblemen, die dauerhaft abgestellt werden mussten.“

So weit die Problemschilderung – das ist Vergangenheit. Inzwischen setzt Lenze, Spezialist für Antriebs- und Automatisierungssysteme mit Hauptsitz in Hameln, längst auf Lasertechnik. Die ersten Beschriftungssysteme sind seit Ende 2003 im Einsatz. Seither tendiert die Fehlerquote gegen null. Mittlerweile stehen an Produktionsstandorten in Deutschland, Frankreich und USA insgesamt zehn Laseranlagen zur Typenschildbeschriftung zur Verfügung. Die Schilder werden mit verschiedenen Beschriftungslasern von cab Produkttechnik produziert. Sie kennzeichnen hoch auflösend, präzise und schnell und eignen sich für vielfältige Anwendungen. In der Motor- und Getriebeproduktion beweisen diodengepumpte YAG-Laser und seit einiger Zeit vor allem die beiden diodengepumpten, luftgekühlten Ytterbium-Faserlaser FL20 mit dem Typenschildhandling THS4 ihre Stärke. Die Laser beschriften auf Stahl, Aluminium, diversen Kunststoffen und vielen weiteren Materialien mit hoher Strahlqualität mit einer Ausgangsleistung bis 20 Watt. Die Steuerung erfolgt über die Software cablase mit graphischer Oberfläche in Echtzeit oder der COM-Schnittstelle für kundenspezifisches Programmieren. Der Spezialist für Kennzeichnungstechnik bietet Lösungen zur Integration in Fertigungslinien, Schutzgehäuse für Einzelbeschriftungen sowie Folien- und Typenschildbeschrifter.

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Tausend Aufträge am Tag

Bei Lenze sind die Beschriftungslaser von Anfang an weltweit in die SAP-Datenbank angebunden. In Extertal sind mittlerweile in der Getriebemontage insgesamt sechs Lasersysteme im Einsatz. Das Unternehmen, das sich explizit als Lösungspartner seiner Kunden versteht, bietet Produkte, Dienstleistungen und komplette Systeme von der Elektromechanik über die Antriebstechnik bis hin zur Steuerung und Visualisierung an. Eingehende Aufträge werden zentral in SAP erfasst. Anschließend werden in der Getriebemontage an Einzelarbeitsplätzen entsprechende Arbeitsunterlagen und Stücklisten ausgedruckt. In jedem Auftrag stecken jeweils mehrere kundenindividuelle Antriebe. Die einzelnen Komponenten sind so aufeinander abgestimmt, dass alle kundenspezifischen Anforderungen abgedeckt werden – die Variationsbreite ist entsprechend hoch mit gegenwärtig rund 150.000 Möglichkeiten. „Wir fertigen pro Tag bis zu 1.000 Antriebe, die alle mit mindestens einem Typenschild versehen werden“, so Jens Niebuhr. Auf dem jeweiligen Auftrag steht ein Barcode, über den die entsprechenden Daten automatisch in eine Maske eingetragen werden. Der Laser erhält die Daten, und das Typenschild wird anschließend in der entsprechenden Menge beschriftet. Steht der Auftrag in der Datenbank, kann das Typenschild bereits wenige Minuten später abgerufen werden.

Es gibt ein Gesamttypenschild, auf dem alle Motor- und Getriebedaten stehen, jedoch sind alle Angaben individuell über die jeweiligen Masken steuerbar. So macht die Lasertechnik flexibel – binnen kurzem ist das beschriftete Typenschild verfügbar, obendrein mit perfektem Lesekontrast. Beschriftet wird üblicherweise auf eloxiertem Aluminium. Werden Motoren und Getriebe für Außeneinsätze oder in der chemischen Industrie verwendet, werden entsprechende Stahlschilder gelasert. Die Umstellung erfolgt ohne großen Aufwand. Für Edelstahlschilder gibt es eine eigene Eingabemaske, es ändern sich lediglich die Parametrisierung und die Geschwindigkeit. Selbst bei der Schildergröße ist der Anwender nicht festgelegt; die Anlage kann bei Bedarf jeweils mit einem minimalen Rüstaufwand umgestellt werden. Es muss lediglich in SAP das Layout der Maske in der Größe angepasst sowie die geänderte Schildergröße bei der Handlingeinheit eingerichtet werden. Auch Eilaufträge sind kein Problem.

Weltweit gleiche Masken

Alle Typenschilder werden auf dem deutschen Server verwaltet. Das Know-how steckt in der Datenbankanbindung. Sowohl die YAG- als auch die Faserlaser greifen auf die Software zurück, die von cab anhand des Lenze-Anforderungsprofils geschrieben worden ist. Sie ist immer wieder auf neue Anforderungen angepasst worden, sodass die Verfügbarkeit der Anlagen ständig steigen. Über das Andocken an einen Adaptierbaustein im SAP-System greifen die verschiedenen Lasersysteme auf die Daten zu. Danach erfolgt die Datenkommunikation. Alle Lasersysteme sind vor Ort in Extertal konfiguriert worden, von hier aus erfolgt auch die Schaltung der Zugänge. Die Grundmasken sind weltweit gleich. Bei der Installation vor Ort müssen lediglich Feinheiten abgestimmt werden. Und da der Kennzeichnungsspezialist ebenfalls weltweit aufgestellt ist, kann er überall ohne großen Organisations- und Kostenaufwand bei Bedarf Hilfestellung leisten. Das führt zu einer hohen Systemsicherheit. Die Anlagen laufen vollautomatisch. Dank der Magazintechnik kann mit wenigen Handgriffen auf unterschiedliche Abmessungen eingestellt werden. Der Mitarbeiter füllt einmal am Morgen das Stapelmagazin mit Rohlingen, die im Laufe des Tages nach dem Fifo-Prinzip verarbeitet werden und in eine dafür vorgesehene Box fallen. Es kann ohne Unterbrechungen gearbeitet werden. Das Typenschildhandlingmodul wurde speziell für den industriellen Einsatz für die Beschriftung von Serienprodukten in großer Stückzahl entwickelt.

Die Lasertechnik hat viele Vorteile: Der Lesekontrast ist ausgezeichnet, die Beschriftung hat eine lange Lebensdauer, die Schilder sind leicht zu reinigen und oxidieren nicht. Nahezu jede Information lässt sich aufbringen. Der Anwender ist weder auf Material noch eine Größe festgelegt. Die Software lässt sich an spezifische Änderungen anpassen. Die Anlagen sind robust und nahezu wartungsfrei. Und die Standzeiten bei der neuen Generation der diodengepumpten Ytterbium-Faserlasern sind trotz der deutlich höheren Arbeitsgeschwindigkeit im Vergleich zum YAG-Laser weiter gestiegen. „Unsere Produktivität steigt ständig“, so Jens Niebuhr. „Mit den Lasern haben wir einen Quantensprung bei der Typenschildbeschriftung gemacht.“ pb

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