A piaci igények automatizált jelölési megoldásokat tesznek szükségessé, melyek magukban foglalják többek között a megfelelő adatok előállítását és az adatok egyértelmű visszaellenőrzését. Mindezek megvalósításához szükséges, hogy a termelők, gyártók, sőt gyakran a felhasználók is rendelkezzenek megfelelő hardver- és szoftverkörnyezettel. A tendenciák azt mutatják, hogy az e feltételeket biztosító automatizálási megoldások jelentős és egyre nagyobb költséget hárítanak az azokat igénybe vevőkre. Az olyan iparágak számára, melyek kifejezetten nagy értékű árukat kínálnak – autó-, elektronika- vagy orvosi ipar –, a termelési egységek követése mellett az egyes darabok azonosítását is lehetővé tevő termékszínű követés is nélkülözhetetlen. Erre a minőségbiztosítás, a termelésirányítás, illetve a vevői követelmények miatt van szükség. A termékszínű követés egyik alapvető feltétele a termékek megfelelő jelöléssel történő ellátása.

Tiszta üzemelés, magas jelölési minőség

Az említett iparágakra jellemző, hogy a jelölésnek biztosítania kell a hosszú távon is megfelelő vissza-ellenőrizhetőséget – akár olajos, poros, kopott felületeken is – a körülményektől függetlenül. Ennek egyik alapvető feltétele, hogy a jelölés nem távolítható el a jelölt felületről. Emellett sok esetben fontos elvárás, hogy a jelölési felület mérete ne haladja meg a néhány négyzetmilliméter nagyságot, hiszen gyakran nincs elegendő felület az adott terméken a követési információk elhelyezésére. Mindezen elvárások természetes következménye volt a kétdimenziós kódok elterjedése, valamint a lézeres feliratozás térhódítása. E technológia az, ami lehetővé teszi kis méretű, maradandó, nagy felbontású feliratok elhelyezését közvetlen felületen, hozzáadott kellékanyag nélkül, kizárólag az anyag elszínezésével.

Természetesen számos olyan jelölési helyzet adódhat, amikor a lézeres megoldás nem használható: ilyen például az utánfestési eljárás vagy korrózió, illetve egyes iparágakra jellemző sérthetetlen felületek jelölése. Ezen esetekben továbbra is a már elterjedt címkézési, pontütéses, tintás megoldásokat célszerű alkalmazni, függetlenül attól, hogy e megoldások jelentős fenntartási költséget jelentenek mind kellékanyag, mind karbantartás szempontjából. Azon esetekben azonban, ahol a lézertechnológia alkalmazása nem ütközik a fent említett akadályokhoz hasonló nehézségekbe, számos előnye miatt a felhasználók általában a lézeres feliratozókat választják. E technológia vitathatatlan előnye, hogy kis karbantartási igénnyel, tiszta üzemelés mellett, magas jelölési minőséget biztosít. Főként emiatt terjedt el, és emiatt tud továbbra is egyre nagyobb teret hódítani az autó-, elektronika-, orvosi, valamint fémiparban.

Lézersugarak elfordítása

A technológiában rejlő lehetőségek maguk után vonták az egyre nagyobb elvárásokat. Például különböző alakú, formájú felületek jelölését íves, lépcsős, domború, homorú alakzatokon. Ezen igények kielégítésére a lézeres jelöléstechnikai vállalatok olyan ún. galvofejeket fejlesztettek, melyek már nemcsak síkfelületen, hanem mindhárom dimenziós forma esetében is alkalmasak a jelölésre a lézerenergia fókuszálási határaiból adódó korlátok mellett. Emellett megoldás született párhuzamos síkok jelölésére is, emiatt gyártótól függően vagy lencsével történő fókuszálással, vagy a jelölőfej mozgatásával valósítottak meg.

A MUTH Laser Systems számos 3D és automata fókuszáló megoldást valósított meg, azonban egyes alkatrészeknél továbbra is problémát jelentett adott síkok manipuláció nélkül történő feliratozása. Ilyen például, amikor egymásra merőleges síkok jelölése szükséges, vagy olyan felületek feliratozása, melyek dőlése a jelölő lencséhez képest már túl nagy torzulást jelent. Korábbiakban az ilyen problémák egyik lehetséges megoldása több feliratozó használata volt, ami a legköltségesebb megoldás. Emellett megjelent a lézerfeliratozó fej manipulációval történő mozgatásával való jelölés, ami azonban nem szerencsés az optikai szál sérülése miatt, illetve alternatívát jelenthet az alkatrész manipulációja, ami azonban a termék jelölésiciklusidő-növekedésével jár.

Ezen problémát felismerve a MUTH Laser Systems partnereivel és néhány nagy tapasztalattal rendelkező ügyféloldali, a felhasználói igényeket képviselő szakértővel együtt egy olyan rendszert fejlesztett ki, mely alkalmas ezen nehézségek leküzdésére, akár több felület egyidejű jelölésére, amihez nem szükséges semmilyen mozgatás. A rendszer mechanikus állítási lehetőséggel rendelkezik, mellyel az adott termékhez igazítható. A készülék moduláris felépítésű, tehát egyszerre nem csak két sík, hanem akár több, egymáshoz képest tetszőleges szöget bezáró felület is feliratozható a rendszer bővítésével. A készülék komponensei teljesen karbantartásmentesek, használatuk a fenntartás és karbantartás szempontjából sem jelent többletfeladatot, sem többletköltséget.

Biztonságos alkalmazás

Fontos kiemelni a lézerbiztonságot, ugyanis a felhasználás jellegéből adódóan a lézerek a különösen veszélyes kategóriába sorolt termékek közé tartoznak. Minden gyártónak törekednie kell a megfelelő munkavédelmi előírások betartására, illetve a biztonságos használat biztosítására. A rendszer a ProLase lézerekhez került kifejlesztésre, mely az EN ISO 13849-1:2008 szabvány kielégítésével kapcsolódik az sugárelfordító rendszerhez.

Emellett a szabványnak megfelelően olyan munkavédelmi burkolat kialakítására is sor került, amely megfelelően zárt rendszert biztosít, megakadályozva a lézersugarak szabad térbe jutását. Ennél a rendszernél ez különösen fontos, ugyanis a lézersugár ebben az esetben nem két pont, hanem eltérítések számától függően több pont között is megjelenik. Az előírások betartásával készült kialakítással a készülék használata nem jelent magasabb kockázatot, mint normál, lézeres feliratozó használata.

Néhány gyakorlati előny

Számos olyan jelölési feladattal kapcsolatos igény jelenik meg, amelynél az alkatrészek esetében két szemközti oldal feliratozása szükséges. Ezen eseteknél nem volt más megoldás, mint az alkatrészt manipulációval átfordítani, ami sokszor akadályokba ütközik a rendelkezésre álló munkatér miatt. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy jelentős többletráfordítással jár, újabb meghibásodási kockázatot visz a rendszerbe, továbbá a gyártási ciklusidő jelentős növekedésével jár. Másik megoldást jelenthet további feliratozó használata, ami magas többletköltséget jelent beruházás esetén. Ezzel szemben a kialakított megoldás a kedvező bekerülési költséggel egy készülékben biztosítja az alacsony ciklusidő mellett a magas minőségű feliratozást speciális jelölési feladatok esetében is.

Emellett a gyártás során előfordulnak olyan termékek, melyek mozgatása nehezen kivitelezhető, időigényes. A rendszer tengelymozgásokkal kombinálva lehetővé teszi a nagy méretű alkatrészeken történő jelölést több pozícióban több síkon, pl. szálanyagvégekre, oldalakra történő jelölést.

Az elektronikai ipar termékeinél nem ritka, hogy csatlakozóházak, megszakítóházak, dobozok esetén jelentős számú információ felvitele szükséges (pl. logók, termékadatok, kapcsolás rajzok). Ezek elhelyezését szabványok, illetve a rendelkezésre álló felület határozza meg, ami sokszor 2-3 jelölési síkot és 2-3 egymásra merőleges felületet jelent. További probléma, hogy ezen termékek főként égéscsillapító adalékkal készülnek. A technológia alkalmazásával jó minőségben történő jelöléshez UV- vagy GREEN-lézer szükséges (gyakran 2-3 darab termékenként), amelyek jelentős többletköltséggel járnak. A fejlesztés megoldást nyújt ezen termékkör jelöléséhez is, ugyanis ezen feladatok akár egyetlen készülékkel is költséghatékonyan teljesíthetők.

Számos olyan helyzettel találkozunk, ahol gyártósoron történő jelölőfej elhelyezése helykínálat szempontjából ütközik akadályokba. A kamerák, szenzorok, alkatrészek mozgatása mellett az is problémát okoz, hogy a jelölő lézersugárnak merőlegesnek kell lennie a jelölési felületre a teljes jelölési területen. Ezen probléma az automata fókuszáló galvofejekkel kiküszöbölhető, azonban ezen megoldásoknak is akadnak korlátai. A fejlesztett módszerrel lehetővé válik a jelölőfej ideálistól eltérő pozícióba állítása, valamint lézersugár eltérítése a megfelelő síkra.

A rendszerben rejlő további lehetőségek

A MUTH Laser Systems folyamatosan keresi azon fejlesztési lehetőségeket, melyek hozzájárulnak a jelöléstechnika fejlődéséhez, és hatékonyan támogatják a lézertechnológiát felhasználó vállalatok működését. Számos egyedi megoldás fejlesztése készült el az ipar számára, melyek jelentősen segítették a termelő cégek munkáját. A kifejlesztett megoldások között megtalálhatók mobil jelölőlézerek, 3D-s jelölőállomások, PLC kiváltására használható egyedi elektronikai megoldások, automata fókuszáló rendszerek, valamint egyedi termelésirányító szoftverek.

A lézeres jelöléstechnológiát alkalmazó vállalatok számára jelentős előnyt jelenthet a megoldás, mely a jelölés pozíciójának nem szab határt, lehetővé téve a nehezen hozzáférhető felületeken történő feliratozást is. A bemutatott fejlesztésről úgy gondoljuk, hogy megalapoztunk egy olyan komplex megoldást, mely az eddig elkészült fejlesztések felhasználásával alakos alkatrészek teljes felületén homogén, kiemelkedő minőségű feliratozást tesz lehetővé.

(Cikkünk eredetileg a GyártásTrend Magazin decemberi lapszámában jelent meg.)