La découpe au laser offre plusieurs avantages tels qu'une déformation thermique minimale, une grande précision de découpe et la possibilité de réaliser une découpe automatique sans personnel. Lorsqu'on utilise une source laser de haute puissance, la vitesse de coupe et la qualité de la surface sont supérieures à celles de la découpe au plasma. Par conséquent, la technologie de découpe laser est devenue un outil de découpe moderne. Une machine de découpe laser [...]
La découpe au laser offre plusieurs avantages tels qu'une déformation thermique minimale, une grande précision de découpe et la possibilité de réaliser une découpe automatique sans personnel. Lorsqu'on utilise une source laser de haute puissance, la vitesse de coupe et la qualité de la surface sont supérieures à celles de la découpe au plasma. Par conséquent, la technologie de la découpe au laser est devenue un outil de découpe moderne.
Une machine de découpe laser possède non seulement les caractéristiques mécatroniques complexes d'un équipement de commande numérique conventionnel, mais aussi des caractéristiques structurelles uniques, telles que le système optique, le système à haute pression et le système de refroidissement.
Pour minimiser le temps de traitement et réduire les coûts, il est essentiel d'entretenir l'équipement afin de garantir la vitesse de traitement la plus élevée de la machine-outil. Cela permettra d'augmenter le temps moyen entre les pannes et d'améliorer le taux d'utilisation de l'équipement.
Fig. 1 Schéma de la structure optique de Bystronic découpe au laser machine
La machine laser de Bystronic se compose de plusieurs éléments, notamment le lit, la table d'échange, l'armoire de commande électrique, le générateur laser, l'armoire de commande laser, le dispositif de chargement et de déchargement, etc. Les outil de coupe employé par la machine est un faisceau laser.
Pour assurer la stabilité de la le chemin de la lumière du générateur laser à la tête de coupe, un système optique flottant est utilisé, avec un groupe de réflecteurs fixé sur l'axe de coordonnées mobile de la machine. Cette technologie est devenue une norme largement utilisée dans le monde entier.
Le milieu d'activation du laser utilisé dans la machine est un mélange de dioxyde de carbone, d'azote et d'hélium. La direction du flux de gaz correspond à l'axe de la cavité, ce qui permet de refroidir efficacement le flux axial de gaz et d'optimiser le processus de conversion d'énergie dans la cavité.
Le processus de découpe implique l'interaction du faisceau laser, du gaz auxiliaire de découpe et de la pièce à découper. Le faisceau laser agit sur la surface du matériau, le chauffe à haute température et le fait fondre. Le matériau fondu est ensuite brûlé ou soufflé par le gaz auxiliaire pour former une fente.
Pour obtenir le meilleur effet de coupe, les paramètres de découpe laser tels que la puissance et la pression peuvent être ajustés en conséquence.
En fonction de la structure de l'équipement et du principe de traitement, la maintenance peut être divisée en quatre parties : maintenance de l'équipement périphérique, maintenance du bâti et du contrôle de la machine, maintenance du générateur laser et de la partie haute pression, et maintenance du contrôle du processus.
La plupart des utilisateurs d'équipements se concentrent souvent sur l'entretien de l'équipement lui-même et négligent l'entretien des équipements périphériques. Cependant, il est important de noter que l'entretien des équipements périphériques est également crucial pour garantir une performance optimale de l'équipement.
2.1.1 La qualité de l'électricité
En raison du système à haute tension utilisé dans les machines de découpe laser, une alimentation électrique de haute qualité est généralement requise. La plage de tension de réseau autorisée est généralement comprise entre -10% et +5% de la valeur nominale. D'importantes fluctuations de tension, des déséquilibres triphasés ou des interférences à haute fréquence peuvent provoquer des dysfonctionnements dans la machine-outil et endommager les composants haute tension. Il est donc essentiel de contrôler fréquemment la qualité de l'alimentation électrique principale.
Dans les régions où la qualité du réseau électrique est médiocre, il est recommandé d'installer des régulateurs de tension et d'utiliser des lignes spéciales pour garantir le bon fonctionnement de l'équipement. La machine laser de Bystronic nécessite également une mise à la terre indépendante de l'équipement pour des raisons de sécurité et pour garantir la stabilité de la détection de la distance de l'appareil. buse de coupe pendant la coupe. Il est donc nécessaire de mesurer régulièrement la résistance de mise à la terre de l'équipement.
2.1.2 La qualité de l'air comprimé
Outre les exigences d'un système pneumatique conventionnel, la lentille du chemin optique externe d'une machine de découpe laser est généralement protégée par de l'air comprimé. La machine de découpe de Bystronic laser AG est équipée de filtres à air à plusieurs niveaux dans l'unité de gaz et le générateur laser, y compris des séparateurs huile-eau et des filtres à charbon actif. La source de gaz de protection de la lentille est filtrée par un filtre ultrapac pour la filtration secondaire afin de garantir un gaz sec et propre, avec un cycle de remplacement de l'élément filtrant clairement limité.
Il convient toutefois de souligner que, même si l'équipement possède son propre dispositif de filtrage, la source d'air comprimé de l'utilisateur doit répondre à certaines exigences. Si l'air comprimé contient trop d'eau et d'huile, la durée de vie de l'élément filtrant sera considérablement réduite. Une fois la lentille polluée, sa durée de vie sera réduite, puissance du laser diminuera, la vitesse de coupe sera réduite et les coûts de maintenance augmenteront. Par conséquent, l'entretien de la machine de découpe laser ne doit pas négliger l'entretien du compresseur d'air et du sécheur.
2.1.3 Pureté du gaz laser
Les gaz laser de CO2 Les machines de découpe au laser sont des machines CO2, He et N2.
Tous les fabricants ont des normes strictes en matière de pureté des gaz, comme le montre le tableau 1 :
Tableau 1 Indice de pureté des gaz de la machine de découpe laser
| Types de gaz | Grade | La pureté (% Vol.) | (H2O) Contenu (ppm) | (O2) Contenu (ppm) | Pourcentage du mélange de gaz (%) |
| Il | 4.6 | ≥99.996 | ≤5 | ≤5 | 63.1 |
| LE CO2 | 4.5 | ≥99.995 | ≤5 | ≤10 | 3.4 |
| N2 | 5.0 | ≥99.999 | ≤5 | ≤3 | 33.5 |
| Somme | 100 |
Il est essentiel de garantir la pureté du gaz laser pour obtenir la meilleure valeur E/N (énergie caractéristique de l'électron) de la décharge après le mélange et pour produire un laser stable.
Si la teneur en gaz dépasse la norme, en particulier si la teneur en eau dépasse la norme, l'énergie du faisceau laser sera affaiblie et le vieillissement des composants internes tels que le tube de décharge et l'électrode de décharge sera accéléré.
En outre, la durée de vie de la lentille interne du résonateur sera réduite.
2.1.4 Entretien de l'aspirateur
Au cours de la processus de découpe au laserUne quantité importante de poussière industrielle est produite.
La fonction d'un aspirateur est d'éliminer la poussière et les odeurs et de maintenir la propreté de l'équipement et de l'environnement.
Nettoyage et entretien réguliers des équipement de dépoussiérage doit être effectuée dans le strict respect de la réglementation afin de garantir l'efficacité du dépoussiérage.
Si la poussière de coupe ne peut être éliminée efficacement, elle adhère aux composants mécaniques et électriques, accélérant l'usure des composants mécaniques et augmentant le risque de court-circuit et de défaillance électrique.
Une accumulation excessive de poussière sur la tête de découpe entraîne une détection imprécise de la distance entre les buses, ce qui ne permet pas de garantir la qualité de la découpe, en particulier dans les cas suivants coupe de l'acier inoxydableles alliages d'aluminium et d'autres matériaux ayant des exigences élevées en matière de focalisation de l'énergie.
En ce qui concerne l'entretien du dispositif de refroidissement, il s'agit avant tout de remplacer régulièrement l'eau de refroidissement standard et de nettoyer le filtre à eau, le condenseur et le filtre à air. Pour les appareils ayant une longue durée de vie, il est nécessaire de vérifier la quantité de réfrigérant lorsque l'effet de réfrigération diminue.
Les détails pertinents doivent être trouvés dans les données de l'équipement et, si nécessaire, les services techniques du fabricant doivent être contactés.
2.1.5 Maintenance du refroidisseur
L'efficacité des lasers à CO2 est généralement comprise entre 10% et 20%, la majeure partie de la puissance d'entrée étant utilisée pour chauffer le gaz. La température du gaz augmente donc rapidement. Lorsque la température du gaz de travail atteint 300 °C, l'inversion des particules du niveau supérieur du laser n'existe plus, ce qui entraîne l'absence de sortie laser. En fait, l'efficacité de la conversion photoélectrique a déjà été considérablement réduite lorsque la température dépasse 150 °C. C'est pourquoi les machines de découpe laser sont équipées d'un système de refroidissement pour maintenir une température constante pour le gaz laser et pour refroidir le laser. lentille laser et d'autres composants de chauffage.
En général, si le refroidisseur fonctionne mal et déclenche une alarme, par exemple une alarme de température ou de débit, la haute tension est automatiquement coupée et le laser est éteint. La machine de découpe laser ne peut pas être démarrée tant que le problème du refroidisseur n'est pas résolu, ce qui rend la stabilité du refroidisseur cruciale pour l'état général de l'équipement.
Les pièces de transmission de la machine, telles que les chaînes, les crémaillères et les rails de guidage, doivent être nettoyées et lubrifiées régulièrement. L'huile doit être changée à intervalles réguliers, en particulier l'huile de la turbine et l'huile de la pompe à vide.
Il est important de noter qu'un remplacement irrégulier de l'huile de turbine peut réduire considérablement la durée de vie de la turbine, ce qui entraîne des pertes économiques importantes.
En outre, le refroidissement et la système de ventilation de l'appareil CNC doit être nettoyée régulièrement en fonction de l'environnement de production. Vérifiez que les ventilateurs de refroidissement fonctionnent correctement et qu'il n'y a pas de fuite d'eau ou d'air.
En raison de la grande quantité de poussière présente dans l'environnement de la découpe laser, il faut également veiller à empêcher la poussière de pénétrer dans l'armoire électrique. La porte de l'armoire électrique doit être ouverte le moins possible, car la poussière et la poudre de métal présentes dans l'air peuvent tomber sur la carte de circuit imprimé ou le connecteur électrique, entraînant une baisse de la résistance d'isolation entre les composants, ce qui provoque des défaillances, voire des dommages.
En outre, il est essentiel de conserver les données aléatoires, le logiciel d'installation et le disque de sauvegarde des paramètres. Si possible, utilisez un logiciel de clonage pour sauvegarder les données du disque dur.
La maintenance du générateur laser et des pièces haute tension est généralement effectuée par le personnel technique professionnel du fabricant. Il peut s'agir de tâches telles que le nettoyage et le réglage du module haute tension, le nettoyage de la lentille du chemin optique du laser et le réglage de la puissance et du mode du laser.
Bystronic Laser AG fournit un service de suivi pour chaque machine de découpe laser et, en signant un contrat de maintenance avec les clients, l'entreprise effectuera une maintenance et un débogage complets de l'équipement conformément à la "liste d'inspection de la maintenance". Cela permet d'identifier et de résoudre rapidement tout problème caché et de garantir efficacement la stabilité et l'intégrité de l'équipement.
La gamme de contrôle du processus d'usinage est assez large, englobant l'optimisation des séquences de coupe et des dispositions, ainsi que l'optimisation des paramètres de coupe et plus encore.
Il est essentiel de mettre l'accent sur les aspects qui peuvent être négligés dans l'entretien quotidien :
2.4.1 Pureté du gaz auxiliaire de coupe et nettoyage du gazoduc
Avec le temps, les impuretés présentes dans le gaz ou dans la canalisation peuvent entraîner le blocage du détendeur de pression du gaz. La pression du gaz utilisé pour la découpe devient alors instable, ce qui peut entraîner une baisse de la qualité du traitement.
2.4.2 Entretien de la tête de coupe
Vérifiez régulièrement l'état de la lentille de la tête de coupe et de la buse de coupe et nettoyez-les ou remplacez-les rapidement. Si une fuite interne est détectée, remplacez immédiatement la bague d'étanchéité. La mise en place d'un système de maintenance préventive efficace est essentielle pour prévenir les accidents d'équipement et contrôler rigoureusement les accidents causés par une mauvaise lubrification de l'équipement.
Les opérateurs doivent respecter scrupuleusement les procédures d'exploitation afin d'éviter toute défaillance de l'équipement et toute réduction de la précision dues à des erreurs d'exploitation ou au non-respect des procédures d'exploitation. Enregistrez les réparations des pannes et les travaux d'entretien, y compris le phénomène de la panne, la méthode de dépannage et l'entretien effectué. Cela facilite la gestion du suivi et l'entretien futur.
Pour les machines de découpe laser, il est nécessaire de garder en stock des pièces de rechange, telles que des lentilles, des buses, des bagues en céramique et d'autres pièces d'usure, en fonction de la situation réelle. En se référant aux suggestions du fabricant, il est également conseillé de garder en stock les cartes de circuits imprimés et les modules de haute puissance qui sont susceptibles de tomber en panne. Cela facilite la maintenance sur site et évite l'arrêt de l'équipement et les cycles de maintenance prolongés en raison du manque de pièces de rechange.
De nombreux utilisateurs mettent actuellement en œuvre le système de gestion de la maintenance productive totale (TPM), qui permet d'améliorer efficacement l'efficacité globale des équipements. C'est un système qui mérite d'être promu.
La maintenance d'une machine de découpe laser est une mesure nécessaire pour assurer la maintenance à long terme ou la récupération complète de la capacité de traitement de l'équipement (efficacité et précision) et pour maintenir sa valeur d'utilisation. C'est un moyen efficace de réduire les coûts d'exploitation de la machine de découpe laser et d'améliorer son taux d'utilisation.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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