Fallstudie

Messingschilder unter Zykluszeitdruck: Wie lässt sich die Laserbeschriftung in einem begrenzten Arbeitsbereich optimieren?

Kontext und Anforderungen an die Laserbeschriftung von Messingschildern bei Hydro Québec

Im Energiesektor erfüllt die Kennzeichnung von Beschilderungsteilen und die Identifikation eine kritische Funktion: Sie gewährleistet die langfristige Rückverfolgbarkeit von Anlagen und Betriebsmitteln, auch unter potenziell anspruchsvollen Betriebsbedingungen. Bei Hydro Québec dienen Messingschilder als Träger für die dauerhafte Identifikation. Ihre Kennzeichnung muss kontrastreich, zeitstabil und lesbar unter realen Einsatzbedingungen sein, ohne Etikett und ohne Verbrauchsmaterial.

Zu Projektbeginn beschränkte sich die Herausforderung nicht allein auf die Qualität der Kennzeichnung: Sie umfasste ebenso den Produktionsdurchsatz, eine beengte Umgebung sowie die Organisation des Bedienerarbeitsplatzes. Die Lösung musste es einem einzelnen Bediener ermöglichen, ohne externe Unterstützung einen konstanten Takt aufrechtzuerhalten und gleichzeitig in jedem Zyklus eine gleichbleibende Ergebnisqualität sicherzustellen.

Messing, ein Material mit glatter Oberfläche, weist spezifische optische Eigenschaften für die Laserbeschriftung auf: Die Steuerung des Kontrasts und der Gravierparameter bestimmt unmittelbar die finale Lesbarkeit. Eine nicht optimal abgestimmte Konfiguration führt entweder zu einer Kennzeichnung mit unzureichendem Kontrast oder zu einer durch zu hohe Energieeinbringung beeinträchtigten Oberfläche.

Ein Tray pro Minute: Bewertung des Durchsatzes und der Vorrichtungsanforderungen für Messingschilder

Der für dieses Projekt festgelegte Zieltakt betrug ein Tray pro Minute. Um dieses Ziel ohne Stillstandszeiten zu erreichen, musste der Bedienerarbeitsplatz nach einem einfachen Prinzip neu ausgelegt werden: Während die Maschine eine Charge beschriftet, bereitet der Bediener die nächste vor. Die parallele Ausführung dieser Schritte erfordert eine zweite Aufnahmevorrichtung, die ein wechselweises Beladen ohne Unterbrechung des Lasers ermöglicht.

  • Durchsatz von einem Tray pro Minute : nicht produktive Handhabungszeiten mussten eliminiert werden
  • Beengte Umgebung: Die Lösung musste kompakt sein, auf engem Raum bedienbar bleiben und während des Zyklus keinen externen Eingriff erfordern
  • Vollständige Bedienerautonomie: keine Abhängigkeit von einer zweiten Station oder einer speziell für das Beladen vorgesehenen Ressource
  • Lesbarkeit und Dauerhaftigkeit der Beschriftung: Das Ergebnis muss die langfristigen Identifikationsanforderungen erfüllen, die für den Energiesektor spezifisch sind

Zusammen führten diese Randbedingungen — Material, Durchsatz, Platzbedarf und Autonomie — zur Wahl einer Lösung, die ein für die Anwendung geeignetes Lasersystem mit einem bereits in der frühen Konstruktionsphase entwickelten Vorrichtungskonzept kombiniert.

Faserlaserbeschriftung und hauptzeitparallele Teilevorbereitung

Die ausgewählte Lösung basiert auf der e.L-BOX, einer Faserlaser-Markierzelle von SIC MARKING, in einer Standardkonfiguration mit anwendungsspezifischer Anpassung.

Das System integriert eine Tray-basierte Aufnahmevorrichtung, die in jedem Zyklus eine präzise und wiederholgenaue Positionierung der Messingschilder gewährleistet.

Die zentrale Anpassung des Projekts beruht auf dem Einsatz einer zweiten Aufnahmevorrichtung, die parallel zum Laserzyklus genutzt wird. Während die Maschine das aktuelle Tray bearbeitet, belädt und positioniert der Bediener die Teile auf der nächsten Vorrichtung. Nach Zyklusende erfolgt der Wechsel unmittelbar: keine Wartezeit der Maschine, keine Unterbrechung des Durchsatzes.

  • Faserlaser: eine Technologie, die sich für kontrastreiche Beschriftungen auf Messing ohne Verbrauchsmaterial eignet
  • Tray-basierte Aufnahmevorrichtung: wiederholgenaue Positionierung und gleichbleibende Beschriftungsqualität über die gesamte Charge hinweg
  • Doppelte Aufnahmevorrichtung: Die Teilevorbereitung erfolgt parallel zum Maschinenzyklus und eliminiert beladebedingte Stillstandszeiten
  • Vollständige Bedienerautonomie: Die Station kann in einer beengten Umgebung von einer einzigen Person betrieben werden.

Die Laserparameter wurden für Messing optimiert, um eine Beschriftung mit hohem Kontrast und dauerhafter Lesbarkeit zu erzielen, entsprechend den Identifikationsanforderungen des Energiesektors.

Zykluszeit eingehalten, Handhabung reduziert, Autonomie sichergestellt: Ergebnisse der Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme der e.L-BOX in dieser Konfiguration erfüllte die im Vorfeld des Projekts definierten Ziele hinsichtlich Durchsatz und Organisation des Bedienerarbeitsplatzes. Das Prinzip der doppelten Aufnahmevorrichtung führt direkt zu einer messbaren Reduzierung der Handhabungszeit: Das Beladen der Teile verursacht keine Maschinenwartezeit mehr.

  • Durchsatz von einem Tray pro Minute in der Produktion dauerhaft erreicht
  • Reduzierte Handhabungszeit durch parallele Vorbereitung mithilfe einer Doppelvorrichtung
  • Vollständige Bedienerautonomie in einer beengten Umgebung, ohne zusätzliche dedizierte Ressource
  • Laserbeschriftung auf Messing: hoher Kontrast, dauerhafte Lesbarkeit, ohne Etikett und ohne Verbrauchsmaterial
  • Kompakte Lösung, die sich in einen begrenzten Produktionsbereich integrieren lässt

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