/ Perfect Charging / Perfect Welding / Solar Energy
LaserHybrid Ultracompact
Bedienungsanleitung
DEENFR
LaserHybrid
Operating Instructions
LaserHybrid
Instructions de service
LaserHybrid
42,0410,2036 005-04022015
0
Sehr geehrter Leser
Einleitung Wir danken Ihnen für Ihr entgegengebrachtes Vertrauen und gratulieren Ihnen zu Ihrem
technisch hochwertigen Fronius Produkt. Die vorliegende Anleitung hilft Ihnen, sich mit
diesem vertraut zu machen. Indem Sie die Anleitung sorgfältig lesen, lernen Sie die vielfältigen Möglichkeiten Ihres Fronius-Produktes kennen. Nur so können Sie seine Vorteile
bestmöglich nutzen.
Bitte beachten Sie auch die Sicherheitsvorschriften und sorgen Sie so für mehr Sicherheit
am Einsatzort des Produktes. Sorgfältiger Umgang mit Ihrem Produkt unterstützt dessen
langlebige Qualität und Zuverlässigkeit. Das sind wesentliche Voraussetzungen für hervorragende Ergebnisse.
DE
1
2
Inhaltsverzeichnis
Sicherheitsvorschriften............................................................................................................................... 5
Allgemeines ............................................................................................................................................... 13
Allgemeines .......................................................................................................................................... 13
Einsatzgebiete ...................................................................................................................................... 13
Lieferumfang......................................................................................................................................... 13
Optionale Komponenten ....................................................................................................................... 14
Gerätebeschreibung ............................................................................................................................. 14
Anschluss-Spezifikationen ......................................................................................................................... 16
Anschluss-Spezifikationen.................................................................................................................... 16
Druckluft-Schema ................................................................................................................................. 17
Inbetriebnahme .......................................................................................................................................... 18
Sicherheit.............................................................................................................................................. 18
Inbetriebnahme (Übersicht) .................................................................................................................. 18
Laser-Schweißkopf am Roboter montieren ............................................................................................... 19
Anforderungen an den Roboter ............................................................................................................ 19
Anbindungsmöglichkeiten am Roboter ................................................................................................. 19
Laser-Schweißkopf am Roboter montieren ..........................................................................................19
LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket am Laser-Schweißkopf anschließen....................................... 20
Vorbereitung ......................................................................................................................................... 20
LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket am Laser-Schweißkopf anschließen.................................. 20
Externen Draht-Förderschlauch am Laser-Schweißkopf anschließen / wechseln................................ 22
Abschließende Tätigkeiten.................................................................................................................... 23
Laser-Optik, Cross-Jet und Zusatzabsaugung anschließen ...................................................................... 24
Laser-Optik anschließen....................................................................................................................... 24
Cross-Jet und Zusatzabsaugung anschließen...................................................................................... 24
Vorschubrollen einsetzen / wechseln......................................................................................................... 25
Vorbereitung ......................................................................................................................................... 25
Vorschubrollen einsetzen / wechseln.................................................................................................... 25
Abschließende Tätigkeiten.................................................................................................................... 26
Laser-Schweißkopf einrichten.................................................................................................................... 27
Stick-Out ............................................................................................................................................... 27
Einstellbare Achsen .............................................................................................................................. 27
Die Einstellvorrichtung am Laser-Schweißkopf ....................................................................................28
x-Achse einrichten ................................................................................................................................ 28
y-Achse einrichten ................................................................................................................................ 28
Radialluft-Strömung einstellen ................................................................................................................... 30
Voraussetzung...................................................................................................................................... 30
Radialluft-Strömung einstellen.............................................................................................................. 30
Referenzprogramm erstellen und Position der Drahtelektrode zum Laser-Fokus überprüfen................... 33
Sicherheit.............................................................................................................................................. 33
Allgemeines .......................................................................................................................................... 33
Referenzprogramm erstellen ................................................................................................................ 33
Position der Drahtelektrode zum Laser-Fokus überprüfen ................................................................... 34
Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen............................................................................................ 35
Sicherheit.............................................................................................................................................. 35
Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen....................................................................................... 35
Schweißbrenner tauschen ......................................................................................................................... 37
Sicherheit.............................................................................................................................................. 37
Schweißbrenner tauschen .................................................................................................................... 37
Schweißbrenner-Verschleißteile tauschen ................................................................................................ 39
Sicherheit.............................................................................................................................................. 39
Schweißbrenner-Ersatzteile.................................................................................................................. 39
Schweißbrenner-Verschleißteile tauschen ........................................................................................... 39
Spritzerschutz-Blech tauschen .................................................................................................................. 41
Spritzerschutz-Blech demontieren........................................................................................................ 41
Spritzerschutz-Blech montieren............................................................................................................ 41
Laser-Optik tauschen................................................................................................................................. 42
Sicherheit.............................................................................................................................................. 42
Vorbereitung ......................................................................................................................................... 42
Laser-Optik ausbauen........................................................................................................................... 42
DE
3
Montagepositionen für den Einbau der Laser-Optik ............................................................................. 45
Laser-Optik einbauen............................................................................................................................ 46
Abschließende Tätigkeiten.................................................................................................................... 48
Maßnahmen zur Verringerung der Optik-Verschmutzung ......................................................................... 50
Maßnahmen zur Verringerung der Optik- Verschmutzung ................................................................... 50
Technische Daten ...................................................................................................................................... 52
LaserHybrid Ultracompact (Laser-Schweißkopf) .................................................................................. 52
LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket............................................................................................ 52
4
Sicherheitsvorschriften
DE
Erklärung Sicherheitshinweise
Allgemeines
GEFAHR! Bezeichnet eine unmittelbar drohende Gefahr. Wenn sie nicht gemie-
den wird, sind Tod oder schwerste Verletzungen die Folge.
WARNUNG! Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Wenn sie
nicht gemieden wird, können Tod und schwerste Verletzungen die Folge sein.
VORSICHT! Bezeichnet eine möglicherweise schädliche Situation. Wenn sie
nicht gemieden wird, können leichte oder geringfügige Verletzungen sowie Sachschäden die Folge sein.
HINWEIS! Bezeichnet die Möglichkeit beeinträchtigter Arbeitsergebnisse und
von Schäden an der Ausrüstung.
WICHTIG! Bezeichnet Anwendungstipps und andere besonders nützliche Informationen.
Es ist kein Signalwort für eine schädliche oder gefährliche Situation.
Wenn Sie eines der im Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ abgebildeten Symbole sehen, ist
erhöhte Achtsamkeit erforderlich.
Der LaserHybrid-Kopf ist nach dem Stand der Technik und den anerkannten
sicherheitstechnischen Regeln gefertigt. Dennoch drohen bei Fehlbedienung oder Missbrauch Gefahr für
- Leib und Leben des Bedieners oder Dritte,
- den LaserHybrid-Kopf und andere Sachwerte des Betreibers,
- die effiziente Arbeit mit dem LaserHybrid-Kopf
Alle Personen, die mit der Inbetriebnahme, Bedienung, Wartung und Instandhaltung des LaserHybrid-Kopfes zu tun haben, müssen
- entsprechend qualifiziert sein,
- Kenntnisse vom Schweißen haben und
- diese Bedienungsanleitung sowie die Bedienungsanleitungen für folgende Anlagenkomponenten genau beachten:
-Laser
- Laseroptik
- Stromquelle und zugehöriger Drahtvorschub
- Roboter und dessen Steuerung
Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, sind umgehend zu
beseitigen.
Es geht um Ihre Sicherheit!
5
Bestimmungsgemäße Verwendung
Der LaserHybrid-Kopf ist ausschließlich für Arbeiten im Sinne der bestimmungsgemäßen Verwendung zu benutzen.
Der LaserHybrid-Kopf ist ausschließlich zum LaserHybrid-Schweißen von
Aluminium-, CrNi- und Stahl-Werkstoffen bestimmt.
Eine andere oder darüber hinausgehende Benutzung gilt als nicht bestimmungsgemäß. Für hieraus entstandene Schäden haftet der Hersteller nicht.
Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört
- das Beachten aller Hinweise aus der Bedienungsanleitung
- die Einhaltung der Inspektions- und Wartungsarbeiten
Den LaserHybrid-Kopf, bzw. die verwendete Stromquelle, nie zum Auftauen
von Rohren verwenden.
Der LaserHybrid-Kopf ist für den Betrieb in Industrie und Gewerbe ausgelegt. Für Schäden, die auf den Einsatz im Wohnbereich zurückzuführen
sind, haftet der Hersteller nicht.
Umgebungsbedingungen
Verpflichtungen
des Betreibers
Betrieb bzw. Lagerung des LaserHybrid-Kopfes außerhalb des angegebenen Bereiches gilt als nicht bestimmungsgemäß. Für hieraus entstandene
Schäden haftet der Hersteller nicht.
Temperaturbereich der Umgebungsluft:
- beim Schweißen: - 10 °C bis + 40 °C
- bei Transport und Lagerung: - 25 °C bis + 55 °C
Relative Luftfeuchtigkeit:
- bis 50 % (40 °C)
- bis 90 % (20 °C)
Umgebungsluft: frei von Staub, Säuren, korrosiven Gasen oder Substanzen, usw. sein.
Höhenlage über dem Meeresspiegel: bis 2000 m
Der Betreiber verpflichtet sich, nur Personen am LaserHybrid-Kopf arbeiten
zu lassen, die
- mit den grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung vertraut und in die Handhabung des LaserHybrid-Kopfes eingewiesen sind
- das Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ und die Warnhinweise in dieser
Bedienungsanleitung gelesen, verstanden und durch ihre Unterschrift
bestätigt haben.
Das sicherheitsbewusste Arbeiten des Personals ist in regelmäßigen Abständen zu überprüfen.
6
Verpflichtungen
des Personals
Alle Personen, die mit Arbeiten am LaserHybrid-Kopf beauftragt sind, verpflichten sich, vor Arbeitsbeginn
- die grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung zu beachten
- das Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ und die Warnhinweise in dieser
Bedienungsanleitung zu lesen und durch ihre Unterschrift zu bestätigen,
dass sie diese verstanden haben.
Nach Beendigung der Arbeiten, alle Arbeitsstellen regelmäßig überprüfen.
DE
Persönliche
Schutzausrüstung
Treffen Sie für Ihre persönliche Sicherheit folgende Vorkehrungen:
In der geschlossenen Zelle für den LaserHybrid-Prozess anwesenden
Personen müssen
- Festes, auch bei Nässe isolierendes Schuhwerk tragen
- Hände durch geeignete Handschuhe schützen (elektrisch isolierend,
Hitzeschutz)
- Die Augen mittels vorschriftsgemäßer Laser-Schutzbrille vor Laser-Strahlen schützen. Zum Schutz von Gesicht und Augen, vor UV-Strahlen,
zusätzlich ein Schutzschild mit vorschriftsgemäßem Filtereinsatz für
Laser-Schutzklasse 4 vor der Laser-Schutzbrille und dem Gesicht
tragen. Auch mit vorschriftsgemäßem Filtereinsatz für Laser-Schutzklasse 4 nicht in den Laser-Strahl blicken.
- Nur geeignete (schwer entflammbare) Kleidungsstücke verwenden
Gefahr durch
schädliche Gase
und Dämpfe
- Aufgrund des Cross-Jet-Geräusches (120 dbA) Gehörschutz verwenden
Befinden sich Personen in der geschlossenen Zelle für den LaserHybrid
Prozess, so müssen
- diese über die Gefahren unterrichtet,
- Schutzmittel zur Verfügung gestellt und
- Schutzwände oder -Vorhänge aufgebaut werden.
Entstehenden Rauch sowie schädliche Gase durch geeignete Mittel aus
dem Arbeitsbereich absaugen.
Für ausreichende Frischluftzufuhr sorgen.
Lösungsmitteldämpfe vom Strahlungsbereich des Lasers und des Lichtbogens fernhalten.
7
Gefahr durch
Funkenflug
Brennbare Gegenstände aus dem Arbeitsbereich entfernen.
An Behältern in denen Gase, Treibstoffe, Mineralöle und dgl. gelagert sind/
waren, darf nicht geschweißt werden. Durch Rückstände besteht Explosionsgefahr.
In feuer- u. explosionsgefährdeten Räumen gelten besondere Vorschriften entsprechende nationale und internationale Bestimmungen beachten.
Gefahren durch
Schweißstrom
Vagabundierende Schweißströme
Ein elektrischer Schlag kann tödlich sein. Jeder elektrische Schlag ist
grundsätzlich lebensgefährlich.
Sämtliche Schweißkabel müssen fest, unbeschädigt und isoliert sein. Lose
Verbindungen und angeschmorte Kabel sofort erneuern.
Werden die nachfolgend angegebenen Hinweise nicht beachtet, ist die
Entstehung vagabundierender Schweißströme möglich, die zur Zerstörung
von Schutzleitern, der verwendeten Stromquelle, des LaserHybrid-Kopfes
und anderen elektrischen Einrichtungen führen können.
Für eine feste Verbindung der Werkstückklemme mit dem Werkstück sorgen.
Bei elektrisch leitfähigem Boden die verwendete Stromquelle, wenn möglich,
isoliert aufstellen.
8
EMV-Maßnahmen
Es liegt im Verantwortungsbereich des Betreibers, dafür Sorge zu tragen,
dass keine elektromagnetischen Störungen an elektrischen und elektronischen Einrichtungen auftreten.
Werden elektromagnetische Störungen festgestellt, ist der Betreiber verpflichtet, Maßnahmen für die Störungsbehebung zu ergreifen.
Bewertung möglicher elektromagnetischer Probleme an Einrichtungen in der
Umgebung und deren Störfestigkeit gemäß CE-Konformitätserklärung
- Sicherheitseinrichtungen
- Netz-, Signal- und Datenübertragungsleitungen
- EDV- und Telekommunikationseinrichtungen
- Einrichtung zum Messen und Kalibrieren
- die Gesundheit benachbarter Personen, z.B. Träger von Herzschrittmachern und Hörhilfen
- Träger von Herzschrittmachern müssen sich von ihrem Arzt beraten
lassen, bevor sie sich in unmittelbarere Nähe des Schweißarbeitsplatzes
aufhalten
Unterstützende Maßnahmen zur Vermeidung von EMV-Problemen:
a) Netzversorgung
- Treten elektromagnetische Störungen trotz vorschriftsgemäßem Netzanschluss auf, zusätzliche Maßnahmen ergreifen (z.B. Netzfilter)
DE
Besondere Gefahrenstellen
b) Schweißleitungen
- so kurz wie möglich halten
- eng zusammen verlaufen lassen
- weit entfernt von anderen Leitungen verlegen
c) Potentialausgleich
d) Erdung des Werkstückes
- gegebenenfalls Erdverbindung über geeignete Kondensatoren herstellen
e) Abschirmung, falls erforderlich
- andere Einrichtungen in der Umgebung abschirmen
- gesamte Schweißinstallation abschirmen
Verletzungsgefahr der Augen durch den Laserstrahl. Zusätzlich zum Schutzschild mit vorschriftgemäßem UV-Filtereinsatz, die Augen mittels vorschriftsgemäßer Laser-Schutzbrille vor Laser-Strahlen schützen. Dennoch sicherstellen, dass keine Person unbeabsichtigt in den Laserstrahl blicken kann.
Bei besonders blanken, hochreflektierenden Werkstückoberflächen besteht
zusätzliche Gefahr durch reflektierte Laser-Streustrahen. Es sind entsprechende Vorkehrungen zu treffen, dass anwesende Personen auch vor
Laser-Streustrahlung ausreichend geschützt sind.
Nicht in die rotierenden Zahnräder des Drahtantriebes greifen.
Der Austritt des Schweißdrahtes aus dem Schweißbrenner bedeutet ein
hohes Verletzungsrisiko (Durchstechen der Hand, Verletzung von Gesicht
und Augen, ...). Daher, z.B. beim Drahteinfädeln, stets Gesicht und Körper
vom Schweißbrenner fernhalten.
9
Werkstück während und nach dem Schweißen nicht berühren - Verbrennungsgefahr.
In feuer- und explosionsgefährdeten Räumen gelten besondere Vorschriften
- entsprechende nationale und internationale Bestimmungen beachten.
Die verwendete Stromquelle muss für Arbeiten in Räumen mit erhöhter
elektrischer Gefährdung (z.B. Kessel) mit dem Zeichen
zeichnet sein.
Schweißverbindungen mit besonderen Sicherheitsanforderungen sind nur
von speziell ausgebildeten Schweißern durchzuführen.
Bei Krantransport der verwendeten Stromquelle Ketten bzw. Seile in einem
möglichst kleinen Winkel zur Senkrechten in allen Kranösen einhängen Gasflasche und Drahtvorschub entfernen.
Bei Kran-Aufhängung des Drahtvorschubes, während des Schweißens,
immer eine isolierende Drahtvorschub-Aufhängung verwenden.
(Safety) gekenn-
Informelle Sicherheitsmaßnahmen
Sicherheitsmaßnahmen am Aufstellort
Die Bedienungsanleitung ist ständig am Einsatzort des LaserHybrid-Kopfes
aufzubewahren.
Ergänzend zur Bedienungsanleitung sind die allgemein gültigen sowie die
örtlichen Regeln zu Unfallverhütung und Umweltschutz bereitzustellen und
zu beachten.
Alle Sicherheits- und Gefahrenhinweise am LaserHybrid-Kopf sind in lesbarem Zustand zu halten.
Die Zelle für den LaserHybrid-Schweißprozess muss folgende Anforderungen erfüllen:
- lichtdicht gegenüber umliegenden Räumen abgeschlossen
- mit mindestens 1 mm Stahlblech und/oder zugelassenem Laser-Schutzglas vor Austritt von UV- und Laserstrahlen abgeschirmt
- Sowohl der Laser-Schweißprozess, als auch der Lichtbogen-Schweißprozess, muss beim Öffnen der Zelle sofort automatisch stoppen.
Die verwendete Stromquelle muss auf ebenem und festem Untergrund
standsicher aufgestellt werden. Eine umstürzende Stromquelle kann Lebensgefahr bedeuten!
10
In feuer- und explosionsgefährdeten Räumen gelten besondere Vorschriften
- entsprechende nationale und internationale Bestimmungen beachten.
Durch innerbetriebliche Anweisungen und Kontrollen sicherstellen, dass die
Umgebung des Arbeitsplatzes stets sauber und übersichtlich ist.
Sicherheitsmaß-
-
nahmen im Normalbetrieb
Den LaserHybrid-Kopf nur betreiben, wenn alle Schutzeinrichtungen voll
funktionstüchtig sind.
Vor Inbetriebsetzung des LaserHybrid-Kopfes sicherstellen, dass niemand
gefährdet werden kann.
Mindestens einmal pro Woche den LaserHybrid-Kopf auf äußerlich erkennbare Schäden und Funktionsfähigkeit der Sicherheitseinrichtungen überprüfen.
DE
Sicherheitstechnische Inspektion
Veränderungen
Der Betreiber ist verpflichtet, den LaserHybrid-Kopf nach Veränderung, Einoder Umbauten, Reparatur, Pflege und Wartung sowie mindestens alle zwölf
Monate durch eine Elektro-Fachkraft auf ordnungsgemäßen Zustand überprüfen zu lassen.
Vorschrift Titel
IEC (EN) 60 974-1 Einrichtungen zum Lichtbogenschweißen, Teil 1: Schweißstrom-
quellen
BGV A2, §5 Elektrische Anlagen und Betriebsmittel
BGV D1, §33 / §49 Schweißen, Schneiden und verwandte Arbeitsverfahren
VDE 0701-1 Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte;
allgemeine Anforderungen
VDE 0702-1 Wiederholungsprüfungen an elektrischen Geräten
Ohne Genehmigung des Herstellers keine Veränderungen, Ein- oder Umbauten am LaserHybrid-Kopf vornehmen.
Bauteile in nicht einwandfreiem Zustand sofort austauschen.
Ersatz- und Verschleißteile
Kalibrieren von
stromquellen
Die CE-Kennzeichnung
Nur Original-Ersatz- und Verschleißteile verwenden (gilt auch für Normteile).
Bei fremdbezogenen Teilen ist nicht gewährleistet, dass sie beanspruchungs
und sicherheitsgerecht konstruiert und gefertigt sind.
Bei Bestellung genaue Benennung und Sach-Nummer laut Ersatzteilliste,
sowie Seriennummer Ihres Gerätes angeben.
Auf Grund internationaler Normen ist eine regelmäßige Kalibrierung von
Stromquellen empfohlen. Fronius empfiehlt ein Kalibrierintervall von 12
Monaten. Setzen Sie sich für nähere Informationen mit Ihrer Fronius-Servicestelle in Verbindung!
Der LaserHybrid-Kopf erfüllt die grundlegenden Anforderungen der Niederspannungs- und Elektromagnetischen Verträglichkeits-Richtlinie und ist
daher CE-gekennzeichnet.
11
Urheberrecht
Das Urheberrecht an dieser Bedienungsanleitung verbleibt beim Hersteller.
Text und Abbildungen entsprechen dem technischen Stand bei Drucklegung.
Änderungen vorbehalten. Der Inhalt der Bedienungsanleitung begründet keinerlei Ansprüche seitens des Käufers. Für Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler in der Bedienungsanleitung sind wir dankbar.
12
Allgemeines
DE
Allgemeines
Bei LaserHybrid Ultracompact handelt es
sich um eine kompakte Weiterentwicklung
des LaserHybrid-Kopfes, die speziell bei
Bauteilen mit eingeschränkter Zugänglichkeit zum Einsatz kommt.
Der LaserHybrid Ultracompact Kopf wird im
weiteren Verlauf dieser Bedienungsanleitung als Laser-Schweißkopf bezeichnet.
Weitere Vorteile des Laser-Schweißkopfes:
- hohe Schweißgeschwindigkeit und somit hohe Wirtschaftlichkeit
- hohe Prozess-Stabilität verbunden mit geringem Ausschuss und Nacharbeitsaufwand
- hohe Qualität der Schweißnähte
- geringe Wärmeeinbringung, geringer Verzug
- Hohe Verfügbarkeit der Schweißanlage, hohe Standzeit der Verschleißteile
- Flexibler Einsatz
- Hohe Spalttoleranz
- Adaption für Faser-, Scheiben- und Dioden-Laser möglich
Einsatzgebiete Der Laser-Schweißkopf LaserHybrid Ultracompact kommt vor allem bei Laser-MIG und
Laser-MAG Anwendungen zum Einsatz:
- in der Achs- und Karosseriefertigung der KFZ-Industrie für Blechdicken von 1 - 4 mm
- im Pipeline-Bau für Blechdicken von 6 - 16 mm für die Wurzelschweißung
- in der Tank- und Boiler-Fertigung
Lieferumfang - 1 Laser-Schweißkopf LaserHybrid Ultracompact (komplett)
- 1 LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket
- 1 Metallschablone zum Einrichten des Fokus-Punktes
- 1 Gabelschlüssel SW 8/10 mm
- 1 Schlitz-Schraubendreher 2,5 mm
- 1 Innensechskant-Schlüssel SW 2,5 mm
- 1 Sechskant Kugelkopf-Schraubendreher SW 3 mm
- 1 Sechskant Kugelkopf-Schraubendreher SW 4 mm
- 1 Triebrad-Schlüssel
- 1 Stickout Schablone
- 1 Kupplungsanschluss PushIn
- 1 Schlauch 4x750 mm
- 1 Durchfluss-Mengenmesser bis 25 l/min
- 1 Bedienungsanleitung
- Drahtförder-Zubehör, je nach Konfiguration
13
Optionale Komponenten
Gerätebeschreibung
Folgende Komponenten sind für den Laser-Schweißkopf „LaserHybrid Ultracompact“ optional verfügbar:
- Fokusbeobachtung
- unterschiedliche Laser-Strahlquellen
- Temperatursensor
- CrashBox
(1)
(2)
(16)
(15)
(14)
(13)
(3a)
Pos. Bezeichnung
(1) Anschluss Abluft Cross-Jet
(2) Schutzabdeckung / Anschluss LWL-Kabel
(3)
Zusatzabsaugung
(3)
(4)
(5)
(12)
(11)
(10)
(9)
(8)
(7)
(6)
14
(3a)
(4) Laser-Optik
(5) Radialluft-Strömung
(6) Gasdüse
(7) LaserHybrid-Schweißbrenner
optionale Zusatzabsaugung (mit dazu passendem Spritzerschutz-Blech)
Je nach Konfiguration ist bei Auslieferung eine der beiden Absaugungen montiert.
Pos. Bezeichnung
(8) Einstellvorrichtung
(9) Abdeckung Antriebsrollen
(10) Motorabdeckung
(11) Schenkel Roboteranbindung
(12) Bedienelemente
(a)
(b)
(c)
DE
(a)
(b)
(c)
(13) Roboteraufnahme
(14) CrashBox (Option)
(15) Anschluss Wasserkühlung Laser-Optik
(16) LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket
Taste Drahtrücklauf
Taste Drahteinfädeln
Taste Gasprüfen
15
Anschluss-Spezifikationen
Anschluss-Spezifikationen
(7)
(6)
(5)
(4)
(1)
(2)
(3)
Pos. Bezeichnung
(1) LWL-Kabel für Laser
Biegeradius > 100 mm
WICHTIG! Beim LWL-Kabel nur Fasern </= 0,3 mm verwenden!
Größere Fasern können das Schweißergebnis beeinträchtigen und zu Beschädigungen am Laser-Schweißkopf führen.
(2) Anschluss Abluft Cross-Jet
zum Anschließen eines Schlauches gemäß folgender Daten:
- Innendurchmesser Di = 40 mm
(3) Anschluss Zusatzabsaugung
zum Anschließen eines Schlauches gemäß folgender Daten:
- Innendurchmesser Di = 40 mm
- max. Länge = 10 m
- erforderliche Absaugleistung 60 m³/h
(4) Anschluss Druckluft Cross-Jet
(vom LaserHybrid Verbindungs-Schlauchpaket)
- Betrieb mit 6 bar und einem Volumenstrom von 60 m³/h
- Cross-Jet Abluft 170 m³/h
16
Druckluft-Schema
Pos. Bezeichnung
(5) Anschlüsse Wasserkühlung Laser-Optik
(vom LaserHybrid Verbindungs-Schlauchpaket)
(6) externer Draht-Förderschlauch (Fronius)
(7) LaserHybrid Verbindungs-Schlauchpaket (Fronius)
Schlauchpaket inkl. Druckluft für Cross-Jet und Radialluft-Strömung, Wasserküh-
lung Laser-Optik und Medienkupplung
(3)
DE
(2)
(4)
(4)
(3)
(5)
(2)
1000 l/min
Pos. Bezeichnung
(1) Zuleitung Kompressor
(min. 6 bar)
(2) Anschluss Zuluft Cross-Jet
(3) Abzweigung Radialluft-Strömung
(4) Abluft Cross-Jet
(5) Absaugung
(1)
17
Inbetriebnahme
Sicherheit
Inbetriebnahme
(Übersicht)
WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Perso-
nen- und Sachschäden verursachen. Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie die
Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil „Sicherheitstechnische Inspektion“.
Die Inbetriebnahme der Laser-Schweißkopfes umfasst folgende Abschnitte:
- Laser-Schweißkopf am Roboter montieren
- LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket am Laser-Schweißkopf anschließen
- Laser-Optik, Cross-Jet und Zusatzabsaugung anschließen
- Vorschubrollen einsetzen / wechseln
- Laser-Schweißkopf einrichten
- Radialluft-Strömung einstellen
- Referenzprogramm erstellen und Position der Drahtelektrode zum Laser-Fokus überprüfen
- Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen
18
Laser-Schweißkopf am Roboter montieren
DE
Anforderungen
an den Roboter
Anbindungsmöglichkeiten am Roboter
Die Masse des Laser-Schweißkopfes beträgt ca. 6 kg. Die Optik wiegt zusätzlich ca. 2 kg.
Für den komplett mit Optik und Schlauchpaket ausgerüsteten Laser-Schweißkopf ist eine
Masse von ca. 8 kg einzukalkulieren.
Bei den für den Roboter spezifizierten Achsbeschleunigungen muss daher eine Masse von
8 kg gefahrlos bewegt werden können.
Die maximale resultierende Achsbeschleunigung des Roboters darf 6 G (entspricht ca. 60
m/s²) nicht überschreiten.
Optionale Schenkel für die Roboteranbindung:
a) Schenkel Roboteranbindung 45 °
kurz
b) Schenkel Roboteranbindung 0 °
77,1 mm
a)
b)
Laser-Schweißkopf am Roboter
montieren
HINWEIS! Der Laser-Schweißkopf verfügt über keinen serienmäßigen Kollisi-
onsschutz.
Fronius empfiehlt daher die Verwendung eines handelsüblichen Kollisionsschutz
für Roboteranwendungen, um eine Beschädigung des Laser-Schweißkopfes bei
einem Crash zu verhindern.
1
1
Laser-Schweißkopf entsprechend den Vorgaben des Roboterherstellers am Roboter
1
montieren.
19
LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket am LaserSchweißkopf anschließen
Vorbereitung 2 Innensechskant-Schrauben (3) ent-
(1)
(2)
(3)
LaserHybrid Ultracompact
Schlauchpaket
am LaserSchweißkopf anschließen
(1)
(4)
(3)
1
fernen
SW 3 mm
Abdeckung Antriebsrollen (2) entfer-
2
nen
2 Innensechskant-Schrauben (1) ent-
3
fernen
SW 3 mm
Motorabdeckung (4) entfernen
4
Schlauchpaket (1) einführen
1
Sechskantmutter (3) über das
2
Schlauchpaket (1) schieben
Zuluftschlauch (2) anstecken
3
(1)
2
1
3
(3)
(3)
(2)
Sechskantmutter (3) festziehen
4
SW 46 mm
4
20
(4)
Schlauch für Wasservorlauf und Was-
5
serrücklauf (4) der Wasserkühlung Laser-Optik gemäß Kennzeichnung
DE
anschließen
5
5
Innensechskant-Schraube (6) entfer-
6
nen
SW 3 mm
(5)
Zugentlastung (5) ansetzen
7
Zugentlastung (5) mittels Innensechs-
8
kant-Schraube (6) von unten montie-
(6)
ren
SW 3 mm
(7)
Stecker (7) am Motor anstecken
9
9
21
(8)
(9)
(10)
Medienkupplung (8) mittels Innen-
10
sechskant-Schraube (9) montieren
SW 4 mm
Schlauchpaket-Abdeckung (10) aus
11
dem Lieferumfang des Schlauchpaketes mit 2 Innensechskant-Schrauben
(11) und (12) montieren
SW 2,5 mm
Externen DrahtFörderschlauch
am LaserSchweißkopf anschließen / wechseln
(11)
(12)
(1)
(2)
Externen Draht-Förderschlauch (1)
1
einführen
1
Verriegelungsknopf (2) drücken und
2
halten
Externen Draht-Förderschlauch (1) so
3
weit einschieben, bis der Verriegelungsknopf (2) wieder herausspringt
Externen Draht-Förderschlauch wechseln:
2
Durch Drücken der Taste Drahtrück-
1
lauf die Drahtelektrode aus dem externen Draht-Förderschlauch ausfädeln
Verriegelungsknopf (2) drücken und
2
gleichzeitig den externen Draht-Förderschlauch (1) abziehen
Externen Draht-Förderschlauch (1)
3
ausziehen
22
Abschließende
Tätigkeiten
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(3)
HINWEIS! Beim Montieren der
Abdeckungen darauf achten, dass
Kabel nicht eingeklemmt, gequetscht oder sonst irgendwie beschädigt werden!
Motorabdeckung (4) aufsetzen
1
Motorabdeckung (4) mit 2 Innensechs-
2
kant-Schrauben (1) fixieren
SW 3 mm
Abdeckung Antriebsrollen (2) aufset-
3
zen
Abdeckung Antriebsrollen (2) mit 2 In-
4
nensechskant-Schrauben (3) fixieren
SW 3 mm
DE
23
Laser-Optik, Cross-Jet und Zusatzabsaugung anschließen
Laser-Optik anschließen
Cross-Jet und Zusatzabsaugung
anschließen
Das Anschließen der Laser-Optik darf nur gemäß der Bedienungsanleitung der Laser-Optik erfolgen.
Vorgaben und Sicherheitshinweise des Laser-Optik Herstellers beachten!
Schläuche für Cross-Jet und Zusatzabsaugung gemäß Anschluss-Spezifikationen an
1
den entsprechenden Anschlüssen anschließen (z.B. mittels Schlauchklemme)
24
Vorschubrollen einsetzen / wechseln
DE
Vorbereitung 2 Innensechskant-Schrauben (2) ent-
(1)
(2)
Vorschubrollen
einsetzen / wechseln
(1)
(2)
1
fernen
SW 3 mm
Abdeckung Antriebsrollen (1) entfer-
2
nen
Externen Draht-Förderschlauch abste-
1
cken
Klemmbügel (1) aufschwenken
2
(2)
(3)
Schraubbare Welle (3) entfernen
3
Vorschubrolle (2) entnehmen
4
4
3
25
(6)
(5)
(4)
Sechskant-Mutter SW 10 mm (5) ent-
5
fernen - mit dem Triebrad-Schlüssel
(6) aus dem Lieferumfang des LaserSchweißkopfes an der Vorschubrolle
(4) gegenhalten
Vorschubrolle (4) entnehmen
6
Einbau in umgekehrter Reihenfolge
Abschließende
Tätigkeiten
(1)
(2)
(2)
HINWEIS! Beim Montieren der
Abdeckungen darauf achten, dass
Kabel nicht eingeklemmt, gequetscht oder sonst irgendwie beschädigt werden!
Abdeckung Antriebsrollen (1) aufset-
1
zen
Abdeckung Antriebsrollen (1) mit 2 In-
2
nensechskant-Schrauben (2) fixieren
SW 3 mm
26
Laser-Schweißkopf einrichten
DE
Stick-Out
Einstellbare Achsen
HINWEIS! Bei der Einstellung der
räumlichen Lage des Schweiß-
Schweißbrenner
Kontaktrohr
Die räumliche Lage des Lichtbogen-Prozesses gegenüber dem Laserstrahl ist in zwei kartesischen Koordinatenachsen einstellbar.
Eine Einstellung in der z-Achse kann nur über die Kollimation der Laser-Optik erfolgen.
14 mm
Stick-Out
brenners generell auf ein StickOut von 14 mm achten.
y (± 3 mm)
x (± 2 mm)
VORSICHT! Beschädigungsgefahr der Lichtleit-Faser durch senkrecht zur Werkstück-Oberfläche stehenden Laser-Schweißkopf.
Steht die Laser-Optik 90 ° zur Werkstück-Oberfläche, wird die Laser-Strahlung direkt in die Laser-Optik reflektiert. Dadurch kann die Lichtleit-Faser schwerwiegend beschädigt werden.
Laser-Schweißkopf immer stechend oder schleppend führen!
27
Die Einstellvor-
y
richtung am Laser-Schweißkopf
Der Laser-Schweißkopf ist mit einer Einstellvorrichtung ausgestattet, die ein exaktes Positionieren in der x- und der y-Koordinatenachse ermöglicht.
Die Einstellvorrichtung besteht grundsätzlich aus:
(1) Einstellschraube mit Teilung
Innensechskant-Schraube
SW 3 mm
¼-Umdrehung entspricht einem
Verstellweg von 0,25 mm
(1)
(2)
(2) Skala mit Angabe des Verstellbe-
reiches
x-Achse einrichten
(2)
x
HINWEIS! Bei Verwendung einer Stahl-Schweißbrenner-Seele kann an der Verstelleinheit des Laser-Schweißkopfes Schweißpotential anliegen!
(2)
(1)
(1)
Gewindestift (1) lösen
1
SW 3 mm
x-Achse mittels Einstellschraube (2)
2
und Innensechskant-Schlüssel SW 3
mm einrichten:
1 Umdrehung entspricht 1,0 mm
Nach dem Einrichten der x-Achse den
3
Gewindestift (1) wieder fixieren
y-Achse einrichten
28
HINWEIS! Der y-Einstellbereich von ± 3 mm geht vom 2. Teilstrich auf der y-Skala aus.
In Position 0 fallen Laser und Drahtelektrode auf die gleiche Position.
DE
5
(1)
2 0
05
- 3 mm
=
+ 3 mm
(2)
Gewindestift (1) lösen
1
SW 3 mm
y-Achse mittels Einstellschraube (2)
2
und Innensechskant-Schlüssel SW 3
mm einrichten:
1 Umdrehung entspricht 1,0 mm
Nach dem Einrichten der y-Achse den
3
Gewindestift (1) wieder fixieren
29
Radialluft-Strömung einstellen
Voraussetzung WICHTIG! Das Einstellen der Radialluft-Strömung muss vor der Inbetriebnahme des La-
ser-Schweißkopfes erfolgen!
Für das Einstellen Der Radialluft-Strömung ist der DurchflussMengenmesser aus dem Lieferumfang des Laser-Schweißkopfes
erforderlich.
Radialluft-Strömung einstellen
WICHTIG! Beim Entfernen der Schutzglas-
Lade darauf achten, dass diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder sonst irgendwie
beschädigt wird.
Schutzglas-Lade (1) aus der Laser-
1
Optik nehmen
(1)
1
WICHTIG! Beim Einsetzen der SchutzglasLade darauf achten, dass diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder sonst irgendwie
beschädigt wird.
Luftschlauch (2) abstecken
2
3
2
Luftanschluss (3) zur Seite schwenken
3
Schutzglas-Lade wieder einsetzen
4
30
(2) (3)
(4)
(5)
(6)
Schlauch (5) und Adapter (4) aus dem
5
Lieferumfang des Laser-Schweißkopfes zusammenstecken
Schlauch anstecken
6
6
Durchfluss-Mengenmesser (6) auf
7
DE
Schlauch und Adapter aufsetzen
Luftversorgung aufdrehen
8
Luftmenge mittels kleinem Schlitz-
9
schraubendreher auf 25 l/min einstellen
Durchfluss-Mengenmesser (6) abneh-
10
men
(4)
(5)
Schlauch (5) und Adapter (4) abste-
11
cken
11
31
14
(2) (3)
WICHTIG! Beim Entfernen der SchutzglasLade darauf achten, dass diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder sonst irgendwie
beschädigt wird.
Schutzglas-Lade aus der Laser-Optik
13
12
nehmen
Luftanschluss (3) zurück schwenken
13
Luftschlauch (2) anstecken
14
WICHTIG! Beim Einsetzen der SchutzglasLade darauf achten, dass diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder sonst irgendwie
beschädigt wird.
Schutzglas-Lade (1) einsetzen
15
(1)
15
32
Referenzprogramm erstellen und Position der Drahtelektrode zum Laser-Fokus überprüfen
Sicherheit
Allgemeines Für die beschriebenen Einstellarbeiten ist ein Pilot-Laser mit geringer Leistung erforder-
lich.
Die Lage des Fokus-Punktes für den Laserstrahl gegenüber dem Werkstück und dem
Drahtelektroden-Ende des Lichtbogenprozesses ist in der x- und der y-Koordinatenachse
einstellbar.
Das Erstellen eines Referenzprogrammes ist erforderlich:
- Nach erstmaliger Montage des Laser-Schweißkopfes
- Bei der Programmierung eines neuen Referenzpunktes (neues Bauteil)
Das Überprüfen der Position der Drahtelektrode zum Laser-Fokus ist erforderlich:
- Nach jedem Austausch des Laser-Schweißkopfes
- Nach jedem Austausch der Laser-Optik
- Nach jedem Schweißbrenner-Wechsel
WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sachschäden verursachen. Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie die
Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil „Sicherheitstechnische Inspektion“.
DE
Referenzprogramm erstellen
Im Lieferumfang des Laser-Schweißkopfes ist eine Metallschablone zur exakten Einstellung der Drahtelektroden-Position gegenüber dem Laser-Fokus enthalten.
Diese Schablone wird im Arbeitsbereich des Roboters montiert und dient zur Erstellung eines Referenzprogrammes für die Serien-Bauteile.
Vor dem Schweißen des ersten Serien-Bauteils ein Referenzprogramm erstellen:
Schablone (1) im Arbeitsbereich des Roboters montieren
1
TCP für den Laser-Schweißkopf ermitteln
2
Laser-Optik parallel zum Versuchs-Werkstück via Roboter einrichten
3
Laser-Optik via Roboter in der z-Achse des Laser-Schweißkopfes auf die richtige La-
4
ser-Brennweite einrichten
Beim Einrichten der Laser-Optik in der z-Achse die Markierung an der Laser-Optik beachten.
Richtige Laser-Brennweite gemäß Bedienungsanleitung des Laser-Optik Herstellers
Drahtelektrode einfädeln
5
Am Schweißbrenner des Laser-Schweißkopfes ein der Anwendung entsprechendes
6
Stick-Out einstellen (14 mm)
Drahtelektrode mittels der x- und y-Verstelleinheiten zum Laser-Fokus positionieren
7
Die Drahtelektrode soll das Versuchs-Werkstück berühren.
Versuchsschweißungen durchführen, Stick-Out und Einstellwerte dokumentieren
8
Das beste Schweißergebnis dient als Grundlage für das Referenzprogramm.
33
Mit dem Roboter die Schablone anfah-
9
ren, sodass sich
- der Laser-Fokus im Fadenkreuz
der Schablone befindet,
- die Drahtelektrode auf der Skalierung der Schablone befindet.
z
y
(1)
Position als Referenzprogramm im Ro-
10
boter abspeichern
Abstand der Drahtelektrode zum La-
11
ser-Fokus in der x- und in der y-Achse
x
(1)
y
r
gemäß Skalierung auf der Schablone
dokumentieren
Position der
Drahtelektrode
zum Laser-Fokus
überprüfen
MIG/MAG-Stromquelle ausschalten
1
Rohrbogen des Roboter-Schlauchpaketes Robacta Drive demontieren
2
Mit dem Roboter den Referenzpunkt an der Schablone (1) anfahren:
3
der Laser-Fokus befindet sich im Fadenkreuz der Schablone
Rohrbogen des Roboter-Schlauchpa-
4
ketes Robacta Drive montieren
MIG/MAG-Stromquelle einschalten
5
Drahtelektrode bis zur Schablone ein-
6
fädeln
z
y
x
y
(1)
(1)
r
Am Schweißbrenner des Laser-
7
Schweißkopfes das der Anwendung
entsprechende Stick-Out einstellen
Position der Drahtelektrode zum La-
8
ser-Fokus überprüfen:
die Position der Drahtelektrode muss
den anhand der Skalierung auf der
Schablone dokumentierten Werten
entsprechen.
Gegebenenfalls die Position der Drah-
9
telektrode zum Laser-Fokus mittels xund y-Einstellvorrichtungen korrigieren
34
Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen
DE
Sicherheit
Signalablauf für
das LaserHybridSchweißen
WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Perso-
nen- und Sachschäden verursachen. Das Programmieren des Schweißablaufes
darf nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung; insbesondere den Teil „Sicherheitstechnische Inspektion“.
HINWEIS! Beim Schweißen vieler kurzer Schweißnähte in unmittelbarer Abfolge
die Cross-Jet Strömung und externe Absaugung erst am Ende des gesamten Ablaufes abschalten. Dadurch vermeiden Sie Verschmutzungen am Schutzglas infolge Schweißrauches.
Startposition Roboter:
Signal „Absaugung ein“ setzen
1
Signal „Cross-Jet ein“ setzen
2
Betriebsart anwählen
3
z.B. Betriebsart „3“ (interne Parameteranwahl für Einrichtzwecke):
Betriebsbit „0“ auf „1“ setzen
Betriebsbit „1“ auf „1“ setzen
Betriebsbit „2“ auf „0“ setzen
Ist die Betriebsart „Job“ angewählt, finden Sie nähere Informationen zum Jobbetrieb
in der Bedienungsanleitung der MIG/MAG-Stromquelle.
Ist ein Vorwärmen nicht erforderlich, bei „Startposition LaserHybrid-Schweißen“ fortsetzen.
Startposition Vorwärmen:
Voraussetzung: Der Laser muss zur Strahlfreigabe bereit sein.
Signal „Gas Test“ setzen
1
Signal „Laser ein“ setzen
2
Die Vorwärmtemperatur ergibt sich aus folgenden Faktoren:
Vorschubgeschwindigkeit
Laser-Leistung
Abstand zur Werkstück-Oberfläche
Endposition Vorwärmen:
Signal „Laser ein“ zurücksetzen
1
Signal „Gas Test“ zurücksetzen
2
Startposition LaserHybrid-Schweißen:
Voraussetzung: Der Laser muss zur Strahlfreigabe bereit sein.
Signal „Lichtbogen ein“ setzen
1
Warten auf das Stromfluss-Signal („Lichtbogen steht“)
2
Signal „Laser ein“ setzen
3
35
Signal „Roboter Start“ setzen
4
Der Abstand zwischen Laser und Drahtelektrode soll je nach Prozess 1 - 5 mm betragen.
Endposition LaserHybrid-Schweißen:
Roboterbewegung stoppen
1
Signal „Laser aus“ setzen
2
Signal „Schweißen ein“ zurücksetzen
3
Warten bis das Stromfluss-Signal = Null ist
4
Endposition Roboter:
Signal „Cross-Jet aus“ setzen
1
Signal „Absaugung aus“ setzen
2
36
Schweißbrenner tauschen
DE
Sicherheit
Schweißbrenner
tauschen
VORSICHT! Verbrennungsgefahr durch infolge des Betriebes stark erhitzten
Schweißbrenner. Die Reinigung des Schweißbrenners und das Überprüfen seiner Komponenten darf nur in abgekühltem Zustand des Schweißbrenners erfolgen.
2 Innensechskant-Schrauben (2) und
1
(3) entfernen
SW 2,5 mm
Schlauchpaket-Abdeckung (1) entfer-
2
nen
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Innensechskant-Schraube (5) entfer-
3
nen
SW 4 mm
Medienkupplung (4) abschließen
4
37
(6)
(7)
Innensechskant-Schrauben (6) und (7)
5
entfernen
SW 3 mm
Schweißbrenner (8) nach unten abzie-
6
hen
(8)
Montage in umgekehrter Reihenfolge
5
WICHTIG! Bei der Montage des Schweißbrenners auf Zustand und Vorhandensein
der O-Ringe achten!
38
Schweißbrenner-Verschleißteile tauschen
DE
Sicherheit
SchweißbrennerErsatzteile
VORSICHT! Verbrennungsgefahr durch infolge des Betriebes stark erhitzten
Schweißbrenner. Die Reinigung des Schweißbrenners und das Überprüfen seiner Komponenten darf nur in abgekühltem Zustand des Schweißbrenners erfolgen.
SchweißbrennerVerschleißteile
tauschen
1
1
1
1
2
2
Gasdüse tauschen
(Innensechskant-Schlüssel SW 4 mm)
2
2
1
1
2
2
Überwurfmutter tauschen
(Gabelschlüssel SW 12 mm)
Kontaktrohr tauschen
39
1
3
2
1
Schweißbrenner-Seele tauschen
40
Spritzerschutz-Blech tauschen
DE
SpritzerschutzBlech demontieren
SpritzerschutzBlech montieren
(1)
(2)
Innensechskant-Schrauben (1) und (2)
1
entfernen
SW 3 mm
Spritzerschutz-Blech (3) nach hinten
2
2
(3)
schieben und abnehmen
Spritzerschutz-Blech (1) einhängen
1
und nach vorne schieben
(3)
(2)
(1)
(1)
1
Spritzerschutz-Blech (1) mit 2 Innen-
2
sechskant-Schrauben (2) und (3) montieren
SW 3 mm
41
Laser-Optik tauschen
Sicherheit
Vorbereitung Laser-Schweißkopf so positionieren, dass die Laser-Optik vertikal ist und möglichst
Laser-Optik ausbauen
1
2
3
4
WARNUNG! Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sachschäden verursachen. Die Montage darf nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften in der
Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil „Sicherheitstechnische Inspektion“.
leicht zugänglich ist
LWL-Kabel gemäß Bedienungsanleitung der Laser-Optik von der Laser-Optik ab-
schließen
Schutzabdeckung auf die Laser-Optik aufsetzen
Schlauch für Abluft Cross-Jet abschließen
Innensechskant-Schrauben (1) und (2)
1
entfernen
SW 3 mm
Spritzerschutz-Blech (3) nach hinten
2
2
(1)
(2)
(3)
schieben und abnehmen
42
(4)
3
Absaugungsrohr (4) herausschrauben
3
WICHTIG! Beim Entfernen und Einsetzen
der Schutzglas-Lade darauf achten, dass
diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder
sonst irgendwie beschädigt wird.
Schutzglas-Lade (5) aus der Laser-
4
5
7
6
4
Optik nehmen
Luftschlauch abstecken
5
Luftanschluss (6) zur Seite schwenken
6
Schutzglas-Lade (5) wieder einsetzen
7
DE
(5) (6)
2 Innensechskant-Schrauben (7) und
8
(8) entfernen
SW 3 mm
(8)
(7)
Cross-Jet (9) nach vorne wegziehen
9
(9)
9
43
(14)
4 Innensechskant-Schrauben (10) -
10
(13) an der Unterseite des LaserSchweißkopfes entfernen
10
10
10
10
SW 2,5 mm
(11) (12) (13)(10)
Kühlwasser-Schläuche (14) und (15)
11
abstecken
11
(15)
(16)
11
2 Innensechskant-Schrauben (16) und
12
(17) entfernen
SW 3 mm
(17)
44
2 Innensechskant-Schrauben (17) und
13
(18) lösen
SW 3 mm
Laser-Optik nach oben oben heraus
14
ziehen
DE
Montagepositionen für den Einbau der LaserOptik
(17)
(18)
14
(A)
(B)
(1)
z.B. Laser-Optik mit Kamera-Modul (1)
(ohne Kamera)
(A) Montageposition für Laser-Optik mit Kamera-Modul
(B) Montageposition für Laser-Optik ohne Kamera-Modul
45
Laser-Optik einbauen
WICHTIG! Beim Austausch der Laser-Optik darauf achten, dass Laser-Optik und
Schweißbrenner in Bezug auf die Brennweite zusammen passen.
WICHTIG! Beim Einsetzen der Laser-Optik
darauf achten, dass sich die Pass-Stifte an
der Unterseite der Laser-Optik in den dafür
vorgesehenen Öffnungen befinden.
Laser-Optik von oben in den Laser-
1
Schweißkopf einsetzen
1
4 Innensechskant-Schrauben (1) - (4)
2
an der Unterseite des Laser-Schweißkopfes einsetzen und festziehen
2
SW 2,5 mm
(9)
(10)
2
2
2
(1)
(2)
(3) (4)
6 Innensechskant-Schrauben (5) - (10)
3
lockern
SW 3 mm
Innensechskant-Schrauben (5) - (10)
4
in folgender Reihenfolge festziehen:
1. (5) + (6)
2. (7) + (8)
3. (9) + (10)
(7)
(8)
(5)
46
(6)
Kühlwasser-Schläuche (11) und (12)
5
anstecken
DE
(11)
(12)
5
5
Cross-Jet (13) von vorne einsetzen
6
7
(14)
6
Cross-Jet mit 2 Innensechskant-
7
Schrauben (14) und (15) fixieren
SW 3 mm
(13)
7
(15)
47
WICHTIG! Beim Entfernen und Einsetzen
der Schutzglas-Lade darauf achten, dass
diese nicht verschmutzt, zerkratzt oder
sonst irgendwie beschädigt wird.
Schutzglas-Lade (16) aus der Laser-
10
8
9
11
8
Optik nehmen
Luftanschluss (17) zurück schwenken
9
Luftschlauch anstecken
10
Schutzglas-Lade (16) wieder einset-
11
zen
(16) (17)
Absaugungsrohr (18) einschrauben
12
12
Abschließende
Tätigkeiten
(18)
(1)
Spritzerschutz-Blech (1) einhängen
1
und nach vorne schieben
1
48
(3)
(2)
(1)
Spritzerschutz-Blech (1) mit 2 Innen-
2
sechskant-Schrauben (2) und (3) montieren
SW 3 mm
DE
49
Maßnahmen zur Verringerung der Optik-Verschmutzung
Maßnahmen zur
Verringerung der
Optik- Verschmutzung
Cross-Jet und Absaugung
1. Die in dieser Bedienungsanleitung angegebenen Werte für Cross-Jet und Absaugung
beachten.
2. Min. 5 Sekunden vor dem Schweißstart Cross-Jet und Absaugung einschalten.
3. Cross-Jet und Absaugung erst ausschalten, wenn der Laser-Schweißkopf sicher in
der rauchfreien Zone steht.
Schutzglas und Schutzglas-Wechsel
4. Um ein Eindringen von Staub in die Fokussier-Linse zu verhindern, muss der LaserSchweißkopf beim Wechsel des Schutzglases senkrecht stehen (Schweißbrenner
zeigt zum Boden).
5. Vor dem Wechsel des Schutzglases:
– Absaugung und Cross-Jet einschalten
– Den Schweißkopf mit Druckluft bestmöglich reinigen
WICHTIG! Nicht direkt mit dem Luftstrahl gegen das Schutzglas blasen!
– Cross-Jet ausschalten
– Schutzglas wechseln
WICHTIG! Beim Wechsel des Schutzglases muss die Absaugung eingeschaltet
sein und der Cross-Jet muss ausgeschaltet sein.
6. Die Schutzglas-Lade nur so lange wie unbedingt notwendig geöffnet halten.
7. Falls sich Schweißrauch auf dem Schutzglas befindet, muss das Schutzglas durch ein
Neues ersetzt werden.
Das verschmutzte Schutzglas kann wieder verwendet werden:
– Schutzglas mit einem Tuch vorreinigen
– Schutzglas mit einem in Methanol getränkten Wattestab endreinigen
– Schutzglas staubfrei aufbewahren
8. Befinden sich Schweißspritzer auf dem Schutzglas, muss das Schutzglas sofort durch
ein Neues ersetzt werden.
Das Schutzglas mit den Schweißspritzern entsorgen.
9. Am Start einer Produktion das Schutzglas öfters kontrollieren, um ein Anwendungsspezifisches Wechsel-Intervall zu bestimmen.
Automatisierte Schweißbrenner-Reinigung
10. Bei Verwendung einer automatisierten Schweißbrenner-Reinigung:
während des Reinigungsvorganges Cross-Jet und die Absaugung einschalten.
50
Wechsel des LWL-Kabels
11. Beim Wechsel des LWL-Kabels muss die Position des Laser- Schweißkopfes waagerecht sein, sodass von oben kein Staub in die Optik fallen kann.
WICHTIG! Vor dem Wechsel mit Druckluft reinigen!
Wechsel des Laser-Schweißkopfes
12. Beim Wechsel eines Laser-Schweißkopfes unbedingt die Radialluft-Strömung entsprechend der Bedienungsanleitung neu einstellen.
DE
51
Technische Daten
LaserHybrid Ultracompact
(Laser-Schweißkopf)
LaserHybrid Ultracompact
Schlauchpaket
Gewicht (ohne Laser-Optik) 6 kg
Abmessungen
F200
F300
Max. Laser-Leistung am Werkstück
F200
F300
Max. Strombelastbarkeit (100 % ED)
F200
F300
Max. Schweißstrom bei 100 % ED (10 min / 40 °C)
M21 (EN439)
C1 (EN439)
Drahtdurchmesser 1,0 - 1,6 mm
Spannungsbemessung (V-Peak) 141 V
Schlauchpaket-Länge 6 m
Kühlsystem Flüssigkeitskühlung
Kühlmittel Original Fronius Kühlmittel
Geringste Kühlleistung gemäß IEC 60974-2,
abhängig von der Schlauchpaket-Länge
Kühlmittel-Druck min. / max. 3,0 / 5,5 bar
Kühlmittel-Mindestdurchfluss 1,0 l/min
360 x 150 x 514 mm
360 x 150 x 610 mm
4000 W
6000 W
250 A
350 A
350 A
350 A
870 W
Das Produkt entspricht den Anforderungen laut Norm IEC 60974-7.
52
Dear reader,
Introduction Thank you for the trust you have placed in our company and congratulations on buying this
high-quality Fronius product. These instructions will help you familiarise yourself with the
product. Reading the instructions carefully will enable you to learn about the many different
features it has to offer. This will allow you to make full use of its advantages.
Please also note the safety rules to ensure greater safety when using the product. Careful
handling of the product will repay you with years of safe and reliable operation. These are
essential prerequisites for excellent results.
EN
53
54
Contents
Safety rules ................................................................................................................................................ 57
General ...................................................................................................................................................... 65
General ................................................................................................................................................. 65
Application areas .................................................................................................................................. 65
Scope of supply .................................................................................................................................... 65
Optional components............................................................................................................................ 66
Description of the device....................................................................................................................... 66
Connection specifications .......................................................................................................................... 68
Connection specifications ..................................................................................................................... 68
Compressed air diagram....................................................................................................................... 69
Start-up ...................................................................................................................................................... 70
Safety.................................................................................................................................................... 70
Commissioning (overview).................................................................................................................... 70
Fitting the laser welding head to the robot ................................................................................................. 71
Requirements for the robot ................................................................................................................... 71
Connection options on the robot........................................................................................................... 71
Fitting the laser welding head to the robot............................................................................................ 71
Connecting the LaserHybrid Ultracompact hosepack to the laser welding head....................................... 72
Preparations.......................................................................................................................................... 72
Connecting the LaserHybrid Ultracompact hosepack to the laser welding head.................................. 72
Connecting/replacing external wirefeeding hose to the laser welding head ......................................... 74
And finally... .......................................................................................................................................... 75
Connecting the laser optics system, Crossjet and additional extractor...................................................... 76
Connecting the laser optics system ...................................................................................................... 76
Connecting the Crossjet and additional extractor ................................................................................. 76
Inserting/replacing feed rollers................................................................................................................... 77
Preparations.......................................................................................................................................... 77
Inserting/replacing drive rollers............................................................................................................. 77
And finally... .......................................................................................................................................... 78
Adjusting the laser welding head ............................................................................................................... 79
Stick-out................................................................................................................................................ 79
Adjustable axes..................................................................................................................................... 79
Adjusting device on the laser welding head.......................................................................................... 80
Adjusting the x-axis............................................................................................................................... 80
Adjusting the y-axis............................................................................................................................... 81
Setting the radial air flow............................................................................................................................ 82
Requirements........................................................................................................................................ 82
Setting the radial air flow....................................................................................................................... 82
Creating a reference program and setting the position of the wire electrode in relation to the focus point
of the laser .................................................................................................................................................
Safety.................................................................................................................................................... 85
General ................................................................................................................................................. 85
Creating a reference program............................................................................................................... 85
Checking the position of the wire electrode in relation to the focal spot of the laser ............................ 86
Signal sequence for LaserHybrid welding.................................................................................................. 87
Safety.................................................................................................................................................... 87
Signal sequence for LaserHybrid welding............................................................................................. 87
Replacing the welding torch....................................................................................................................... 89
Safety.................................................................................................................................................... 89
Replacing the welding torch.................................................................................................................. 89
Replacing welding torch wearing parts ...................................................................................................... 91
Safety.................................................................................................................................................... 91
Welding torch spare parts..................................................................................................................... 91
Replacing welding torch wearing parts ................................................................................................. 91
Replacing the spatter guard sheet ............................................................................................................. 93
Removing the spatter guard sheet........................................................................................................ 93
Fitting the spatter guard sheet .............................................................................................................. 93
Replacing the laser optics system ............................................................................................................. 94
Safety.................................................................................................................................................... 94
Preparations.......................................................................................................................................... 94
EN
85
55
Removing the laser optics system ........................................................................................................ 94
Mounting positions for installing the laser optics system ...................................................................... 97
Fitting the laser optics system............................................................................................................... 98
And finally... .......................................................................................................................................... 100
Measures to reduce optics contamination ................................................................................................. 102
Measures to reduce optics contamination ............................................................................................ 102
Technical data............................................................................................................................................ 104
LaserHybrid Ultracompact (laser welding head)................................................................................... 104
LaserHybrid Ultracompact hosepack.................................................................................................... 104
56
Safety rules
Explanation of
safety symbols
General remarks
DANGER! Indicates immediate and real danger. If it is not avoided, death or se-
rious injury will result.
EN
WARNING! Indicates a potentially dangerous situation. Death or serious injury
may result if appropriate precautions are not taken.
CAUTION! Indicates a situation where damage or injury could occur. If it is not
avoided, minor injury and/or damage to property may result.
NOTE! Indicates a risk of flawed results and possible damage to the equipment.
IMPORTANT! Indicates tips for correct operation and other particularly useful information.
It does not indicate a potentially damaging or dangerous situation.
If you see any of the symbols depicted in the "Safety rules" chapter, special care is required.
The LaserHybrid welding head has been manufactured in accordance with
the state of the art and all recognised safety rules. Nevertheless, incorrect
operation or misuse may still lead to danger for
- the life and well-being of the machine operator or of third parties,
- the LaserHybrid welding head and other tangible assets belonging to the
owner/operator,
- efficient working with the LaserHybrid welding head
All persons involved in any way with starting up, operating, servicing and
maintaining the LaserHybrid welding head must
- be suitably qualified
- be knowledgeable about welding and
- follow exactly the instructions given in this manual and in the instruction
manuals for the following plant components:
- the laser
- the laser optical system
- the power source and its wirefeeder unit(s)
- the robot and its control system
Any malfunctions which might impair machine safety must be eliminated
immediately.
It’s your safety that’s at stake!
57
Utilisation for in-
A
tended purpose
only
The LaserHybrid welding head may only be used for jobs as defined by the
“Intended purpose”.
The LaserHybrid welding head is intended solely for use in LaserHybrid
welding of aluminium, CrNi and steel materials.
Utilisation for any other purpose, or in any other manner, shall be deemed to
be "not in accordance with the intended purpose". The manufacturer shall
not be liable for any damage resulting from such improper use.
Utilisation in accordance with the “Intended purpose” also comprises
- following all the instructions given in this manual
- performing all stipulated inspection and servicing work
Never use the LaserHybrid welding head (or, by extension, the power
source used with it) for thawing frozen water pipes.
The LaserHybrid welding head is designed to be used in industrial and
workshop environments. The manufacturer shall not be liable for any
damage resulting from use of the LaserHybrid welding head in residential
premises.
Ambient conditions
Obligations of
owner/operator
Operation or storage of the LaserHybrid welding head outside the stipulated
range is deemed to be “not in accordance with the intended purpose”. The
manufacturer shall not be liable for any damage resulting herefrom.
Temperature range of ambient air:
- when welding: - 10 °C to + 40 °C
- when being transported or stored: - 25 °C to + 55 °C
Relative atmospheric humidity:
- up to 50 % (at 40 °C)
- up to 90 % (at 20 °C)
mbient air: Free of dust, acids, corrosive gases or substances etc.
Elevation above sea level: Up to 2000 m
The owner/operator undertakes to ensure that the only persons allowed to
work with the LaserHybrid welding head are persons who
- are familiar with the basic regulations on workplace safety and accident
prevention and who have been instructed in how to operate the
LaserHybrid welding head
- have read and understood the sections on “safety rules“ and the
“warnings“ contained in this manual, and have confirmed as much with
their signatures.
Regular checks must be performed to ensure that personnel are still working
in a safety-conscious manner.
58
Obligations of
personnel
Before starting work, all persons entrusted with carrying out work on the
LaserHybrid welding head shall undertake
- to observe the basic regulations on workplace safety and accident
prevention
- to read the sections on “safety rules“ and the “warnings“ contained in
this manual, and to sign to confirm that they have understood these.
All workplaces must be inspected and checked regularly after work has
finished.
EN
Personal protective equipment
For your personal safety, take the following precautions:
Persons in the closed cell for the LaserHybrid process must:
- wear stout footwear that will also insulate even in wet conditions
- protect their hands by wearing appropriate gloves (electrically insulating,
heat-proof)
- protect their eyes from laser beams by wearing regulation laser goggles.
In addition, they must protect their faces and eyes from UV rays with a
safety shield containing regulation filter glass for laser Protection Class 4
and held or worn in front of the laser goggles. Even when using this
regulation filter glass for laser Protection Class 4, they should NOT look
into the laser beam.
- only wear suitable (i.e. flame-retardant) clothing
Hazards from
noxious gases
and vapours
- use ear-protectors (120 dbA) to shield their ears from the cross-jet noise
Where other persons are in the closed cell for the LaserHybrid process, you
must
- instruct them regarding the dangers,
- provide them with protective equipment and/or
- erect protective partitions or curtains.
Extract all fumes and harmful gases away from the workplace, using suitable
means.
Ensure a sufficient supply of fresh air.
Keep all solvent vapours well away from the laser and the arc radiation.
59
Hazards from flying sparks
Move all combustible objects well away from the welding location.
Welding must NEVER be performed on containers that have had gases,
fuels, mineral oils etc. stored in them. Even small traces of these substances
left in the containers are a major explosion hazard.
Special regulations apply to rooms at risk from fire and/or explosion.
Observe all relevant national and international regulations.
Hazards from
welding current
Vagrant welding
currents
An electric shock can be fatal. Every electric shock is hazardous to life.
All welding cables must be firmly attached, undamaged and properly insulated. Replace any loose connections and scorched cables immediately.
If the following instructions are ignored, vagrant welding currents may occur.
These can destroy earthed conductor terminals, the power source being
used, the LaserHybrid welding head and other electrical equipment.
Ensure the workpiece clamp is connected tightly to the workpiece.
On electrically conductive floors, the power source must be set up in such a
way as to be insulated from the floor, wherever possible.
60
EMC precautions
It is the responsibility of the owner/operator to ensure that no
electromagnetic interference is caused to electrical and electronic
equipment.
If electromagnetic interference is found to be occurring, the owner/operator
is obliged to take all necessary measures to prevent this interference.
Evaluation of possible electromagnetic problems that may occur on
equipment in the vicinity, and of the degree of immunity of this equipment as
per the CE Declaration of Conformity:
- safety features
- mains, signal and data-transmission leads
- IT and telecoms equipment
- measurement and calibration devices
- the health of persons in the vicinity, e.g. users of heart pacemakers and
hearing aids
- users of heart pacemakers must take medical advice before going
anywhere near the welding workplace
Ancillary measures for preventing EMC problems:
a) Mains supply
- If electromagnetic interference still occurs, despite the mains connection
being in accordance with the regulations, take additional measures (e.g.
mains filter)
EN
b) Welding cables
- Keep these as short as possible
- Arrange them so that they run close together
- Lay them well away from other leads
c) Equipotential bonding
d) Workpiece earthing
- where necessary, run the connection to earth via suitable capacitors
e) Shielding, where necessary
- Shield other equipment in the vicinity
- Shield the entire welding installation
61
Particular danger
spots
Risk of eye injury from the laser beam. In addition to the safety shield
containing regulation UV filter glass, ensure that all persons wear regulation
laser goggles to protect their eyes from laser beams. Despite this, you
should still ensure that nobody can accidentally look into the laser beam.
With highly bright and reflective workpiece surfaces, there is a further
danger caused by reflected diffuse (scattered) laser radiation. Suitable steps
must be taken to ensure that all persons in the area are also sufficiently
protected from scattered laser radiation.
Do not put your fingers anywhere near the rotating toothed wheels of the
wirefeed drive.
When the welding wire emerges from the torch, there is a high risk of injury
(the wire may pierce the welder’s hand, injure his face and eyes ...). For this
reason, when feeder-inching etc., always hold the torch so that it is pointing
away from your (or anybody else‘s) face and body.
Do not touch the workpiece during or after welding - risk of injury from
burning!
Special regulations apply to rooms at risk from fire and/or explosion.
Observe all relevant national and international regulations.
Informal safety
precautions
Power sources for use in spaces with increased electrical danger (e.g.
boilers) must be identified by the
Welding-joins to which special safety requirements apply must only be
executed by specially trained welders.
When hoisting the power source by crane, always attach the chains or ropes
to all the hoisting lugs at as close an angle to the vertical as possible. Before
hoisting, remove the gas cylinder and the wirefeed unit.
When the wirefeed unit is suspended from a crane during welding, always
use an insulating suspension arrangement for the wirefeeder.
These Operating Instructions must be kept at the workplace location of the
LaserHybrid welding head at all times.
In addition to the instruction manual, copies of both the generally applicable
and the local accident prevention and environmental protection rules must
be kept on hand, and of course observed in practice.
All the safety instructions and danger warnings on the LaserHybrid welding
head itself must be kept in a legible condition.
(for “safety”) mark.
62
Safety precautions at the installation location
The cell for the LaserHybrid welding process must meet the following
requirements:
- sealed off so as to be lightproof vis-à-vis adjoining rooms
- screened with min. 1 mm thick steel sheet and/or approved laser filter
glass to prevent any UV or laser radiation escaping
- both the laser welding process and the arc welding process must stop
automatically as soon as the cell is opened.
The power source used must be placed on an even, firm floor in such a way
that it stands firmly. A power source that topples over can easily kill
someone!
Special regulations apply to rooms at risk from fire and/or explosion.
Observe all relevant national and international regulations.
By means of internal instructions and checks, ensure that the workplace and
the area around it are always kept clean and tidy.
EN
Safety precautions in normal
operation
Safety inspection
Only operate the LaserHybrid welding head if all its protective features are
fully functional.
Before starting up the LaserHybrid welding head, ensure that nobody can be
endangered by your doing so.
At least once a week, check the LaserHybrid welding head for any damage
that may be visible from the outside, and check that the safety features all
function correctly.
The owner/operator is obliged to have the LaserHybrid welding head
checked for proper condition by a trained electrician after any alterations,
installations of additional components, modifications, repairs, care and
maintenance, and in any case at least every twelve months.
Regulation Title
IEC (EN) 60 974-1 Arc welding equipment - Part 1: Welding power sources
BGV A2, §5 Electrical plant and apparatus
BGV D1, §33 / §49 Welding, cutting and allied processes
Alterations
VDE 0701-1 Repair, modification and inspection of electrical appliances;
general requirements
VDE 0702-1 Repeat tests on electrical appliances
Do not make any alterations, installations or modifications to the
LaserHybrid welding head without getting permission from the manufacturer
first.
Replace immediately any components that are not in perfect condition.
63
Spares and wearing parts
Use only original spares and wearing parts (also valid for standard parts).
With parts sourced from other suppliers, there is no certainty that these parts
will have been designed and manufactured to cope with the stressing and
safety requirements that will be made of them.
When ordering spare parts, please state the exact designation and the
relevant part number, as given in the spare parts list. Please also quote the
serial number of your appliance.
Calibration of
power sources
CE-marking
Copyright
In view of international standards, regular calibration of power sources is
advisable. Fronius recommends a 12-month calibration interval. For more
information, please contact your Fronius service centre!
The LaserHybrid welding head fulfils the fundamental requirements of the
Low-Voltage and Electromagnetic Compatibility Directive and is thus CEmarked.
Copyright of these operating instructions remains with the manufacturer.
The text and illustrations are all technically correct at the time of printing. We
reserve the right to make changes. The contents of the operating instructions
shall not provide the basis for any claims whatsoever on the part of the purchaser. If you have any suggestions for improvement, or can point out any
mistakes that you have found in the instructions, we will be most grateful for
your comments.
64
General
General
The LaserHybrid Ultracompact is a compact development of the LaserHybrid head
and is used specifically for welding parts
with restricted accessibility.
Throughout the rest of these operating instructions, the LaserHybrid Ultracompact
head is referred to as the laser welding
head.
Other advantages of the laser welding head:
- high welding speed and therefore highly cost-effective
- high process stability combined with low reject numbers and little need for rework
- high weld seam quality
- low heat input, low distortion
- high availability of welding system, long service life for wearing parts
- flexibility
- good gap tolerance
- can be adapted for fibre, disc and diode lasers
EN
Application areas The LaserHybrid Ultracompact laser welding head is primarily used in laser-MIG and laser-
MAG applications:
- for axle and bodywork production with sheet thicknesses of 1 - 4 mm in the motor vehicle industry
- for the root pass on 6 - 16 mm sheet thicknesses in pipeline construction
- for tank and boiler manufacturing
Scope of supply - 1 LaserHybrid Ultracompact laser welding head (complete unit)
- 1 LaserHybrid Ultracompact hosepack
- 1 metal gauge for adjusting the focal spot
- 1 flat spanner (8/10 mm)
- 1 slotted screwdriver 2.5 mm
- 1 Allen key (2.5 mm)
- 1 ball-ended hex driver 3 mm
- 1 ball-ended hex driver 4 mm
- 1 sprocket wrench
- 1 stick out gauge
- 1 PushIn coupling connection
- 1 hose 4x750 mm
- 1 flow rate meter (up to 25 l/min)
- 1 operating instructions
- Wirefeed accessories, depending on configuration
65
Optional components
Description of the
device
The following components are available as options for the LaserHybrid Ultracompact laser
welding head:
- Focus monitoring
- Various laser beam sources
- Temperature sensor
- Crash box
(1)
(2)
(16)
(15)
(14)
(13)
(3a)
Item Designation
(1) Crossjet outlet air connection
(2) Protective cover / fibre optic cable connection
(3)
Additional extractor
(3)
(4)
(5)
(12)
(11)
(10)
(9)
(8)
(7)
(6)
66
(3a)
(4) Laser optics system
(5) Radial air flow
(6) Gas nozzle
(7) LaserHybrid welding torch
(8) Adjusting device
Optional additional extractor (with corresponding spatter guard sheet)
One of the two extractors is fitted prior to delivery depending on the configuration.
Item Designation
(9) Drive rollers cover
(10) Motor cover
(11) Robot connection flange
(12) Controls
(a)
(b)
(c)
EN
(a)
(b)
(c)
(13) Robot holder
(14) Crash box (option)
(15) Laser optics system water cooling connection
(16) LaserHybrid Ultracompact hosepack
Wire retract button
Wire threading button
Gas-test button
67
Connection specifications
Connection specifications
(7)
(6)
(5)
(4)
(1)
(2)
(3)
Item Designation
(1) Fibre optic cable for laser,
bending radius > 100 mm
IMPORTANT! Only use a fibre optic cable with fibres of </= 0.3 mm.
Larger fibres can affect the welding result and cause damage to the laser welding
head.
(2) Crossjet outlet air connection,
for connecting a hose matching the following specifications:
- internal diameter Di = 40 mm
(3) Additional extractor connection,
for connecting a hose matching the following specifications:
- internal diameter Di = 40 mm
- max. length = 10 m
- required extraction capacity 60 m³/h
(4) Crossjet compressed air connection
(of LaserHybrid interconnecting hosepack)
- Operate at 6 bar with and with a volumetric flow of 60 m³/h
- Crossjet outlet air 170 m³/h
68
Item Designation
(5) Laser optics system water cooling connection
(of LaserHybrid interconnecting hosepack)
(6) External wirefeeding hose (Fronius)
(7) LaserHybrid interconnecting hosepack (Fronius)
Compressed air
diagram
Hosepack incl. compressed air for Crossjet and radial air flow, water cooling for
laser optics system and media coupling
(3)
(1)
(2)
(4)
(4)
(5)
(2)
1000 l/min
Item Designation
(1) Compressor supply
(min. 6 bar)
(2) Crossjet inlet air connection
(3) Radial air flow branch connection
(4) Crossjet outlet air
(5) Extractor
EN
(3)
69
Start-up
Safety
Commissioning
(overview)
WARNING! Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and dam-
age. Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety regulations in the operating instructions, paying particular
attention to the section entitled "Safety inspection".
Commissioning the laser welding head comprises the following sections:
- Fitting the laser welding head to the robot
- Connecting the LaserHybrid Ultracompact hosepack to the laser welding head
- Connecting the laser optics system, Crossjet and additional extractor
- Inserting/replacing drive rollers
- Adjusting the laser welding head
- Setting the radial air flow
- Creating a reference program and setting the position of the wire electrode in relation
to the focal point of the laser
- Signal sequence for LaserHybrid welding
70
Fitting the laser welding head to the robot
Requirements for
the robot
Connection options on the robot
The laser welding head weighs approx. 6 kg and the optics system an additional 2 kg (approx.). The total weight of the laser welding head with the optics system and hosepack fitted is approx. 8 kg.
The axis accelerations specified for the robot must therefore permit a mass of 8 kg to be
moved safely.
The resulting maximum axis acceleration of the robot must not exceed 6 G (equivalent to
approx. 60 m/s²).
Optional flange for the robot connection:
a) Robot connection flange 45° short
b) Robot connection flange 0°
77,1 mm
a)
b)
EN
Fitting the laser
welding head to
the robot
NOTE! The laser welding head does not have collision protection as standard.
Fronius therefore recommends using a commercial collision protection device for
robot applications to prevent the laser welding head being damaged in the event
of a crash.
1
1
Fit the laser welding head to the robot as
specified by the robot manufacturer.
1
71
Connecting the LaserHybrid Ultracompact hosepack
to the laser welding head
Preparations Remove the two Allen screws (3)
(1)
(2)
(3)
Connecting the
LaserHybrid Ultracompact hosepack to the laser
welding head
(1)
(4)
(3)
1
(3 mm)
Remove the drive rollers cover (2)
2
Remove the two Allen screws (1)
3
(3 mm)
Remove the motor cover (4)
4
Feed in hosepack (1)
1
Push hexagon nut (3) over the hose-
2
pack (1)
Connect inlet air hose (2)
3
(1)
2
1
3
(3)
(3)
(2)
Tighten hexagon nut (3)
4
(46 mm)
4
72
(4)
Connect water flow and return hoses
5
(4) for the laser optics water cooling
system as indicated
5
5
Remove the Allen screw (6)
6
EN
(3 mm)
Put strain-relief device in place (5)
(5)
7
Fit strain-relief device from below (5)
8
using an Allen screw (6)
(3 mm)
(6)
(7)
Fit connector (7) to the motor
9
9
73
(8)
(9)
(10)
Fit media coupling (8) using an Allen
10
screw (9)
(4 mm)
Fit hosepack cover (10) from the hose-
11
pack scope of supply using two Allen
screws (11) and (12)
(2.5 mm)
Connecting/replacing external
wirefeeding hose
to the laser welding head
(11)
(12)
(1)
(2)
Feed in external wirefeeding hose (1)
1
Press and hold retainer button (2)
2
1
Insert external wirefeeding hose (1)
3
until retainer button (2) springs back
out
To replace the external wirefeeding hose:
Press the wire retract button to feed
1
2
the wire electrode out of the external
wirefeeding hose
Press the retainer button (2) while pul-
2
ling the external wirefeeding hose (1)
out at the same time
Remove external wirefeeding hose (1)
3
74
And finally...
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(3)
NOTE! When fitting the covers ensure that cables are not trapped,
crushed or damaged in any way.
Fit motor cover (4)
1
Secure motor cover (4) with two Allen
2
screws (1)
(3 mm)
Fit drive rollers cover (2)
3
Secure drive rollers cover (2) with two
4
Allen screws (3)
(3 mm)
EN
75
Connecting the laser optics system, Crossjet and
additional extractor
Connecting the
laser optics system
Connecting the
Crossjet and additional extractor
The laser optics system must be only connected as per the laser optics system operating
instructions.
Follow the specifications and safety instructions set out by the laser optics system manufacturer.
Connect the hoses for the Crossjet and additional extractor to the relevant connec-
1
tions indicated by the connection specifications (e.g. using a hose clamp)
76
Inserting/replacing feed rollers
Preparations Remove the two Allen screws (2)
(1)
(2)
Inserting/replacing drive rollers
(1)
(2)
1
(3 mm)
Remove the drive rollers cover (1)
2
Disconnect the external wirefeeding
1
hose
Swing clamping stirrup open (1)
2
EN
(2)
(3)
Remove threaded shaft (3)
3
Remove drive roller (2)
4
4
3
77
Remove 10 mm hexagonal nut (5) -
5
counter on the drive roller (4) using the
sprocket wrench (6) from the laser welding head scope of supply
Remove drive roller (4)
6
And finally...
(1)
(2)
(6)
(5)
(4)
(2)
Fit in reverse sequence
NOTE! When fitting the covers ensure that cables are not trapped,
crushed or damaged in any way.
Fit drive rollers cover (1)
1
Secure drive rollers cover (1) with two
2
Allen screws (2)
(3 mm)
78
Adjusting the laser welding head
Stick-out
Schweißbrenner
Kontaktrohr
Adjustable axes The physical position of the arc process relative to the laser beam can be adjusted in two
Cartesian coordinate axes.
Adjustment in the z-axis can only be carried out by collimating the laser optics system.
14 mm
Stick-Out
NOTE! When setting the physical
position of the welding torch, ensure the stick-out is always 14
mm.
EN
y (± 3 mm)
x (± 2 mm)
CAUTION! Risk of damage to optical fibre if laser welding head is positioned perpendicular to the surface of the workpiece.
If the laser optics system is placed at a right angle to the surface of the workpiece,
the laser will be reflected directly into the laser optics system. The optical fibre can
be seriously damaged if this occurs.
Always set the laser welding head at a forwards or backwards tilt angle.
79
Adjusting device
y
on the laser welding head
The laser welding head is fitted with an adjusting device that enables precise positioning
in the x and y coordinate axes.
The adjusting device basically comprises:
(1) Adjusting screw with pitch
Allen screw
(3 mm),
quarter turn corresponds to an adjustment of 0.25 mm
(2) Scale denoting adjustment range
Adjusting the xaxis
(1)
(2)
x
NOTE! When using a steel inner liner for the welding torch welding potential may
be present on the adjusting device of the laser welding head !
(2)
(2)
(1)
(1)
Undo grub screw (1)
1
(3 mm)
Use the adjusting screw (2) and the 3
2
mm Allen key to adjust the x-axis:
1 rotation corresponds to 1.0 mm
Once the x-axis has been adjusted, re-
3
tighten the grub screw (1)
80
Adjusting the yaxis
NOTE! The y setting range of ± 3 mm starts from the second graduation mark on
the y scale.
In position 0 both the laser and wire electrode would fall on the same exact location.
EN
5
(1)
2 0
05
- 3 mm
=
+ 3 mm
(2)
Undo grub screw (1)
1
(3 mm)
Use the adjusting screw (2) and the 3
2
mm Allen key to adjust the y-axis:
1 rotation corresponds to 1.0 mm
Once the y-axis has been adjusted, re-
3
tighten the grub screw (1)
81
Setting the radial air flow
Requirements IMPORTANT! The radial air flow must be set before switching on the laser welding head.
The flow rate meter from the laser welding head scope of supply
is required to set the radial air flow.
Setting the radial
air flow
IMPORTANT! When removing the protecti-
ve glass drawer, ensure that it does not become dirty, scratched or damaged in any
way.
Take protective glass drawer (1) out of
1
the laser optics system
(1)
1
IMPORTANT! When inserting the protective glass drawer, ensure that it does not become dirty, scratched or damaged in any
way.
Disconnect air hose (2)
2
3
2
Swivel the air connection (3) to one
3
side
Reinsert the protective glass drawer
4
82
(2) (3)
(4)
Connect the hose (5) and adapter (4)
5
from the laser welding head scope of
supply
Connect hose
6
(5)
(6)
6
Fit flow rate meter (6) to the hose and
7
EN
adapter
Turn on air supply
8
Set flow rate to 25 l/min using a small
9
slotted screwdriver
Remove flow rate meter (6)
10
(4)
(5)
Disconnect hose (5) and adapter (4)
11
11
83
14
(2) (3)
IMPORTANT! When removing the protective glass drawer, ensure that it does not become dirty, scratched or damaged in any
way.
Take protective glass drawer out of the
13
12
laser optics system
Swivel the air connection (3) back
13
Connect air hose (2)
14
IMPORTANT! When inserting the protective glass drawer, ensure that it does not become dirty, scratched or damaged in any
way.
Insert the protective glass drawer (1)
15
(1)
15
84
Creating a reference program and setting the position of the wire electrode in relation to the focus
point of the laser
Safety
General A low-power pilot laser is required for this work.
The position of the focal spot for the laser beam relative to the workpiece and the wire electrode end of the arc process can be adjusted in the x and y coordinate axes.
A reference program has to be created:
- after fitting the laser welding head for the first time
- when programming a new reference point (new component)
WARNING! Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage. Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety regulations in the operating instructions, paying particular
attention to the section entitled "Safety inspection".
EN
Creating a reference program
The position of the wire electrode in relation to the focal spot of the laser has to checked:
- each time the laser welding head is replaced
- each time the laser optics system is replaced
- each time the welding torch is changed
A metal gauge for precise positioning of the wire electrode relative to the focal spot of the
laser is included as part of the laser welding head scope of supply.
This gauge is fitted within the operating range of the robot and is used to create a reference
program for series components.
Create a reference program before welding the first series component:
Fit the gauge (1) within the operating range of the robot
1
Identify the TCP for the laser welding head
2
Use the robot to align the laser optics system parallel to the test workpiece
3
Use the robot to adjust the laser optics system to the correct laser focal length along
4
the z-axis of the laser welding head
Note the marking on the laser optics system when adjusting it along the z-axis.
Refer to the operating instructions from the laser optics system manufacturer for the
correct laser focal length
Thread the wire electrode
5
On the welding torch of the laser welding head, set an appropriate stick out for the ap-
6
plication in question (14 mm)
Use the x and y adjustment units to position the wire electrode in relation to the focal
7
spot of the laser
The wire electrode should touch the test workpiece.
Carry out some trial welds and document the stick out and value sets
8
The best welding result will be used as the basis for the reference program.
85
Move the robot towards the gauge so
9
that
- the focal spot of the laser is within
the crosshairs on the gauge,
- the wire electrode is on the scale
marked on the gauge.
z
y
(1)
Save the position as a reference pro-
10
gram in the robot
Document the gap between the wire
11
electrode and the focal spot of the la-
x
(1)
y
r
ser along both the x- and y-axes as per
the scale marked on the gauge
Checking the position of the wire
electrode in relation to the focal
spot of the laser
Switch off the MIG/MAG power source
1
Remove the torch neck from the Robacta Drive robot hosepack
2
Move the robot to the reference point on the gauge (1):
3
the focal spot of the laser is within the crosshairs on the gauge
Fit the Robacta Drive robot hosepack
4
torch neck
Switch on the MIG/MAG power source
5
Thread the wire electrode up to the
6
gauge
z
y
x
y
(1)
(1)
r
On the welding torch of the laser wel-
7
ding head, set the appropriate stick out
for the application in question
Check the position of the wire electro-
8
de with respect to the focal spot of the
laser:
the position of the wire electrode must
correspond to the documented values
for the scale on the gauge.
If necessary, correct the position of the
9
wire electrode in relation to the focal
spot of the laser using the x and y adjusting devices
86
Signal sequence for LaserHybrid welding
Safety
Signal sequence
for LaserHybrid
welding
WARNING! Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and dam-
age. The welding sequence must only be programmed by trained specialist personnel. Observe the safety regulations in the operating instructions, paying
particular attention to the section entitled "Safety inspection".
NOTE! When welding a number of short weld seams one after the other, do not
switch off the crossjet flow and external extraction until the end of the entire sequence. This will prevent welding smoke from making the protective glass dirty.
Robot start position:
Set the "extraction on" signal
1
Set the "Crossjet on" signal
2
Select the mode
3
e.g. mode "3" (internal parameter selection for adjustment purposes):
set mode bit "0" to "1"
set mode bit "1" to "1"
set mode bit "2" to "0"
If "Job" mode is selected, see the operating instructions for the MIG/MAG power
source for more detailed information about this mode.
EN
If preheating is not required, continue from "LaserHybrid welding start position".
Preheating start position:
Requirements: the laser must be ready to enable the beam.
Set the "gas test" signal
1
Set the "laser on" signal
2
The preheating temperature comes from the following factors:
travel speed,
laser power,
distance to the surface of the workpiece
Preheating end position:
Reset the "laser on" signal
1
Reset the "gas test" signal
2
LaserHybrid welding start position:
Requirements: the laser must be ready to enable the beam.
Set the "arc on" signal
1
Wait for the current flow signal ("arc on")
2
Set the "laser on" signal
3
87
Set the "robot start" signal
4
The distance between the laser and the wire electrode should be 1 - 5 mm depending
on the process.
LaserHybrid welding end position:
Stop the movement of the robot
1
Set the "laser off" signal
2
Reset the "welding start" signal
3
Wait until the current flow signal = zero
4
Robot end position:
Set the "Crossjet off" signal
1
Set the "extraction off" signal
2
88
Replacing the welding torch
Safety
Replacing the
welding torch
CAUTION! A welding torch that has become very hot through use can cause se-
vere burns. The welding torch must only be cleaned and its components checked
when it is cool.
Remove the two Allen screws (2) and
1
(3)
(2.5 mm)
Remove the hosepack cover (1)
2
(1)
(2)
(3)
Remove the Allen screw (5)
3
(4 mm)
Disconnect the media coupling (4)
4
EN
(4)
(5)
89
(6)
(7)
Remove Allen screws (6) and (7)
5
(3 mm)
Pull off the welding torch (8) in a down-
6
wards direction
Fit in reverse sequence
(8)
5
IMPORTANT! When fitting the welding
torch ensure that the O-rings are present
and in a suitable condition.
90
Replacing welding torch wearing parts
Safety
Welding torch
spare parts
CAUTION! A welding torch that has become very hot through use can cause se-
vere burns. The welding torch must only be cleaned and its components checked
when it is cool.
EN
Replacing welding torch wearing
parts
1
1
2
2
Replacing the gas nozzle
(4 mm Allen key)
2
2
1
1
1
1
2
2
Replacing the union nut
(12 mm flat spanner)
Replacing the contact tip
91
1
3
2
1
Replacing the welding torch inner liner
92
Replacing the spatter guard sheet
Removing the
spatter guard
sheet
Fitting the spatter
guard sheet
(1)
(2)
Remove Allen screws (1) and (2)
1
(3 mm)
Push the spatter guard sheet (3) back
2
and remove
2
(3)
Slot in the spatter guard sheet (1) and
1
push it forwards
EN
(3)
(2)
(1)
(1)
1
Fit the spatter guard sheet (1) with the
2
two Allen screws (2) and (3)
(3 mm)
93
Replacing the laser optics system
Safety
Preparations Position the laser welding head so that the laser optics system is vertical and as easily
Removing the laser optics system
1
2
3
4
WARNING! Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage. Installation must only be carried out by trained and qualified personnel. Observe the safety regulations in the operating instructions, paying particular
attention to the section entitled "Safety inspection".
accessible as possible
Disconnect the fibre optic cable from the laser optics system as per the laser optics
system operating instructions
Place the protective cover onto the laser optics system
Disconnect the Crossjet outlet air hose
Remove Allen screws (1) and (2)
1
(3 mm)
Push the spatter guard sheet (3) back
2
and remove
2
(1)
(2)
(3)
94
(4)
3
Unscrew the extraction pipe (4)
3
IMPORTANT! When removing and inserting the protective glass drawer, ensure that
it does not become dirty, scratched or damaged in any way.
Take protective glass drawer (5) out of
4
5
7
6
4
the laser optics system
Disconnect air hose
5
Swivel the air connection (6) to one
6
EN
side
Reinsert the protective glass drawer
7
(5)
(5) (6)
Remove the two Allen screws (7) and
8
(8)
(3 mm)
(8)
(7)
Pull Crossjet (9) forwards
9
(9)
9
95
(14)
Remove the four Allen screws (10) -
10
(13) from the underside of the laser
welding head
10
10
10
10
(2.5 mm)
(11) (12) (13)(10)
Disconnect cooling water hoses (14)
11
and (15)
11
(15)
(16)
11
Remove the two Allen screws (16) and
12
(17)
(3 mm)
(17)
96
Undo the two Allen screws (17) and
13
(18)
(3 mm)
Remove the laser optics system by
14
pulling it upwards
EN
Mounting positions for installing the laser
optics system
(17)
(18)
14
(A)
(B)
(1)
e.g. laser optics system with camera module (1)
(without camera)
(A) Mounting position for laser optics system with camera module
(B) Mounting position for laser optics system without camera module
97
Fitting the laser
optics system
IMPORTANT! When replacing the laser optics system, ensure that the laser optics system
and the welding torch correspond in terms of the focal length.
IMPORTANT! When inserting the laser optics system ensure that the pins on the underside of the laser optics system are
inserted into the openings provided.
Insert the laser optics system into the
1
laser welding head from above
1
Insert the four Allen screws (1) - (4) into
2
the underside of the laser welding
head and tighten them
2
(2.5 mm)
(9)
(10)
2
2
2
(1)
(2)
(3) (4)
Loosen the six Allen screws (5) - (10)
3
(3 mm)
Tighten the Allen screws (5) - (10) in
4
the following order:
1. (5) + (6)
2. (7) + (8)
3. (9) + (10)
(7)
(8)
(5)
98
(6)
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