Laser a FIBRA Ytterbium per la codifica industriale SOMAUT S.r.l. Marking Solutions Via Calatafimi 4 20019 Settimo Milanese (MI) Tel. +39/02.4532.9496 - 02.4799.9364 Fax +39/02.9365.0506 Internet : www.somaut.com - www.somaut.eu E-Mail : [email protected] VERSIONI DISPONIBILI LASER OEM OPPURE STAND ALONE FL10 / FL20 LSG 30 LSG 100 1 INDICE Capitoli Comparazione diverse sorgenti laser Sorgente invisibile di luce ? Comportamento del raggio laser Differenti tipi di reazione al raggio laser Come è composto il Laser a Fibra Come funziona un Laser a Fibra la Fibra ad Ytterbium Laser a Fibra CAB SOMAUT Modo d'uso della testa di scansione Laser Software : cablase Applicazioni 10 vantaggi del Laser a Fibra Motivazioni per scegliere di identificare i propri prodotti con una sorgente laser Comparazione vantaggi dei Laser a Fibra Ytterbium rispetto ai Laser Nd:YAG Vantaggi dei Laser a Fibra Ytterbium di SOMAUT per la codifica industriale Pagina 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 19 20 22 ALLEGATO 1 Descrizione Tecnica Laser a Fibre Ottiche FL10 ALLEGATO 2 Descrizione Tecnica Laser a Fibre Ottiche FL20 2 Comparazione diverse sorgenti laser Marking Laser Solid state laser f.e. Nd:YAG Diode pumped Air cooled -15 Watt DPL Magic Marker (3 Watt) DPL Genesis Marker (7 Watt) Lamp pumped Water cooled Water cooled >20 Watt >50 Watt Fiber laser f.e. Ytterbium Gas laser f.e. CO2 Diode pumped Lamp pumped Water cooled >100 Watt Air cooled -100 Watt Air cooled -30 Watt fl 10 (10 Watt) fl 20 (20 Watt) C 10 (10 Watt) C 20 (20 Watt) Water cooled >50 Watt 3 Sorgente invisible di luce ? Applicazioni : Acciaio, Alluminio, Plastica, Oro, Argento, Titanio Applicazioni : Carta, cartoncino, vetro, legno, PCB, PET 4 Comportamento del raggio laser Ogni materiale reagisce in modo differente alle diverse sorgenti laser in base a tre principi base : ✓ Assorbimento ✓ Trasmissione ✓ Reflessione 5 Differenti tipi di reazione al raggio laser 1) Incisione, ablazione o virazione cromatica 2) Cambio di colorazione, ossidazione, reazione chimica 3) Modifica del materiale secondo reazione chimica 6 Come è composto il Laser a Fibra Materiale Alluminio Alluminio anodizzato Acciao brunito Acciao standard Acciaio inossidabile Termoplastica Duroplastica Rame Epossidico (FR) Rimozione Maschera saldatura su PCB Titanio Vetro Carta Legno Ceramica Carburo Marcatura per ossidazione Laser a fibra di Ytterbio Laser allo stato solido Nd YAG Laser a gas CO2 ++ ++ + ++ ++ + + + + ++ + ++ + + + + + + + + o + o o o o o + ++ o o ++ + + + + o ++ ++ ++ - ++ + - ++ = > applicazione perfetta + = > uso buono o = > uso mediocre, limitato - = > non possibile 7 Come funziona un Laser a Fibra 8 La fibra ad Ytterbium Gli ioni di Ytterbium sono stimolati dalla sorgente luminosa e raggiungono un livello di energia altamente collimata (livello 4). Durante questo processo viene emesso un fascio di luce che pompato dai diodi raggiunge un’elevata potenza. 9 Laser a Fibra CAB SOMAUT Potenza: 10/20 Watt (0,5/1 mJ) Pompato a diodi/ raffreddato ad aria Sorgente a fibra: Ytterbium Lunghezza connessione testa -sorgente (3m – 5m) Area di marcatura: 70-180 mm quatrati Dimensione spot: 25-50 µm Velocita‘ di marcatura: Fino a 2000 mm/s / 1000 Chr./sec Risoluzione: typ. 500-1000 µ m Lunghezza d'onda: 1062 nm Qualità del raggio : TEM00 / M^2=1,4 Per una marcatura nitida, durevole su acciaio, alluminio, plastica etc.. 10 Modo d’uso della testa di scansione ✓ Movimentazione del raggio su Asse X e Asse Y ✓ Focalizzazione del raggio ✓ Ottica in grado di mantenere la focalizzazione costante per tutta l’area di marcatura ✓ Gestione e mantenimento della potenza del raggio durante il processo di marcatura 11 Laser Software: cablase 32 bit software con invio veloce dati alla testa di scansione (USB/TCP/IP) GUI multi lingua ANTEPRIMA dell’impronta Marcatura pezzi in movimento Marcatura di file vettorializzati e grafici Capacità di gestione di più files Controllo degli assi senza programmazione (max. 4) Operatività sequenziale in automatico Controllo integrato degli input e degli output senza necessità di programmazione Ambiente windows con funzioni wobbel Interfaccia COM con GUI personalizzata 12 Applicazioni Prodotti elettronici 13 Applicazioni Industria automobilistica 14 Applicazioni Prodotti medicali 15 Applicazioni Prodotti consumer 16 Applicazioni Diverse 17 10 vantaggi del Laser a Fibra 1 Regolazione della potenza utilizzando i singoli diodi 2 Basso assorbimento dei diodi (2 Watt) =>maggiore durata (MTBF > 50.000 hours) 3 Alta qualità del raggio (TEM00 / M^2=1,4) 4 Nessun componente ottico che richieda allineamento 5 Ampiezza di impulso ridotta 6 Nessun primo impulso (migliori micro marcature) 7 Nessun materiale di consumo 8 Nessuna manutenzione 9 Facilmente integrabile 10 Unità laser e testa di scansione separate 18 Motivazioni per scegliere di identificare i propri prodotti con una sorgente laser ✓ Soluzione affidabile ed economica nel tempo (no materiali di consumo) ✓ Altissima qualità dell’immagine a vantaggio del prodotto ✓ Marcatura pulita ✓ Capacità di marcatura indelebile anche su materiali ad alta tenacità ✓ Velocità di marcatura ✓ Ridotti consumi elettrici 19 Comparazione vantaggi dei Laser a Fibra Ytterbium rispetto ai Laser Nd:YAG SISTEMA LASER (SORGENTE, ELETTRONICA, SOFTWARE, TESTA DI SCANSIONE, UNITA’ DI CONTROLLO, DRIVER RF Q-SWITCH) AFFIDABILITA’ MTBF (TEMPO DI UTILIZZO PRIMA DI NECESSITA’ DI QUALSIASI INTERVENTOESEMPIO SOSTITUZIONE DIODI) MATERIALE DI CONSUMO MANUTENZIONE LASER A FIBRA YTTERBIUM 20 Watt TEM00 LASER Nd:YAG 20 Watt TEM00 (lampada o diodi) 44.500 EURO 30.000 EURO 500 -1000 0RE (LAMPADA) OLTRE 100.000 ORE 10.000-20.000 ORE (DIODI) 0 EURO NOTA: DIODI MONTATI SINGOLARMENTE FACILMENTE SOSTITUIBILI 2.000 - 15.000 EURO (LAMPADE 100 EURO CAD.) (GRUPPO DIODI 5.000/12.000 CAD) DIODI MONTATI A BARRETTA - SE BRUCIA SINGOLO SI DEVE SOSTITUIRE TUTTA LA BARRA COSTO : 0 EURO NESSUNA MANUTENZIONE, NESSUN MATERIALE DI CONSUMO, NESSUNA PULIZIA O ALLINEAMENTO DELLA TESTA E/O DELLO SCANNER, NESSUN FILTRO (CHILLER) COSTO : 1.500 10.000 EURO SECONDO COMPLESSITA’ DI INTERVENTO SCANNER RICHIEDE COSTANTI AGGIUSTAMENTI PER OTTIMIZZARE IL CONSUMO SOSTITUZIONE PERIODICA GRUPPO DIODI E CRISTALLI DELLO STATO SOLIDO DEL LASER NECESSITA’ DI ADDESTRAMENTO SPECIFICO PULIZIA, SOSTITUZIONE E ALLINEAMENTO DEGLI SPECCHI 20 Comparazione vantaggi dei Laser a Fibra Ytterbium rispetto ai Laser Nd:YAG ASSORBIMENTO DEL RAGGIO LASER OLTRE IL 50% 8 - 9 % Nd:YAG CONSUMO ELETTRICO (due turni da 8 ore per 365 giorni con costo orario di EURO 0,04 Kw 39.71 EURO (170W ALL’ORA) 1.401,60 EURO (6 kW ALL’ORA) QUALITA’ DEL RAGGIO CONCENTRICO CIRCOLARE VICINO A M2=1 (<1.05) IMPRONTE DI ELEVATA QUALITA’ ANCHE PER MICRO MARCATURE NON SIMMENTRICA IN ENTRAMBI GLI ASSI PEGGIORE M2 BASSA QUALITA’ DI IMPRONTA GRAZIE AD UN ECCELLENTE M2, LA DIMENSIONE DELLO SPOT E’ OLTRE IL 50% INFERIORE RISPETTO AI LASER ND:YAG RICHIEDE QUINDI MINORE CONSUMO ELETTRICO SIGNIFICATIVAMENTE SUPERIORE AI LASER A FIBRA. RICHIEDE MAGGIORE USO DI CORRENTE PERCORSO OTTICO DEL RAGGIO TRAMITE CAVO FLESSIBILE SPECCHI PER PERCORSO OTTICO PERDITA DI QUALITA’ DEL RAGGIO E PERDITA DI POTENZA DURANTE PASSAGGIO NELLO SCANNER RAFFREDDAMENTO AD ARIA ACQUA DEIONIZZATA (DI) (50W-100W) DIMENSIONI UNITA’ RIDOTTA E SEPARATA DALLA TESTA 19” MAX MAGGIORI DIMENSIONI NESSUN CHILLER RICHIESTO FINO A 200 Watt Q-SWITCHED O CW CHILLER DA 30X Watt COSTO: 5.000 - 8.000 EURO (DA SOSTITUIRE OGNI 1-2 ANNI) DIMENSIONE SPOT CHILLER 21 VANTAGGI DEI LASER A FIBRA YTTERBIUM DI SOMAUT PER LA CODIFICA INDUSTRIALE 1. La potenza può essere aumentata utilizzando uno o più diodi La potenza totale è determinata dal numero diodi che pompano la sorgente Laser. Più diodi vengono utilizzati più potente è il raggio laser. 2. Basso - Wattaggio per singolo diodo (2 Watt) ne consegue una durata maggiore dei diodi (MTBF meantime before failute > 50.000 ore Solitamente i laser pompati a diodi (Nd:YAG) usano gruppi di uno fino a quattro diodi. A causa dello spazio ristretto nel risonatore, i diodi devono avere un alto wattaggio. I diodi ad alto wattaggio vengono quindi sottoposti ad uno stress termico che ne riduce la durata. 3. Alta qualità del raggio (TEM00 / M^2 = 1.4) Le caratteristiche del risonatore nei laser a fibra garantiscono un sistema molto preciso e simmetrico di emissione del raggio che può essere facilmente riconosciuto a vista come un quadrato di dimensione M e raggio di classe TEM00. 4. Nessun componente ottico che potrebbe perdere il proprio allineamento (robustezza) Solitamente i laser sono composti da un risonatore e da un infinito insieme di componenti ottici che devono essere allineati in posizione corretta rispetto ad ognuno. Tolleranze e cattivi allineamenti causano una pessima qualità del raggio e un considerevole perdita di potenza. 5. Minima ampiezza dell’impulso I laser a fibra lavorano con impulsi aventi un’ampiezza inferiore ai 100 ns. La potenza massima dell’impulso è estremamente elevata generando quindi un raggio ingrado di lavorare i materiali anche con elevata tenacità. 6. Nessun primo impulso (utile in caso di micro marcature) I sistemi di marcatura laser standard che sono pulsati con sistema q-switched richiedono un primo impulso che può genererare un risultato di marcatura non omogeneo. Il laser a fibra non hanno questo limitazione. Essi infatti marcano con potenza di impulso costante. Grazie a questo vantaggio i laser a fibra sono indicati in caso di micro marcature o marcature su materiali estremamente sensibili. 22 VANTAGGI DEI LASER A FIBRA YTTERBIUM DI SOMAUT PER LA CODIFICA INDUSTRIALE 7. Messa a fuoco ad alta risulzione del raggio Grazie all’altissima definizione del raggio laser a fibra si possono ottenere impronte con una risoluzione fino a 1200 dpi. La risoluzione è determinata dal design in generale delle ottiche e dal cosiddetto collimatore che è posizionato alla fine della sorgente attraverso la testa di scansione in grado di determinare l’ampiezza del raggio fino ad ottenere il diametro di spot richiesto. 8. Operativita’ anche ad alte temperature (fino a 42 °C) I laser a fibra possono lavorare anche ad alte temperature (fino a 42°C). Altri tipi di laser sono invece soggetti a sollecitazioni e ad un’adeguato raffreddamento , nella maggioranza dei casi ad acqua deionizzata. I laser a fibra sono invece raffreddati ad aria. 9. Sistema facilmente integrabile. Grazie alla loro efficienza e NESSUN costo di manutenzione i laser a fibra possono essere facilmente integrati come OEM. Infatti le ridotte dimensioni (19” di struttura) e la possibilità di utilizzare un cavo fino a 3 mt tra la sorgente e la testa di marcatura fanno si che i laser a fibra possano essere facilmente installati su qualsiasi linea. 10. Unità laser e testa di scansione sono separati Il trattamento dei materiali durante il processo di marcatura tramite laser causa effetti termici e fisici che possono generare emissioni (polveri, fumi etc.) Polveri e altre emissioni potrebbero danneggiare l’elettronica. Per questo i nostri laser a fibra hanno separato la sorgente laser dalla testa di scansione mettendo al riparo quindi l’elettronica da qualsiasi danneggiamento. 23 Allegato 1 Descrizione Tecnica Sistema per Marcatura Laser Laser pompato a diodi allo stato solido Tipo: Laser a Fibre Ottiche FL10 in versione OEM Composto da: ✓ Sorgente laser con alimentazione integrata e accoppiamento in fibra ✓ Galvanometro con unità di incorporazione fibre, espansore del raggio e isolatore ottico ✓ Cavo di alimentazione ✓ Cavo dati USB ✓ Pacchetto software cablase ✓ Manuale operativo (attualmente in tedesco o in inglese) ✓ Manuale Software (attualmente in tedesco o in inglese) ✓ Dichiarazione del Produttore ✓ Imballo Allegato 1 1.0 Descrizione del funzionamento del Sistema per Marcatura Laser cab ha ampliato la propria gamma di prodotti nel settore dei sistemi laser pompati a diodi allo stato solido concentrandosi sullo sviluppo dei sistemi laser a fibre di Ytterbio FL10 e FL20. Una migliorata qualità del raggio e della potenza di picco dell’impulso consentono di gestire i più diversi materiali quali acciaio, alluminio, metalli preziosi e plastiche. I sistemi per marcatura laser sono composti da una sorgente laser come unità desktop o rack da 19” e testa galvo accoppiata a fibre per la deflessione del raggio. La testina di marcatura consente l’integrazione di diverse lenti plano-sferiche. Le sorgentI laser sono dotate di sistema di raffreddamento ad aria integrato ed il loro design è modulare. Lo sviluppo della serie FL mira in modo particolare ad un utilizzo di tipo industriale. Il raggio laser ad elevato livello di focalizzazione abbinato alla soppressione del primo impulso permettono di ottenere una risoluzione finale sino a 1200 dpi – condizioni perfette per marcare codici bidimensionali su materiali sensibili. I sistemi laser operano in modo estremamente preciso e veloce anche ad alte temperature. Font piccoli, grafica o loghi – tutto viene marcato nella posizione corretta e fedele all’originale. La potenza emessa dal laser viene raggiunta da un collegamento parallelo di diodi multipli il cui MTBF (tempo medio fra anomalie) supera le 50.000 ore. Di conseguenza, si ottiene un controllo “privo di anomalie” dei singoli diodi ed un lunga vita operativa. I sistemi laser a fibre ottiche non necessitano di regolazioni e non richiedono alcuna manutenzione. Un consumo medio di energia di 400 Watt comporta costi per l’elettricità inferiori a 3 cent/ora. Il sistema diagnostico integrato indica lo stato del dispositivo. Sia i moduli sia l’intero dispositivo possono essere sostituiti in modo veloce e rapido. cablase è dotato di un’interfaccia utente multilingua oltre che di un’interfaccia COM liberamente programmabili. Il software può essere installato su un comune PC, senza l’aggiunta di alcuna ulteriore scheda di interfaccia PC nei sistemi operativi Windows NT, Windows 2000 o Windows XP. Inoltre, la presenza di una ampia libreria contenente i comandi di controllo per il sistema laser e la testa di scansione contribuisce a soddisfare anche le richieste più complesse quali per esempio la “marcatura al volo”. cablase offre, inoltre, la possibilità di controllare e supervisionare gli assi NC esterni e le entrate ed uscite in digitale. Il sistema consente anche l’elaborazione dei dati variabili oltre che l’accesso ai database esterni. L’anteprima “dal vivo” integrata aiuta l’utente a gestire le proprie lavorazioni. Allegato 1 2.0 Descrizione dei Componenti del Sistema 2.1 Sorgente laser La sorgente laser è composta da un laser a fibre ad Ytterbio controllato ad impulsi attivi pompato da singoli diodi. Grazie al suo basso consumo di energia e ad un’eccellente qualità del raggio, il laser raggiunge un elevato livello di efficienza. Il raffreddamento del sistema avviene esclusivamente con aria. Dati tecnici ✓ Materiale delle fibre: Ytterbio ✓ Lunghezza dell’onda: 1060-1064 nm ✓ Qualità del raggio: TEM00 ✓ Lunghezza delle fibre: 5 metri ✓ Modi di funzionamento: ad impulsi ✓ Frequenza dell’impulso: 20 KHz - 80 KHz ✓ Potenza nel modo cw: 10 Watt / 0,5 mJ ✓ Supporto di posizionamento: laser pilota integrato 650 nm/1 mW ✓ Normative di sicurezza laser: Classe 4 in conformità a VBG 94 2.2 Galvanometro La deviazione del flusso viene effettuata tramite due specchi di deflessione a controllo numerico che consentono la proiezione del raggio laser in una superficie bi-dimensionale. La testa galvo deve essere installata in modo orizzontale o verticale. Sono disponibili lenti diverse. La testa galvo è collegata alla sorgente laser tramite una fibra. Dati tecnici ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Lenti di focalizzazione (diametro in mm): Area di marcatura in mm quadrati: Diametro spot in µm: Risoluzione in dpi: Velocità di scansione: Apertura: Specchio di riflessione: Fibra dei raggi in inclinazione: 100/163/254 70/110/180 25/35/50 1000/725/500 max. 10 m/s 10 mm R>95%@1064nm min. 60 mm Allegato 1 2.3 Sorgente laser La cosiddetta alimentazione completa di tutti i dispositivi e componenti di alimentazione necessari per il controllo del sistema è completamente integrata in un’unità desktop o, in alternativa, si presenta come un rack da 19”. La sorgente laser è collegata alla testa galvo tramite fibre. Componenti: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Diodi laser Oscillatore Master Controller Laser Alimentazione Controller della scansione Elementi operativi e di segnalazione Interruttore generale Arresto di emergenza Interfaccia digitale PLC Dati tecnici ✓ ✓ ✓ ✓ Collegamenti elettrici: Consumo di energia: Pre-fusione: Collegamento: ✓ Temperatura operativa: ✓ Umidità relativa dell’aria: ✓ Peso totale: 100-240 VAC / 50-60 Hz max. 350 Watt 5 AT @ 110 VAC / 2,5 AT @ 230 VAC presa compatta con fusibile e interruttore di alimentazione integrati 5-36° C (in funzionamento continuo) 15-42° C (a 50% ciclo lavorativo) -85 % non condensante 22,5 kg 2.4 Interfacce elettroniche Il sistema di marcatura per il trasferimento dei dati è dotato di Interfaccia USB. La comunicazione con le unità di controllo superiori avviene tramite segnali di ingresso ed uscita digitali a potenziale libero. Sono disponibili i seguenti segnali: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Ingresso digitale (24 VDC) „Inizio marcatura“ Uscita digitale (24 VDC) „Fine marcatura “ Uscita digitale (24 VDC) „Laser pronto per il funzionamento “ Uscita digitale (24 VDC) „Emissione laser“ Come contatto aperto di sicurezza „Sicurezza Camera“ Come contatto aperto di sicurezza „Sicurezza otturatore“ Allegato 1 2.5 Software Un software esaustivo a 32-Bit consente il controllo del sistema di marcatura completo con il sistema operativo Microsoft Windows. Il Software permette di inserire facilmente tutti i dati specifici del laser e relativi alla marcatura, inclusi i comandi di controllo per la comunicazione con le unità di controllo superiori. Le installazioni possono essere effettuate su qualsiasi PC IBM compatibile. 2.5.1 Requisiti Hardware PC IBM compatibile, tipo P-IV, velocità 500 MHz, minimo 128 MB RAM, scheda grafica ad alta risoluzione e Interfaccia USB libera. Il sistema deve disporre di un lettore CD-Rom per l’installazione del software. Si consiglia un hard disk con capacità > 20 GB. 2.5.2 Sistema operativo Il software per la marcatura laser cablase può essere installato su Windows 2000 o Windows XP. 2.5.3 Funzioni del programma ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Parametri laser programmabili (potenza, velocità, frequenza dell’impulso) Marcatura di testi sotto forma di linee o cerchi Creazione di elementi grafici quali cerchio, quadrato o linea Estensione variabile, compressione, rotazione o riflesso degli elementi di marcatura Routine di riempimento programmabili Allineamento programmabile di oggetti grafici Libera proporzione di tutti gli oggetti Elaborazione di tutti i Font True-Type in Windows Generazione automatica di codici lineari e codici a Matrice-2D Contatori programmabili Inserimento programmabile di dati di sistema quali data, ora, ecc. Dialogo programmabile e finestra in uscita per una guida utente semplificata. Comunicazione digitale programmabile con unità di controllo superiore in caso di integrazione ✓ Importazione di formati tipo vettoriali quali *.plt, *.dxf . ✓ Importazione di formati tipo bitmap quali *.bmp, *.jpg, *.pcx, *.wmf, *.wmf, *.tif Allegato 1 3.0 Messa in funzionamento / Training / Assistenza Quando necessario, programmazione e messa in funzionamento del sistema di marcatura laser possono essere effettuate solo dai tecnici cab. Le condizioni per l’assistenza sotto riportate valgono come base per il calcolo degli eventuali costi derivanti. Saremo lieti di sottoporvi un’offerta su richiesta. Il funzionamento e la programmazione del sistema di marcatura richiedono alcune conoscenze specifiche per operare con un sistema laser ed il relativo software. La documentazione tecnica oltre che la guida alla programmazione fornite corrispondono ai più recenti sviluppi tecnici e forniscono tutte le informazioni necessarie per l’utilizzo del sistema. Tuttavia, qualora fosse necessario del training da parte di cab, sarà possibile ottenerlo sia presso una delle nostre sedi sia presso la vostra sede. Prezzi e condizioni per i servizi di assistenza sotto riportati valgono come base di calcolo dei costi. Siamo sicuramente pronti a sottoporvi un’offerta. Costi per ore lavorative, spese di trasferta, vitto e alloggio: Ore di lavoro standard quotidiane: Ora lavorativa : Spese e manque à gagner: Costi contabili per viaggi con trasporto pubblico Altre spese ulteriori: Rimborso chilometrico per viaggi in auto: Spese di pernottamento: Costi contabili per spese di viaggio 8,00 ore Euro 80,00 / ora Euro 65,00 / ora come da ricevuta come da ricevuta Euro 0,45 / km come da ricevuta secondo le correnti normative legali Straordinari calcolati come segue: Per ogni ora di straordinario (Lu – Ve) Per ore lavorative di sabato Per lavoro notturno (dalle 22.00 alle 6.00) Per lavoro domenicale e festivi + 25 % + 50 % + 100 % + 100 % Allegato 1 5.0 Garanzia Il periodo di garanzia per il sistema di marcatura laser comprensivo di tutti i componenti ottici ed elettro-ottici è di 12 mesi dopo la data di consegna. cab offre anche un periodo di garanzia esteso per la vita operativa del diodo laser pari a 36 mesi. Decisivo, ai fini della garanzia, è il contaore lavorativo sul driver diodo del laser. Esclusi dalla garanzia sono i danni al diodo laser dovuti a manipolazione impropria, quale per esempio, quelli derivanti da una carica elettrostatica. I reclami in garanzia sono esauditi dal contraente nel luogo di produzione, a Karlsruhe. Le spese per trasferta ed alloggio da parte dei tecnici cab conseguenti ad interventi in garanzia in loco, oltre che i costi per il trasporto e le spese di sdoganamento per le parti di ricambio, non sono compresi nell’oggetto della garanzia cab e debbono essere sostenuti dal cliente. Il software di marcatura cablase fornito con il sistema di marcatura viene sottoposto, prima della consegna, a test funzionali e collaudi finali. Eventuali reclami in garanzia ai fini di eliminare errori nel software possono essere inoltrati entro un ragionevole periodo di tempo dopo la consegna. Tuttavia, la soluzione delle anomalie deve presupporre la riproducibilità dell’anomalia da parte del cliente. Inoltre, cab offre uno speciale “Assistenza in 24 Ore” entro i confini Europei e su richiesta. Allegato 2 Descrizione Tecnica Sistema per Marcatura Laser Laser pompato a diodi allo stato solido Tipo: Laser a Fibre Ottiche FL20 in versione OEM Composto da: ✓ Sorgente laser con alimentazione integrata e accoppiamento in fibra ✓ Galvanometro con unità di incorporazione fibre, espansore del raggio e isolatore ottico ✓ Cavo di alimentazione ✓ Cavo dati USB ✓ Pacchetto software cablase ✓ Manuale operativo (attualmente in tedesco o in inglese) ✓ Manuale Software (attualmente in tedesco o in inglese) ✓ Dichiarazione del Produttore ✓ Imballo Allegato 2 1.0 Descrizione del funzionamento del Sistema per Marcatura Laser cab ha ampliato la propria gamma di prodotti nel settore dei sistemi laser pompati a diodi allo stato solido concentrandosi sullo sviluppo dei sistemi laser a fibre di Ytterbio FL10 e FL20. Una migliorata qualità del raggio e della potenza di picco dell’impulso consentono di gestire i più diversi materiali quali acciaio, alluminio, metalli preziosi e plastiche. I sistemi per marcatura laser sono composti da una sorgente laser come unità desktop o rack da 19” e testa galvo accoppiata a fibre per la deflessione del raggio. La testina di marcatura consente l’integrazione di diverse lenti plano-sferiche. Le sorgentI laser sono dotate di sistema di raffreddamento ad aria integrato ed il loro design è modulare. Lo sviluppo della serie FL mira in modo particolare ad un utilizzo di tipo industriale. Il raggio laser ad elevato livello di focalizzazione abbinato alla soppressione del primo impulso permettono di ottenere una risoluzione finale sino a 1200 dpi – condizioni perfette per marcare codici bidimensionali su materiali sensibili. I sistemi laser operano in modo estremamente preciso e veloce anche ad alte temperature. Font piccoli, grafica o loghi – tutto viene marcato nella posizione corretta e fedele all’originale. La potenza emessa dal laser viene raggiunta da un collegamento parallelo di diodi multipli il cui MTBF (tempo medio fra anomalie) supera le 50.000 ore. Di conseguenza, si ottiene un controllo “privo di anomalie” dei singoli diodi ed un lunga vita operativa. I sistemi laser a fibre ottiche non necessitano di regolazioni e non richiedono alcuna manutenzione. Un consumo medio di energia di 400 Watt comporta costi per l’elettricità inferiori a 3 cent/ora. Il sistema diagnostico integrato indica lo stato del dispositivo. Sia i moduli sia l’intero dispositivo possono essere sostituiti in modo veloce e rapido. cablase è dotato di un’interfaccia utente multilingua oltre che di un’interfaccia COM liberamente programmabili. Il software può essere installato su un comune PC, senza l’aggiunta di alcuna ulteriore scheda di interfaccia PC nei sistemi operativi Windows NT, Windows 2000 o Windows XP. Inoltre, la presenza di una ampia libreria contenente i comandi di controllo per il sistema laser e la testa di scansione contribuisce a soddisfare anche le richieste più complesse quali per esempio la “marcatura al volo”. cablase offre, inoltre, la possibilità di controllare e supervisionare gli assi NC esterni e le entrate ed uscite in digitale. Il sistema consente anche l’elaborazione dei dati variabili oltre che l’accesso ai database esterni. L’anteprima “dal vivo” integrata aiuta l’utente a gestire le proprie lavorazioni. Allegato 2 2.0 Descrizione dei Componenti del Sistema 2.1 Sorgente laser La sorgente laser è composta da un laser a fibre ad Ytterbio controllato ad impulsi attivi pompato da singoli diodi. Grazie al suo basso consumo di energia e ad un’eccellente qualità del raggio, il laser raggiunge un elevato livello di efficienza. Il raffreddamento del sistema avviene esclusivamente con aria. Dati tecnici ✓ Materiale delle fibre: Ytterbio ✓ Lunghezza dell’onda: 1060-1064 nm ✓ Qualità del raggio: TEM00 ✓ Lunghezza delle fibre: 5 metri ✓ Modi di funzionamento: ad impulsi ✓ Frequenza dell’impulso: 20 KHz - 80 KHz ✓ Potenza nel modo cw: 20 Watt / 0,5 mJ ✓ Supporto di posizionamento: laser pilota integrato 650 nm/1 mW ✓ Normative di sicurezza laser: Classe 4 in conformità a VBG 94 2.2 Galvanometro La deviazione del flusso viene effettuata tramite due specchi di deflessione a controllo numerico che consentono la proiezione del raggio laser in una superficie bi-dimensionale. La testa galvo deve essere installata in modo orizzontale o verticale. Sono disponibili lenti diverse. La testa galvo è collegata alla sorgente laser tramite una fibra. Dati tecnici ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Lenti di focalizzazione (diametro in mm): Area di marcatura in mm quadrati: Diametro spot in µm: Risoluzione in dpi: Velocità di scansione: Apertura: Specchio di riflessione: Fibra dei raggi in inclinazione: 100/163/254 70/110/180 25/35/50 1000/725/500 max. 10 m/s 10 mm R>95%@1064nm min. 60 mm Allegato 2 2.3 Sorgente laser La cosiddetta alimentazione completa di tutti i dispositivi e componenti di alimentazione necessari per il controllo del sistema è completamente integrata in un’unità desktop o, in alternativa, si presenta come un rack da 19”. La sorgente laser è collegata alla testa galvo tramite fibre. Componenti: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Diodi laser Oscillatore Master Controller Laser Alimentazione Controller della scansione Elementi operativi e di segnalazione Interruttore generale Arresto di emergenza Interfaccia digitale PLC Dati tecnici ✓ ✓ ✓ ✓ Collegamenti elettrici: Consumo di energia: Pre-fusione: Collegamento: ✓ Temperatura operativa: ✓ Umidità relativa dell’aria: ✓ Peso totale: 100-240 VAC / 50-60 Hz max. 450 Watt 5 AT @ 110 VAC / 2,5 AT @ 230 VAC presa compatta con fusibile e interruttore di alimentazione integrati 5-36° C (in funzionamento continuo) 15-42° C (a 50% ciclo lavorativo) -85 % non condensante 22,5 kg 2.4 Interfacce elettroniche Il sistema di marcatura per il trasferimento dei dati è dotato di Interfaccia USB. La comunicazione con le unità di controllo superiori avviene tramite segnali di ingresso ed uscita digitali a potenziale libero. Sono disponibili i seguenti segnali: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Ingresso digitale (24 VDC) „Inizio marcatura“ Uscita digitale (24 VDC) „Fine marcatura “ Uscita digitale (24 VDC) „Laser pronto per il funzionamento “ Uscita digitale (24 VDC) „Emissione laser“ Come contatto aperto di sicurezza „Sicurezza Camera“ Come contatto aperto di sicurezza „Sicurezza otturatore“ Allegato 2 2.5 Software Un software esaustivo a 32-Bit consente il controllo del sistema di marcatura completo con il sistema operativo Microsoft Windows. Il Software permette di inserire facilmente tutti i dati specifici del laser e relativi alla marcatura, inclusi i comandi di controllo per la comunicazione con le unità di controllo superiori. Le installazioni possono essere effettuate su qualsiasi PC IBM compatibile. 2.5.1 Requisiti Hardware PC IBM compatibile, tipo P-IV, velocità 500 MHz, minimo 128 MB RAM, scheda grafica ad alta risoluzione e Interfaccia USB libera. Il sistema deve disporre di un lettore CD-Rom per l’installazione del software. Si consiglia un hard disk con capacità > 20 GB. 2.5.2 Sistema operativo Il software per la marcatura laser cablase può essere installato su Windows 2000 o Windows XP. 2.5.3 Funzioni del programma ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Parametri laser programmabili (potenza, velocità, frequenza dell’impulso) Marcatura di testi sotto forma di linee o cerchi Creazione di elementi grafici quali cerchio, quadrato o linea Estensione variabile, compressione, rotazione o riflesso degli elementi di marcatura Routine di riempimento programmabili Allineamento programmabile di oggetti grafici Libera proporzione di tutti gli oggetti Elaborazione di tutti i Font True-Type in Windows Generazione automatica di codici lineari e codici a Matrice-2D Contatori programmabili Inserimento programmabile di dati di sistema quali data, ora, ecc. Dialogo programmabile e finestra in uscita per una guida utente semplificata. Comunicazione digitale programmabile con unità di controllo superiore in caso di integrazione ✓ Importazione di formati tipo vettoriali quali *.plt, *.dxf . ✓ Importazione di formati tipo bitmap quali *.bmp, *.jpg, *.pcx, *.wmf, *.wmf, *.tif Allegato 2 3.0 Messa in funzionamento / Training / Assistenza Quando necessario, programmazione e messa in funzionamento del sistema di marcatura laser possono essere effettuate solo dai tecnici cab. Le condizioni per l’assistenza sotto riportate valgono come base per il calcolo degli eventuali costi derivanti. Saremo lieti di sottoporvi un’offerta su richiesta. Il funzionamento e la programmazione del sistema di marcatura richiedono alcune conoscenze specifiche per operare con un sistema laser ed il relativo software. La documentazione tecnica oltre che la guida alla programmazione fornite corrispondono ai più recenti sviluppi tecnici e forniscono tutte le informazioni necessarie per l’utilizzo del sistema. Tuttavia, qualora fosse necessario del training da parte di cab, sarà possibile ottenerlo sia presso una delle nostre sedi sia presso la vostra sede. Prezzi e condizioni per i servizi di assistenza sotto riportati valgono come base di calcolo dei costi. Siamo sicuramente pronti a sottoporvi un’offerta. Costi per ore lavorative, spese di trasferta, vitto e alloggio: Ore di lavoro standard quotidiane: Ora lavorativa : Spese e manque à gagner: Costi contabili per viaggi con trasporto pubblico Altre spese ulteriori: Rimborso chilometrico per viaggi in auto: Spese di pernottamento: Costi contabili per spese di viaggio 8,00 ore Euro 80,00 / ora Euro 65,00 / ora come da ricevuta come da ricevuta Euro 0,45 / km come da ricevuta secondo le correnti normative legali Straordinari calcolati come segue: Per ogni ora di straordinario (Lu – Ve) Per ore lavorative di sabato Per lavoro notturno (dalle 22.00 alle 6.00) Per lavoro domenicale e festivi + 25 % + 50 % + 100 % + 100 % Allegato 2 5.0 Garanzia Il periodo di garanzia per il sistema di marcatura laser comprensivo di tutti i componenti ottici ed elettro-ottici è di 12 mesi dopo la data di consegna. cab offre anche un periodo di garanzia esteso per la vita operativa del diodo laser pari a 36 mesi. Decisivo, ai fini della garanzia, è il contaore lavorativo sul driver diodo del laser. Esclusi dalla garanzia sono i danni al diodo laser dovuti a manipolazione impropria, quale per esempio, quelli derivanti da una carica elettrostatica. I reclami in garanzia sono esauditi dal contraente nel luogo di produzione, a Karlsruhe. Le spese per trasferta ed alloggio da parte dei tecnici cab conseguenti ad interventi in garanzia in loco, oltre che i costi per il trasporto e le spese di sdoganamento per le parti di ricambio, non sono compresi nell’oggetto della garanzia cab e debbono essere sostenuti dal cliente. Il software di marcatura cablase fornito con il sistema di marcatura viene sottoposto, prima della consegna, a test funzionali e collaudi finali. Eventuali reclami in garanzia ai fini di eliminare errori nel software possono essere inoltrati entro un ragionevole periodo di tempo dopo la consegna. Tuttavia, la soluzione delle anomalie deve presupporre la riproducibilità dell’anomalia da parte del cliente. Inoltre, cab offre uno speciale “Assistenza in 24 Ore” entro i confini Europei e su richiesta. Laser a FIBRA Ytterbium per la codifica industriale SOMAUT S.r.l. Marking Solutions Via Calatafimi 4 20019 Settimo Milanese (MI) Tel. : +39/02.4532.9496 02.4799.9364 - 02.4799.9365 Fax : +39/02.9365.0506 Internet : www.somaut.com - www.somaut.eu E-Mail : [email protected] Marcatura Laser con Fibra ad Ytterbium La marcatura con sorgenti laser a fibra Ytterbium e’ utilizzata per la tracciabilita e l’identificazione di numerose classi di prodotti. I Laser marcano una gamma di materiali diversi che includono metalli, non metalli, ceramica, plastica , materiali organici e semiconduttori. Con sorgenti laser ad Ytterbium si possono marcare codici alfanumerici,immagini grafiche,loghi,codici a barre ad altissima risoluzione. Come risultato di marcatura visibile negli esempi allegati, i Laser a fibra Ytterbium sono in grado di effettuare impronte con diversa potenza e profondita’ di marcatura ( da profonde incisioni fino a leggerissime impronte create semplicemente dalla reazione chimica del materiale che genera virazioni cromatiche della superficie) Le capacita’ di assorbimento dei vari materiali delle onde Infrarosse dei laser a Ytterbium definiscono il tipo di impronta che si puo’ ottenere. La qualita’ del raggio, il design compatto e la mancanza assoluta della necessita’ di manutenzione rendono I laser a fibra Ytterbium estremamente efficenti. Esistono due tipologie di emissione per I laser a Ytterbium: I laser a onda continuo (CW) e quelli Q-switched. Entrambi coprono un ampia gamma di applicazioni di marcatura. I laser a emissisione continua (CW) offrono buone prestazioni per la marcatura su metallo. Il tipo di emissione e’ la componente piu’ importante quando e’ necessario marcare in modo rapido, pulito e non intrusivo. Alcuni esempi di impronte ottenute con laser a fibra con emissione continua possono essere visualizzati di seguito. (marcatura su metallo tramite virazione cromatica – annealing) La marcatura invece con sorgenti pompate Q-switched , con un’impulso fino a 2mJ e potenze di ca. 20Watt offrono picchi di potenza elevati ed estemamente rapidi (nanosecondi) che possono essere utilizzati per impronte piu’ leggere (annealing) ma molto veloci sia per marcature piu’ profonde, estremamente richieste in alcuni settori industriali come quello aereo-automobilistico. I laser Q-switched vengono principalmente utilizzzati per marcare dei metalli e sono particolarmente adattinell’industria orafa per marcare sull’oro. I laser a fibra Ytterbium vengono altresi utilizzati nell’industria automobilistica, nei filtri ceramici, nelle marcatura delle schede elettroniche e delle tastiere dei computer e sull’alluminio Alcune applicazioni ottimali per I laser di marcatura a fibra Ytterbium: * Marcatura codici a barre su utensili: * Marcatura su prodotti medicali e strumenti chirurgici * marcatura a contrasto su targhe in metallo anodizzato * Marcatura su pannelli solari * Rimozione di unstrato di vernice su metallic * Codifica wafers di silicio * Marcatura tasti per computer e targhe di riconoscimento di animali * Marcatura filtri ceramici * Marcatura su titanio * Marcatura di pacchetti di diodi * Marcatura per l’industria orafa e argentiera 1 Marcatura Laser con Fibra ad Ytterbium Materiali marcati: Metalli crudi Metalli anodizzati Metalli rivestiti Plastica Ceramica Silicio Affidabilità e costi di gestione Comparazione tra le tecnologie di pompaggio laser Vita media per barra (Nd:YAG) = 20.000 ore Vita media per singolo diodo = oltre 100.000 ore LASER A FIBRA YTTERBIUM 20 Watt TEM00 SISTEMA LASER (SORGENTE, ELETTRONICA, SOFTWARE, TESTA DI SCANSIONE, UNITA’ DI CONTROLLO, DRIVER RF Q-SWITCH) AFFIDABILITA’ MTBF (TEMPO DI UTILIZZO PRIMA DI NECESSITA’ DI QUALSIASI INTERVENTOESEMPIO SOSTITUZIONE DIODI) MATERIALE DI CONSUMO 44.500 EURO LASER Nd:YAG 20 Watt TEM00 (lampada o diodi) 30.000 EURO 500 -1000 0RE (LAMPADA) OLTRE 100.000 ORE 0 EURO NOTA: DIODI MONTATI SINGOLARMENTE FACILMENTE SOSTITUIBILI 10.000-20.000 ORE (DIODI) 2.000 - 15.000 EURO (LAMPADE 100 EURO CAD.) (GRUPPO DIODI 5.000/12.000 CAD) DIODI MONTATI A BARRETTA - SE BRUCIA SINGOLO SI DEVE SOSTITUIRE TUTTA LA BARRA 2 Marcatura Laser con Fibra ad Ytterbium MANUTENZIONE COSTO : 0 EURO NESSUNA MANUTENZIONE, NESSUN MATERIALE DI CONSUMO COSTO : 1.500 10.000 EURO SECONDO COMPLESSITA’ DI INTERVENTO SCANNER RICHIEDE COSTANTI AGGIUSTAMENTI CONSUMO ELETTRICO (due turni da 8 ore per 365 giorni con costo orario di EURO 0,04 Kw 39.71 EURO (170W ALL’ORA) 1.401,60 EURO (6 kW ALL’ORA) QUALITA’ DEL RAGGIO CONCENTRICO CIRCOLARE VICINO A M2=1 (<1.05) IMPRONTE DI ELEVATA QUALITA’ ANCHE PER MICRO MARCATURE NON SIMMENTRICA IN ENTRAMBI GLI ASSI PEGGIORE M2 BASSA QUALITA’ DI IMPRONTA RAFFREDDAMENTO AD ARIA ACQUA DEIONIZZATA (DI) (50W-100W) CHILLER NESSUN CHILLER RICHIESTO FINO A 200 Watt Q-SWITCHED O CW CHILLER DA 30X Watt COSTO: 5.000 - 8.000 EURO (DA SOSTITUIRE OGNI 1-2 ANNI) 3 Marcatura Laser con Fibra ad Ytterbium ESEMPIO DI ALTA DEFINIZION DI MARCATURA CON LASER A FIBRA YTTERBIUM BARCODE SU METALLO 4 Marcatura Laser con Fibra ad Ytterbium Marcatura di cuscinetti a mezzo Laser Ytterbium. Un'importante produttore mondiale di cuscinetti ha scelto di marcare i suoi prodotti con il Laser fibra Ytterbium da noi importato facendo queste considerazioni: Attualmente la marcatura standard avviene tramite incisione, la quale ha questi SVANTAGGI: * richiede matrici/stampi * necessita di superfici sgrassate quindi prive di olii/grassi * contamina i cuscinetti * impatto negativo sull'ambiente * tempi lunghi per il cambio tipo La marcatura con macchine Laser con fonte Fibra Ytterbium offre questi VANTAGGI: * qualità sempre intatta, nessuna usura * tempi brevi per il cambio tipo * nessun utilizzo di matrici/stampi * nessun impatto negativo sull'ambiente * nessuna operazione di lavaggio dopo marcatura, quindi nessun smaltimento di acidi * capacità di marcatura praticamente illimitata Tutte le nostre macchine di marcatura laser che si avvalgono di una sorgente Ytterbium completamente automatica, dispongono di un supporto pre-programmato con le specifiche di marcatura del Cliente e sono composte da tre elementi: il sorgente laser, le gestione e l'interfaccia Uomo/Macchina. In generale, è possibile praticare ogni applicazione grazie alla differente gestione e alle soluzioni software. Sono stati eseguiti test metallurgici per verificare se le marcature rientrassero nei parametri richiesti. 5 Laser a Fibra - Domande frequenti Cosa sono i Laser a Fibra? ❏ I laser a fibra rappresentano la nuova generazione fra le sorgenti a stato solido: in un laser a fibra, la cavita interna della sorgente (risonatore) e’ contenuta all’interno della fibra ottica e il medio conduttore attivo e’ costituito da fibra conduttrice placcata e drogata (doped). La fibra attiva e’ infatti drogata con rari elementi naturali quali Neodymium, Yteerbium,Erbium e Thulium. La fibra viene quindi eccitata (pompata) da diodi semiconduttori ad elevata luminosita. Le sorgenti SOMAUT – CAB sono popmpate con dei diodi singoli multimodali aventi una vita lavorativa etremamente lunga calcolata in oltre 100.000 ore di lavoro. I diodi singoli hanno una vita piu’ lunga rispetto a quelli a pacchetto, a barretta o lampade usati in altri tipi di laser. Quali sono le normali applicazioni per l’utilizzo di laser a fibra? ❏ I laser a Fibra Ytterbium di SOMAUT CAB possono essere utilizzati in varie applicazioni per esempio nella codifica micro elettronica, nella marcatura di metalli,attrezzi medico chirurgici ed altri prodottic che richiedono un elevatissima qualita di stampa anche con dimensioni ultra ridotte. Grazie alla loro compattezza, scelta di lunghezza d’ondae oparitibilita’ anche in modo singolo (uso di singoli diodi) i laser a fibra vengono perfino utilizzati per applicazioni chirurgiche. Si puo’ quindi ben valutare la sensibilita’ delle sorgenti a fibra. Quali sono i vantaggi di usare laser a fibra rispetto alle sorgenti convenzionali CO2 o YAG? ❏ I laser a fibra posseggono molteplici vantaggi rispetto alle tradizionali sorgenti. Tali vantaggi includono una performance ad alta definizione (divergenza minima del raggio, nessun surriscaldamento e nessuna variazione nella dimansione del raggio (spot) o nel wattaggio), alta qualita del raggio, minimi costi di utilizzo, nessuna necessita di manutenzione, nessun materiale di consumo o diodi da sostituire, efficienza di consumi elettrici,dimensioni della testa di marcature a edella sorgente compatte e contenute Quale e’ l’affidabilita’ dei laser a fibra? ❏ I laser a fibra sono estremamente affidabili nella loro operativiat per numerose motivazioni. Non esistono elemneti interni alla cavita (risonatore) che potrebbero contaminare o modificare l’allineamento del raggio (contrariamente alle sorgenti tradizionali), i singoli diodi hanno un avita lavorativa stimata di oltre 100.000 ore e la struttura propria dei laser a fibra garantisce una ottimizzazione termica (minore stress termico) rispetto ad altre sorgenti. I laser a fibra costano di piu’ rispetto ad altri tipi di laser? ❏ Studi hanno dimostrato che i laser a fibra sono i piu’ economici ed efficenti a livello di costi di utilizzo.Anche per l’alta qualita’ del raggio nei laser a fibra, alcuni utilizzatori hanno potuto incrementare la produzione usando laser a fibra o utilizzare consumi elettrici nettamente inferiori alle altre sorgenti. Quanto efficenti sono i laser a fibra? ❏ L’efficienza propria dei laser a fibra e’ impareggiabile quando paragonata alle tradizionali sorgenti.Le sorgenti Ytterbium , come i laser SOMAUT CAB, offrono un efficienza di consumi del 30% rispetto al 2-3 % del laser a lampada o del 10% dei laser YAG e CO2. 6
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