Manual de manutenção da máquina de corte a laser Bystronic

O corte a laser oferece várias vantagens, como deformação térmica mínima, alta precisão de corte e a capacidade de realizar cortes automáticos não tripulados. Ao usar uma fonte de laser de alta potência, a velocidade de corte e a qualidade da superfície são superiores às do corte a plasma. Como resultado, a tecnologia de corte a laser evoluiu e se tornou uma ferramenta de corte moderna.

Uma máquina de corte a laser possui não apenas as características mecatrônicas complexas do equipamento de controle numérico convencional, mas também suas características estruturais exclusivas, como o sistema óptico, o sistema de alta pressão e o sistema de resfriamento.

Para minimizar o tempo de processamento e reduzir os custos, é essencial fazer a manutenção do equipamento para garantir a maior velocidade de processamento da máquina-ferramenta. Isso aumentará o tempo médio entre falhas e melhorará a taxa de utilização do equipamento.

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

Fig. 1 Diagrama da estrutura óptica da Bystronic corte a laser máquina

1.1 Estrutura do projeto da máquina de corte a laser Bystronic

A máquina a laser da Bystronic é composta por vários componentes, incluindo o leito, a mesa de troca, o gabinete de controle elétrico, o gerador de laser, o gabinete de controle de laser, o dispositivo de carga e descarga, entre outros. O ferramenta de corte empregado pela máquina é um feixe de laser.

Para garantir a estabilidade em o caminho da luz Desde o gerador de laser até o cabeçote de corte, é utilizado um sistema óptico flutuante, com um grupo refletor fixado no eixo de coordenadas móveis da máquina. Essa tecnologia já se tornou um padrão amplamente utilizado em todo o mundo.

O meio de ativação do laser empregado na máquina é uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio e hélio. A direção do fluxo de gás é consistente com o eixo da cavidade, permitindo o resfriamento eficaz do gás de fluxo axial e otimizando o processo de conversão de energia na cavidade.

1.2 Princípio de processamento 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 atua na superfície do material, aquecendo-o a uma alta temperatura e fazendo-o derreter. 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 potência e pressão, podem ser ajustados de acordo.

2. Manutenção da máquina de corte a laser Bystronic CO2

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 controle da máquina, manutenção do gerador de laser e da peça de alta pressão e manutenção do controle do processo.

2.1 Manutenção de equipamentos periféricos

A maioria dos usuários de equipamentos geralmente se concentra apenas na manutenção do próprio equipamento e ignora a manutenção dos equipamentos periféricos. Entretanto, é importante observar que a manutenção de equipamentos periféricos também é crucial para garantir o desempenho ideal do equipamento.

2.1.1 A qualidade da energia

Devido ao sistema de alta tensão usado nas máquinas de corte a laser, geralmente é necessária uma fonte de alimentação de alta qualidade. A faixa de tensão de rede permitida é normalmente de -10% a +5% do valor nominal. Grandes flutuações de tensão, desequilíbrios trifásicos ou interferência de alta frequência podem causar mau funcionamento da máquina-ferramenta e danificar os componentes de alta tensão. Portanto, é fundamental monitorar frequentemente a qualidade da fonte de alimentação principal.

Em áreas com baixa qualidade da rede elétrica, recomenda-se a instalação de reguladores de tensão e o uso de linhas especiais para garantir a operação adequada do equipamento. A máquina a laser Bystronic também requer aterramento independente do equipamento para fins de segurança e para garantir a estabilidade do sensor de distância do bico de corte durante o corte. Portanto, é necessária a medição regular da resistência de aterramento do equipamento.

2.1.2 A qualidade do ar comprimido

Além dos requisitos de um sistema pneumático convencional, a lente do caminho óptico externo de uma máquina de corte a laser é normalmente protegida por ar comprimido. A máquina de corte da Bystronic Laser AG é 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 por 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.

Deve-se enfatizar, no entanto, que mesmo que o equipamento tenha seu próprio dispositivo de filtragem, ainda há requisitos para a fonte de ar comprimido do usuário. Se o ar comprimido contiver muita água e óleo, a vida útil do elemento filtrante será bastante reduzida. Quando a lente estiver poluída, sua vida útil será reduzida, potência do laser será reduzida, a velocidade de corte será reduzida e os custos de manutenção aumentarão. Portanto, 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 padrões rigorosos de pureza de gás, conforme mostrado na Tabela 1:

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

Garantir a pureza do gás laser é fundamental para obter o melhor valor de E/N (energia característica do elétron) da descarga após a mistura e para produzir um laser estável.

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

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

2.1.4 Manutenção do aspirador de pó

Durante o processo de corte a laserEm um ambiente de trabalho com alta temperatura, é produzida uma quantidade significativa de poeira industrial.

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

Limpeza e manutenção regulares do equipamento de remoção de poeira deve ser realizado em estrita conformidade com as normas para garantir a eficácia da remoção de poeira.

Se a poeira de corte não puder ser removida com eficácia, ela aderirá aos componentes mecânicos e elétricos, acelerando o desgaste dos componentes mecânicos e aumentando o risco de curtos-circuitos e falhas elétricas.

O acúmulo excessivo de poeira no cabeçote de corte resultará em uma detecção imprecisa da distância do bocal, dificultando a garantia da qualidade do corte, especialmente quando corte de aço inoxidávelligas de alumínio e outros materiais com requisitos de focalização de alta energia.

Para a manutenção do dispositivo de resfriamento, o foco principal é substituir regularmente a água de resfriamento padrão e limpar o filtro de água, o condensador e o filtro de ar. Para dispositivos com longa vida útil, é necessário verificar a quantidade de refrigerante quando o efeito de refrigeração diminuir.

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

2.1.5 Manutenção do resfriador

A eficiência dos lasers de CO2 é normalmente de 10% a 20%, com a maior parte da potência de entrada sendo usada 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 não existe mais, resultando em nenhuma saída de laser. De fato, a eficiência da conversão fotoelétrica já foi significativamente reduzida quando a temperatura ultrapassa 150 °C. Como resultado, as máquinas de corte a laser têm um sistema de resfriamento para manter uma temperatura constante para o gás do laser e para resfriar o lente de laser e outros componentes de aquecimento.

Normalmente, se o resfriador apresentar mau funcionamento 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 resfriador seja resolvido, o que torna a estabilidade do resfriador crucial para o estado geral do equipamento.

2.2 Manutenção da base da máquina e da parte de controle

As peças de transmissão da máquina, como correntes, cremalheiras e trilhos-guia, devem ser limpas e lubrificadas regularmente. O óleo deve ser trocado em intervalos regulares, especialmente o óleo da turbina e o óleo da bomba de vácuo.

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

Além disso, o resfriamento e a sistema de ventilação do dispositivo CNC devem ser limpos regularmente com base no ambiente de produção. Verifique se os ventiladores de resfriamento estão funcionando corretamente e se há algum vazamento de água ou ar.

Devido à grande quantidade de poeira no ambiente de corte a laser, deve-se também prestar atenção para evitar que a poeira entre no gabinete elétrico. A porta do gabinete elétrico deve ser aberta o mínimo possível, pois a poeira e o pó de metal no ar podem cair na placa de circuito impresso ou no conector elétrico, fazendo com que a resistência de isolamento entre os componentes caia, causando falhas ou até mesmo danos.

Além disso, é essencial manter os dados aleatórios, o software de instalação e o disco de backup de parâmetros. Se possível, use um software de clonagem para fazer o backup dos dados do disco rígido.

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

A manutenção do gerador de laser e das peças de alta tensão é normalmente realizada pela equipe técnica profissional do fabricante. Isso pode incluir tarefas como limpeza e ajuste do módulo de alta tensão, limpeza da lente do caminho óptico do laser e ajuste da potência e do modo do laser.

A Bystronic Laser AG fornece serviço de rastreamento para cada máquina de corte a laser e, ao assinar um contrato de manutenção com os clientes, a empresa realizará manutenção e depuração abrangentes 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 Controle do processo de usinagem

A faixa de controle do processo de usinagem 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 enfatizar os aspectos que podem ser negligenciados na manutenção diária:

2.4.1 Pureza do gás auxiliar de corte e limpeza do gasoduto

Com o tempo, as impurezas no gás ou na tubulação podem fazer com que a válvula redutora de pressão do gás fique bloqueada. Como resultado, a pressão do gás usado para o corte se torna instável, o que pode levar a um declínio na qualidade do processamento.

2.4.2 Manutenção do cabeçote de corte

Verifique regularmente o status da lente do cabeçote de corte e do bico de corte e limpe-os ou substitua-os imediatamente. Se for detectado um vazamento interno, substitua o anel de vedação imediatamente. O estabelecimento de um sistema eficaz de manutenção preventiva é fundamental para evitar acidentes com equipamentos e controlar rigorosamente os acidentes causados pela má lubrificação dos equipamentos.

Os operadores devem seguir rigorosamente os procedimentos operacionais para evitar falhas no equipamento e redução da precisão causadas por erros operacionais ou violação dos procedimentos operacionais. Registre os reparos de falhas e o trabalho de manutenção, incluindo o fenômeno da falha, o método de solução de problemas e a manutenção realizada. Isso ajuda no gerenciamento de rastreamento e proporciona conveniência para manutenção futura.

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

Atualmente, muitos usuários implementam o sistema de gerenciamento de Manutenção Produtiva Total (TPM), que melhora efetivamente a eficiência geral 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 garantir a manutenção de longo prazo ou a recuperação abrangente da capacidade de processamento do equipamento (eficiência e precisão) e para manter seu valor de uso. É um meio eficaz de reduzir o custo operacional da máquina de corte a laser e melhorar a taxa de utilização do equipamento.