Manual de manutenção da máquina de corte a laser Bystronic

O corte a laser oferece várias vantagens, tais como uma deformação térmica mínima, uma elevada precisão de corte e a capacidade de efetuar um corte automático não tripulado. Quando se utiliza uma fonte de laser de alta potência, a velocidade de corte e a qualidade da superfície são superiores ao corte por plasma. Como resultado, a tecnologia de corte a laser evoluiu para uma ferramenta de corte moderna.

Uma máquina de corte a laser possui não só as características mecatrónicas complexas do equipamento de controlo numérico convencional, mas também as suas características estruturais únicas, como o sistema ótico, o sistema de alta pressão e o sistema de arrefecimento.

Para minimizar o tempo de processamento e reduzir os custos, é essencial manter o equipamento para garantir a maior velocidade de processamento da máquina-ferramenta. Ao fazê-lo, estará a aumentar o tempo médio entre falhas e a melhorar a taxa de utilização do equipamento.

1. Máquina de corte a laser CO2 por Bystronic laser AG

Fig. 1 Esquema da estrutura ótica da Bystronic corte a laser máquina

1.1 Estrutura de design da máquina de corte a laser Bystronic

A máquina laser da Bystronic é composta por vários componentes, entre os quais a base, a mesa de troca, o armário de comando elétrico, o gerador laser, o armário de comando laser, o dispositivo de carga e descarga, entre outros. O ferramenta de corte utilizado pela máquina é um raio laser.

Para garantir a estabilidade em o caminho da luz Desde o gerador laser até à cabeça de corte, é utilizado um sistema ótico flutuante, com um grupo refletor fixado no eixo de coordenadas móveis da máquina. Esta tecnologia tornou-se atualmente um padrão amplamente utilizado em todo o mundo.

O meio de ativação do laser utilizado na máquina é uma mistura de dióxido de carbono, azoto e hélio. A direção do fluxo de gás é consistente com o eixo da cavidade, permitindo um arrefecimento eficaz do fluxo axial de gás e optimizando o processo de conversão de energia na cavidade.

1.2 Princípio de funcionamento da máquina de corte a laser Bystronic

O processo de corte envolve a interação entre o feixe de laser, o gás auxiliar de corte e a peça de trabalho. O feixe de laser actua sobre a superfície do material, aquecendo-o a uma temperatura elevada e provocando a sua fusão. O material derretido é então queimado ou soprado pelo gás auxiliar para formar uma fenda.

Para obter o melhor efeito de corte, os parâmetros de corte a laser, como a potência e a pressão, podem ser ajustados em conformidade.

2. Manutenção da máquina de corte a laser CO2 Bystronic

Com base na estrutura do equipamento e no princípio de processamento, a manutenção pode ser dividida em quatro partes: manutenção do equipamento periférico, manutenção da base e do controlo da máquina, manutenção do gerador laser e da peça de alta pressão e manutenção do controlo do processo.

2.1 Manutenção do equipamento periférico

A maioria dos utilizadores de equipamento concentra-se frequentemente apenas na manutenção do próprio equipamento e negligencia a manutenção do equipamento periférico. No entanto, é importante notar que a manutenção do equipamento periférico também é crucial para garantir um desempenho ótimo do equipamento.

2.1.1 A qualidade da energia

Devido ao sistema de alta tensão utilizado nas máquinas de corte a laser, é geralmente necessária uma fonte de alimentação de alta qualidade. A gama de tensão de rede admissível é normalmente de -10% a +5% do valor nominal. Grandes flutuações de tensão, desequilíbrios trifásicos ou interferências de alta frequência podem causar avarias na máquina-ferramenta e danificar os componentes de alta tensão. Por isso, é crucial monitorizar frequentemente a qualidade da fonte de alimentação principal.

Em áreas com má qualidade da rede eléctrica, recomenda-se a instalação de reguladores de tensão e a utilização de linhas especiais para garantir o funcionamento correto do equipamento. A máquina a laser da Bystronic também requer um aterramento independente do equipamento para fins de segurança e para garantir a estabilidade da deteção de distância do bocal de corte durante o corte. Por conseguinte, é necessário efetuar medições regulares da resistência de ligação à terra do equipamento.

2.1.2 A qualidade do ar comprimido

Além dos requisitos de um sistema pneumático convencional, a lente do caminho ótico externo de uma máquina de corte a laser é normalmente protegida por ar comprimido. A máquina de corte da Bystronic Laser AG está equipada com filtros de ar de vários estágios na unidade de gás e no gerador de laser, incluindo separadores de água e óleo e filtros de carvão ativado. A fonte de gás de proteção para a lente é filtrada através de um filtro ultrapac para filtragem secundária, a fim de garantir um gás seco e limpo, com um ciclo de substituição do elemento filtrante claramente limitado.

É de salientar, no entanto, que mesmo que o equipamento tenha o seu próprio dispositivo de filtragem, existem ainda requisitos para a fonte de ar comprimido do utilizador. Se o ar comprimido contiver demasiada água e óleo, a vida útil do elemento filtrante será muito reduzida. Quando a lente estiver poluída, a sua vida útil será reduzida, potência do laser será diminuída, a velocidade de corte será reduzida e os custos de manutenção aumentarão. Por conseguinte, a manutenção da máquina de corte a laser não deve ignorar a manutenção do compressor de ar e do secador.

2.1.3 Pureza do gás laser

Os gases laser de CO₂ máquina de corte a laser são CO₂, He e N₂.

Todos os fabricantes têm normas rigorosas para a pureza do gás, conforme indicado no Quadro 1:

Quadro 1 Índice de pureza do gás da máquina de corte a laser

Garantir a pureza do gás laser é crucial para obter o melhor valor E/N (energia caraterística do eletrão) da descarga após a mistura e para produzir um laser estável.

Se o teor de gás exceder a norma, especialmente se o teor de água exceder a norma, a energia do feixe laser será enfraquecida e o envelhecimento dos componentes internos, como o tubo de descarga e o elétrodo de descarga, será acelerado.

Além disso, a vida útil da lente interna do ressoador será reduzida.

2.1.4 Manutenção do aspirador

Durante o processo de corte a laserA produção de poeiras industriais é significativa.

A função de um aspirador é remover o pó e o odor e manter o equipamento e o ambiente limpos.

Limpeza e manutenção regulares do equipamento de despoeiramento deve ser efectuada em estrita conformidade com os regulamentos para garantir a eficácia da remoção de poeiras.

Se não for possível remover eficazmente as poeiras de corte, estas aderem aos componentes mecânicos e eléctricos, acelerando o desgaste dos componentes mecânicos e aumentando o risco de curto-circuitos e avarias eléctricas.

A acumulação excessiva de pó na cabeça de corte resultará numa deteção incorrecta da distância do bocal, tornando difícil garantir a qualidade do corte, especialmente quando corte de aço inoxidávelligas de alumínio e outros materiais com elevados requisitos de focalização de energia.

Para a manutenção do dispositivo de refrigeração, o principal objetivo é substituir regularmente a água de refrigeração padrão e limpar o filtro de água, o condensador e o filtro de ar. Para os aparelhos com uma vida útil longa, é necessário verificar a quantidade de refrigerante quando o efeito de refrigeração diminui.

Os detalhes relevantes devem ser encontrados nos dados do equipamento e, quando necessário, os departamentos de assistência técnica do fabricante devem ser contactados.

2.1.5 Manutenção do refrigerador

A eficiência dos lasers de CO2 é tipicamente de 10% a 20%, sendo a maior parte da potência de entrada utilizada para aquecer o gás. Como resultado, a temperatura do gás aumenta rapidamente. Quando a temperatura do gás de trabalho atinge 300 °C, a inversão de partículas do nível superior do laser deixa de existir, resultando em nenhuma saída de laser. De facto, a eficiência da conversão fotoeléctrica já diminuiu significativamente quando a temperatura ultrapassa os 150 °C. Por conseguinte, as máquinas de corte a laser dispõem de um sistema de arrefecimento para manter uma temperatura constante para o gás laser e para arrefecer o lente laser e outros componentes de aquecimento.

Normalmente, se o refrigerador funcionar mal e disparar um alarme, como um alarme de temperatura ou de fluxo, a alta tensão é automaticamente cortada e o laser é desligado. A máquina de corte a laser não pode ser iniciada até que o problema do refrigerador seja resolvido, o que torna a estabilidade do refrigerador crucial para o estado geral do equipamento.

2.2 Manutenção da base da máquina e da parte de controlo

As peças de transmissão da máquina, como as correntes, as cremalheiras e as calhas de guia, devem ser limpas e lubrificadas regularmente. O óleo deve ser mudado a intervalos regulares, especialmente o óleo da turbina e o óleo da bomba de vácuo.

É importante notar que a substituição irregular do óleo de turbina pode reduzir significativamente a vida útil da turbina, resultando em perdas económicas significativas.

Além disso, a refrigeração e sistema de ventilação do dispositivo CNC deve ser limpo regularmente com base no ambiente de produção. Verificar se as ventoinhas de arrefecimento estão a funcionar corretamente e se existe alguma fuga de água ou ar.

Devido à grande quantidade de poeira no ambiente de corte a laser, também deve ser dada atenção à prevenção da entrada de poeira no armário elétrico. A porta do armário elétrico deve ser aberta o menos possível, porque o pó e o pó metálico no ar podem cair na placa de circuito impresso ou no conetor elétrico, provocando a queda da resistência de isolamento entre os componentes, levando a falhas ou mesmo a danos.

Além disso, é essencial manter os dados aleatórios, o software de instalação e o disco de cópia de segurança dos parâmetros. Se possível, utilize software de clonagem para efetuar cópias de segurança dos dados do disco rígido.

2.3 Manutenção do gerador de laser e da peça de alta tensão

A manutenção do gerador laser e das peças de alta tensão é normalmente efectuada pelo pessoal técnico profissional do fabricante. Esta manutenção pode incluir tarefas como a limpeza e o ajustamento do módulo de alta tensão, a limpeza da lente do trajeto ótico do laser e o ajustamento da potência e do modo do laser.

A Bystronic Laser AG fornece um serviço de rastreamento para cada máquina de corte a laser e, mediante a assinatura de um contrato de manutenção com os clientes, a empresa realizará uma manutenção abrangente e a depuração do equipamento de acordo com a "lista de inspeção de manutenção". Isso ajuda a identificar e resolver quaisquer problemas ocultos em tempo hábil e a garantir efetivamente a estabilidade e a integridade do equipamento.

2.4 Controlo do processo de maquinagem

A gama de controlo do processo de maquinação é bastante ampla, abrangendo a otimização de sequências de corte e layouts, bem como a otimização de parâmetros de corte e muito mais.

É essencial sublinhar os aspectos que podem ser negligenciados na manutenção diária:

2.4.1 Pureza do gás auxiliar de corte e limpeza da tubagem de gás

Com o tempo, as impurezas no gás ou na tubagem podem causar o bloqueio da válvula redutora de pressão do gás. Como resultado, a pressão do gás utilizado para o corte torna-se instável, o que pode, em última análise, levar a uma diminuição da qualidade do processamento.

2.4.2 Manutenção da cabeça de corte

Verifique regularmente o estado da lente da cabeça de corte e do bocal de corte e limpe-os ou substitua-os imediatamente. Se for detectada uma fuga interna, substituir imediatamente o anel de vedação. O estabelecimento de um sistema de manutenção preventiva eficaz é crucial para evitar acidentes com o equipamento e controlar rigorosamente os acidentes causados pela má lubrificação do equipamento.

Os operadores devem seguir rigorosamente os procedimentos de funcionamento para evitar falhas no equipamento e redução da precisão causadas por erros de funcionamento ou violação dos procedimentos de funcionamento. Registar as reparações de avarias e os trabalhos de manutenção, incluindo o fenómeno da avaria, o método de resolução de problemas e a manutenção efectuada. Isto ajuda na gestão do controlo e proporciona comodidade para futuras manutenções.

Para as máquinas de corte a laser, é necessário manter peças sobressalentes em stock, tais como lentes, bicos, anéis de cerâmica e outras peças de desgaste, de acordo com a situação real. Seguindo as sugestões do fabricante, também é aconselhável manter em stock placas de circuito e módulos de alta potência que são propensos a falhas. Isto torna a manutenção no local mais conveniente e evita a paragem do equipamento e ciclos de manutenção prolongados devido à falta de peças sobresselentes.

Muitos utilizadores implementam atualmente o sistema de gestão da Manutenção Produtiva Total (TPM), que melhora efetivamente a eficiência global do equipamento. É um sistema que vale a pena promover.

3. Conclusão

A manutenção de uma máquina de corte a laser é uma medida necessária para assegurar a manutenção a longo prazo ou a recuperação global da capacidade de processamento do equipamento (eficiência e precisão) e para manter o seu valor de utilização. É um meio eficaz para reduzir o custo de funcionamento da máquina de corte a laser e melhorar a taxa de utilização do equipamento.