Grundlagen und Aufbau von Diodenlasern

Alle Diodenlaser von Laserline sind modular aufgebaut. Basierend auf einem Baukastenprinzip besteht jedes Gerät aus wenigen Grundkomponenten: Der eigentlichen Strahlquelle mit den Diodenlaserstapeln und den optischen Komponenten sowie einer Versorgungs- und Steuerungseinheit mit Bedieneinheit, in die – anwendungsorientiert – auch die Strahlquelle integriert sein kann.

Die Modularität dieser Einheiten ermöglicht es, den Diodenlaser optimal an spezifische Erfordernisse des Kunden anzupassen und vereinfacht die Wartung und Ersatzteilbereitstellung für den Diodenlaser in der Produktion.

Strahlquelle

In der Strahlquelle sind mehrere Diodenlaserstapel angeordnet, die aus übereinander montierten Diodenbarren – mit zum Teil mehr als 100 W Leistung – bestehen.
Ihre Anzahl ist abhängig von der Laserleistung und der geforderten Strahlqualität.
Mit Hilfe einer einfachen, patentierten Technik werden die Strahlen der einzelnen Dioden zu einem gemeinsamen Laserstrahl überlagert und in ein Lichtleitkabel eingekoppelt oder mit einer Bearbeitungsoptik für den direkten Einsatz genutzt.
Im Laserkopf sind optional auch Pilotlaser und mechanischer Shutter untergebracht. Die Diodenlaser können mit Standard- oder Sonderwellenlängen geliefert werden.

Der modulare Aufbau des Laserkopfes erlaubt es auch in den meisten Fällen, die Systeme zu einem späteren Zeitpunkt mit weiteren Stapeln zur Erhöhung der Leistung auszustatten.

Steuern und Versorgen

Das kompakte, fahrbare Versorgungsgerät übernimmt die Steuerungs- und Überwachungsfunktionen von Laserkopf und Peripheriegeräten.
Alle erforderlichen Komponenten für den Betrieb des Diodenlasers, wie Netzteile, Kühlaggregat sowie die Steuerungseinheit sind als modulare, leicht austauschbare Komponenten integriert.
Das Versorgungsgerät beinhaltet außerdem alle Schnittstellen zur Anlage des Kunden und für den Teleservice.

Passend zu Laserleistung, Lasertyp und den spezifischen Kundenanforderungen stehen unterschiedliche Versorgungsgeräte zur Verfügung, die vielfach aus identischen Einzelbausteinen, Standard-Netzteilen und Kühlaggregat zusammengesetzt sind.
Die Mobilität der Versorgungsgeräte ermöglicht sehr flexible Anlagenkonzepte insbesondere auch im Mehrstationenbetrieb, da ein Diodenlaser bei Bedarf verschoben und in kürzester Zeit gegen einen anderen Laser ausgetauscht werden kann.

Ein umfassendes Systemmanagement, welches mehr als 70 Systemdaten erfasst, stellt auch in einer Mehrschichtproduktion einen Betrieb mit höchster Verfügbarkeit sicher.
Die Betriebszustände der Systemkomponenten, vom Laserkopf bis zur Kühlung, werden kontinuierlich überwacht.
Ein zweistufiges Störungsmanagement mit Warn- und Fehlermeldungen erleichtert ein frühzeitiges Reagieren des Anlagenbetreibers auf etwaige Störungen.

Schnittstellen

Standard Bus-Kommunikation (Profibus, Interbus, Device Net, Ethernet, Profi-Net) sowie analoge und digitale Schnittstellen erlauben ein leichtes Einbinden des Diodenlasers in die Steuerung einer Fertigungsanlage.

Die Bedieneinheit der Serien LDL, LDF sowie der Multilaser besteht aus einem LCD-Display mit Touch-Screen sowie weiteren Elementen zum Steuern des Diodenlasers.

Stapelmanagement

Auf höchste Zuverlässigkeit zielt auch das Herzstück eines Diodenlasers, die einzelne Laserdiode.
Strenge Kriterien wie speziell entwickelte Prüfverfahren, die weit über den Standard hinausgehen, gewährleisten, dass nur qualifizierte Laserdioden zum Einsatz kommen.

Diodenlasersysteme von Laserline erreichen mehr als 30.000 Betriebsstunden oder fünf bis sieben Produktionsjahre bevor möglicherweise Bauelemente ausgetauscht werden sollten.

Kommt es trotz größter Vorsorge zum Ausfall einer Laserdiode, reagiert das elektronische Stapelmanagement, das von Laserline als erstem Unternehmen entwickelt und auf den Markt gebracht wurde.

Durch Redundanzkonzept und automatische Systemanpassung kann eine Störung innerhalb weniger Minuten kompensiert und ein Produktionsstillstand vermieden werden.

• modularer Aufbau mit Baukastenprinzip
• jedes Gerät aus wenigen Grundkomponenten
• höchste Anpassungsfähigkeit an spezifische Erfordernisse
• Schnittstellen mit Standard Bus-Kommunikation
• elektronisches Stapelmanagement
• Redundanz-Konzept mit automatischer Systemanpassung