Bystronicレーザー切断機メンテナンスマニュアル

レーザー切断には、熱変形が少ない、切断精度が高い、無人自動切断が可能などの利点がある。高出力のレーザー光源を使用した場合、切断速度や切断面の品質はプラズマ切断よりも優れている。その結果、レーザー切断技術は最新の切断ツールへと進化した。

レーザー切断機は、従来の数値制御装置のような複雑なメカトロニクスの特性だけでなく、光学系、高圧系、冷却系といった独自の構造的特性も備えている。

加工時間を最短にし、コストを削減するためには、工作機械の最高加工速度を確保するための設備のメンテナンスが不可欠である。そうすることで、平均故障間隔が長くなり、設備の稼働率が向上する。

1. CO2レーザー切断機 Bystronic laser AG

図1 バイストロニックの光学構造図 レーザー切断 機械

1.1 Bystronicレーザー切断機の設計構造

Bystronicのレーザー加工機は、ベッド、交換テーブル、電気制御盤、レーザー発振器、レーザー制御盤、ローディングおよびアンローディング装置など、複数のコンポーネントで構成されています。その 切削工具 この機械が採用するのはレーザービームである。

の安定性を確保する。 光の道 レーザー発振器から切断ヘッドまで、機械の移動座標軸に反射鏡群を固定したフローティング光学系を採用している。この技術は現在、世界中で広く使われている標準となっている。

この装置で採用されているレーザー活性化媒質は、二酸化炭素、窒素、ヘリウムの混合ガスである。ガスの流れ方向は共振器の軸と一致しており、軸流ガスの効果的な冷却を可能にし、共振器内のエネルギー変換プロセスを最適化する。

1.2 Bystronic レーザー切断機の加工原理

切断プロセスには、レーザービーム、切断補助ガス、被加工物の相互作用が含まれる。レーザービームは被加工物の表面に作用し、被加工物を高温に加熱して溶融させます。溶融した材料は、補助ガスによって燃焼または吹き飛ばされ、スリットが形成されます。

最高の切断効果を得るために、出力や圧力などのレーザー切断パラメータを適宜調整することができる。

2.Bystronic CO2レーザー切断機のメンテナンス

装置の構造と加工原理から、メンテナンスは周辺機器のメンテナンス、機械ベッドと制御のメンテナンス、レーザー発生装置と高圧部品のメンテナンス、プロセス制御のメンテナンスの4つに分けられる。

2.1 周辺機器のメンテナンス

多くの機器ユーザーは、機器本体のメンテナンスばかりに気を取られ、周辺機器のメンテナンスを見落としてしまいがちです。しかし、機器の性能を最適に発揮させるためには、周辺機器のメンテナンスも極めて重要であることに留意する必要がある。

2.1.1 電力の質

レーザー切断機では高電圧システムが使用されるため、一般的に高品質な電源が要求されます。グリッド電圧の許容範囲は通常、定格値の-10%から+5%です。大きな電圧変動、三相アンバランス、高周波干渉は、工作機械の誤動作や高電圧コンポーネントの損傷を引き起こす可能性があります。したがって、主電源の品質を頻繁に監視することが極めて重要です。

電力網の品質が悪い地域では、電圧レギュレータを設置し、機器の適切な動作を保証するために特別なラインを使用することをお勧めします。Bystronic レーザー加工機では、安全設計のため、また距離検知の安定性を確保するために、独立した機器接地が必要です。 カッティングノズル 切断時に発生する。そのため、定期的に機器の接地抵抗を測定する必要がある。

2.1.2 圧縮空気の品質

従来の空圧システムの要件に加え、レーザー切断機の外部光路レンズは通常、圧縮空気によって保護されています。Bystronic laser AG の切断機には、油水分離器や活性炭フィルターなどの多段エアフィルターがガスユニットとレーザー発生器に装備されています。レンズの保護ガス源は、フィルターエレメントの交換サイクルが明確に制限された、乾燥したクリーンなガスを確保するための二次濾過用ultrapacフィルターで濾過されます。

しかし、装置が独自のフィルター装置を備えていても、ユーザーの圧縮空気源にはまだ要件があることを強調しておく必要があります。圧縮空気に水分や油分が多く含まれていると、フィルターエレメントの寿命が大幅に短くなります。レンズが汚染されると、寿命が短くなります、 レーザー出力 が低下し、切断速度が低下し、メンテナンスコストが増加する。したがって、レーザー切断機のメンテナンスでは、エアコンプレッサーとドライヤーのメンテナンスを見落としてはならない。

2.1.3 レーザーガス純度

レーザーガスのCO₂ レーザー切断機はCO₂HeとN₂.

表1に示すように、どのメーカーもガス純度について厳しい基準を設けている：

表1 レーザー切断機のガス純度指数

レーザーガスの純度を確保することは、混合後の放電のE/N値（電子の特性エネルギー）を最適にし、安定したレーザーを製造するために極めて重要である。

ガス含有量が基準値を超えると、特に水分含有量が基準値を超えると、レーザー光のエネルギーが弱くなり、放電管や放電電極などの内部部品の経年劣化が促進される。

さらに、レゾネーターの内部レンズの寿命も短くなる。

2.1.4 掃除機のメンテナンス

その間に レーザー切断工程そのため、かなりの量の産業粉塵が発生する。

掃除機の役割は、ほこりや臭いを取り除き、設備や環境を清潔に保つことである。

定期的な清掃とメンテナンス 除塵装置 は、粉塵除去の効果を確実にするため、規則に従って厳密に実施されなければならない。

切削粉塵を効果的に除去できなければ、機械部品や電気部品に付着し、機械部品の摩耗を早め、電気回路のショートや故障の危険性を高めます。

カッティングヘッドにダストが蓄積しすぎると、ノズルの距離検出が不正確になり、特に以下のような場合にカッティングの品質を保証することが難しくなります。 ステンレス鋼の切断アルミニウム合金など、高い集束エネルギーが要求される材料。

冷却装置のメンテナンスは、標準冷却水の定期的な交換と、水フィルター、コンデンサー、エアフィルターの清掃が第一である。耐用年数の長い装置では、冷凍効果が低下したら冷媒量を点検する必要がある。

関連する詳細は機器のデータで確認し、必要に応じてメーカーの技術サービス部門に問い合わせること。

2.1.5 冷凍機のメンテナンス

CO2レーザーの効率は通常10%から20%で、入力パワーのほとんどがガスの加熱に使用されます。その結果、ガス温度は急速に上昇する。作動ガス温度が300℃に達すると、レーザー上限レベルの粒子反転はもはや存在しなくなり、レーザー出力は得られません。実際、温度が150℃を超えると、光電変換効率はすでに著しく低下している。そのため、レーザー切断機には、レーザーガスの温度を一定に保つための冷却装置と、レーザーガスを冷却するための冷却装置が備えられている。 レーザーレンズ およびその他の暖房部品。

通常、チラーが故障して温度や流量などのアラームが作動すると、自動的に高電圧が遮断され、レーザーの電源がオフになる。チラーの問題が解決するまでレーザー切断機は始動できないため、チラーの安定性は装置全体の状態にとって極めて重要である。

2.2 ベッドと制御部のメンテナンス

チェーン、ラック、ガイドレールなど、機械の伝動部品は定期的に清掃し、注油すること。特にタービンオイルや真空ポンプオイルは定期的に交換すること。

タービンオイルの不規則な交換は、タービンの寿命を著しく縮め、大きな経済的損失をもたらすことに注意することが重要である。

さらに、冷却と 換気システム 生産環境に応じて、CNC装置の定期的な清掃が必要です。冷却ファンが正常に作動しているか、水漏れや空気漏れがないかを確認する。

レーザー切断環境は粉塵が多いため、電気キャビネット内への粉塵の侵入防止にも注意が必要である。空気中の粉塵や金属粉がプリント基板や電気コネクタに落下し、部品間の絶縁抵抗が低下して故障や破損につながることがあるため、電気キャビネットの扉はできるだけ開けないようにする。

さらに、ランダムデータ、インストールソフト、パラメーターのバックアップディスクを保管しておくことが不可欠です。可能であれば、クローンソフトを使ってハードディスクのデータをバックアップする。

2.3 レーザー発振器と高電圧部のメンテナンス

レーザー発振器と高電圧部品のメンテナンスは、通常、メーカーの専門技術者が行います。これには、高電圧モジュールのクリーニングと調整、レーザーの光路レンズのクリーニング、レーザー出力とモードの調整などの作業が含まれます。

Bystronic Laser AGは、各レーザー切断機の追跡サービスを提供しており、顧客と保守契約を結ぶことで、「保守点検リスト」に従って装置の包括的な保守とデバッグを実施します。これにより、隠れた問題をタイムリーに特定して対処し、装置の安定性と完全性を効果的に確保することができます。

2.4 加工プロセスの制御

加工工程の制御範囲は非常に広く、切削順序やレイアウトの最適化、切削パラメータの最適化などが含まれる。

日々のメンテナンスで見落としがちな点を強調することが肝要だ：

2.4.1 切削補助ガスの純度とガスパイプラインの洗浄

時間の経過とともに、ガスやパイプライン内の不純物がガス減圧弁の閉塞を引き起こすことがあります。その結果、切断に使用するガス圧が不安定になり、最終的に加工品質の低下につながります。

2.4.2 カッティングヘッドのメンテナンス

カッティングヘッドレンズとカッティングノズルの状態を定期的に確認し、速やかに清掃または交換してください。内部漏れが発見された場合は、直ちにシールリングを交換してください。効果的な予防保全システムを確立することは、機器の事故を防止し、機器の潤滑不良による事故を厳しく管理するために極めて重要である。

オペレーターは、操作ミスや操作手順違反による機器の故障や精度低下を防ぐため、操作手順を厳守すること。故障現象、トラブルシューティング方法、実施したメンテナンスなど、故障修理やメンテナンス作業を記録する。これは追跡管理に役立ち、将来のメンテナンスの利便性を提供する。

レーザー加工機の場合、レンズやノズル、セラミックリングなどの消耗部品は、実情に応じて予備品をストックしておく必要がある。メーカーの提案を参考に、故障しやすい回路基板やハイパワーモジュールも在庫しておくとよい。これにより、現場でのメンテナンスがより便利になり、スペアパーツの不足による装置の停止やメンテナンスサイクルの延長を防ぐことができる。

現在、多くのユーザーがTPM（Total Productive Maintenance）管理システムを導入しており、設備全体の効率を効果的に向上させている。推進する価値のあるシステムだ。

3.結論

レーザー切断機のメンテナンスは、装置の加工能力（効率・精度）を長期的に維持または総合的に回復させ、使用価値を維持するために必要な対策である。レーザー切断機の運転コストを削減し、装置の稼働率を向上させる有効な手段である。