激光頭撞板不僅可能損壞昂貴的激光頭、噴嘴、鏡片,還會影響加工精度和效率。解決這個問題需要系統地排查多個方面的原因。以下是一些關鍵的排查步驟和解決方法:
一、 首要安全措施
1.立即停機:一旦發生碰撞或發現高度異常,立即停止機器運行。
2.檢查損傷:仔細檢查激光頭(特別是噴嘴、陶瓷體)、保護鏡片(聚焦鏡、準直鏡)、電容傳感器(如有)是否有物理損傷。如有損壞,必須更換。
3.清理現場:清除工作臺上的碎屑、殘留材料等可能影響高度的雜物。
二、 核心原因排查與解決方法
1. 材料問題
原因:
板材本身不平整(翹曲、彎曲)、表面有油污、鐵銹、涂層不均勻,或者放置在工作臺上不平(下方有碎屑、支撐不平)。
解決方法:
使用前檢查板材平整度,嚴重翹曲的板材需壓平或更換。
清潔板材表面油污、鐵銹。
確保板材平整地放置在切割臺上,清理干凈臺面支撐點下方的碎屑。
對于薄板或易變形材料,考慮使用微連接或優化切割路徑,避免小零件在切割過程中翹起。
2. 焦點位置問題
原因:
焦點位置設置錯誤(例如,材料厚度變了但焦距沒調),或者自動調焦裝置(Z軸)故障、校準不準。
解決方法:
精確測量材料厚度:使用卡尺等工具準確測量。
重新校準焦點:嚴格按照設備制造商的操作手冊進行焦點校準。通常需要使用焦點測試塊進行實際打標測試,找到最佳焦點位置。
檢查自動調焦功能:如果使用自動調焦頭,檢查其運動是否順暢,零點位置是否準確,傳感器(通常是電容傳感器)是否工作正常。
3. 電容式高度跟蹤傳感器問題 (防止撞板最關鍵的部件之一)
原因:
傳感器臟污/損壞:傳感器表面(通常是噴嘴本身或其周圍環狀感應器)有油污、灰塵、金屬熔渣覆蓋,影響電容感應。
傳感器靈敏度/設定值錯誤:設定的跟蹤高度、靈敏度、延遲等參數不適合當前材料(如材料導電性差、厚度變化大、表面涂層影響)。
傳感器故障:傳感器本身損壞或線路問題。
初始高度測量錯誤:在切割開始前,傳感器探測板材表面高度不準確。
解決方法:
徹底清潔傳感器:使用無紡布和酒精(或指定清潔劑)小心擦拭傳感器感應區域(通常是噴嘴尖端和周圍金屬環),確保無任何附著物。注意保護噴嘴內部和鏡片!
校準傳感器:按照手冊進行傳感器校準(零點校準、靈敏度校準等)。通常需要使用校準塊。
優化傳感器參數:根據材料類型、厚度、表面狀況,在切割軟件中調整電容傳感器的參數,如:
初始高度/穿孔高度:切割開始前激光頭抬起的初始安全高度。
跟蹤高度/設定距離:切割過程中傳感器試圖維持的噴嘴到材料表面的恒定距離。這是最關鍵參數之一,需根據材料、切割氣體壓力、速度等調整。
靈敏度/增益:傳感器反應的快慢。材料不平整時可能需要降低靈敏度防止抖動,但反應會變慢;追求快速跟蹤時需提高靈敏度。
延遲:傳感器信號響應的延遲時間。
測試傳感器功能:在手動模式下,緩慢移動激光頭靠近金屬板,觀察傳感器指示燈/軟件顯示的距離值是否隨實際距離變化而平滑、準確變化。異常跳動或不變都說明有問題。
檢查線路和更換:如果清潔和校準無效,檢查傳感器連接線纜是否有破損。仍無法解決,考慮更換傳感器。
4. 鏡片污染
原因:
保護鏡片(聚焦鏡下方)被濺射的熔渣、煙塵污染,影響激光通過,也可能間接影響某些高度傳感器的感測(如通過鏡片中心孔的傳感器)。
解決方法:
定期(建議每班次或根據加工量)檢查并清潔或更換保護鏡片。保持光路清潔。
5. 切割參數與路徑問題
原因:
抬刀高度不足:在快速移動(空移)到下一個切割起點時,激光頭抬升的高度不夠,不足以越過已切割的零件或材料凸起部分。
切割路徑規劃不合理:路徑過于密集,或者移動順序導致激光頭需要跨過已切下但未掉落或移位的零件。
切割氣體壓力過高:尤其對于薄板,高壓氣體可能將材料吹起,使其碰到噴嘴。
切割速度過快/加速度過大:在急轉彎或復雜路徑時,機器動態性能跟不上,導致Z軸高度跟蹤滯后。
解決方法:
增加空移抬刀高度:在切割軟件中適當增加空移(G00)時的Z軸高度,確保能安全越過障礙物。
優化切割路徑:使用軟件的優化功能或手動調整切割順序,盡量避免跨區域長距離移動,優先切割內部孔,再切外輪廓,讓廢料盡可能保持連接直到最后。
合理設置切割氣體壓力:在保證切割質量的前提下,盡量使用較低的氣體壓力,特別是對于薄板和易變形材料。
調整速度與加速度:對于復雜圖形或小圓角,適當降低空移速度和加速度,給Z軸跟蹤更多反應時間。
6. 機械問題
原因:
傳動系統松動/磨損: X/Y/Z軸的絲杠、導軌、皮帶、齒輪等出現間隙、磨損或松動,導致定位精度下降,Z軸實際位置與控制指令不符。
導軌潤滑不良或污染:導軌缺油或有灰塵、金屬屑卡滯,導致運動阻力增大或不平穩,影響Z軸跟蹤精度。
機械碰撞/變形:設備曾受外力撞擊導致結構變形或部件移位。
限位開關故障:Z軸限位開關失靈,導致超程。
解決方法:
檢查并緊固:檢查所有傳動部件的緊固螺絲是否松動。
檢查磨損:檢查絲杠、導軌、軸承、皮帶等是否有明顯磨損、變形。如有,需更換。
清潔與潤滑:徹底清潔導軌、絲杠上的污物,并按照要求加注合適的潤滑油/脂。
檢查設備水平與結構:確保設備安裝水平,檢查主要框架是否有變形。
測試限位開關:手動觸發Z軸限位開關,觀察系統是否正常停止并報警。
7. 軟件與控制問題
原因:
控制卡故障、軟件Bug、配置文件錯誤、軸卡參數(如脈沖當量)設置錯誤。
解決方法:
重啟軟件和控制器:有時簡單的重啟能解決臨時性軟件故障。
檢查配置文件:確認使用的切割參數文件(材料、厚度、功率、速度、氣體、焦點、高度跟蹤參數等)是針對當前材料和厚度的正確文件。
更新軟件/固件:檢查設備制造商是否有發布軟件或控制卡固件的更新,修復已知問題。
校準軸參數:如果懷疑機械傳動參數有變,需按照手冊重新校準各軸(尤其是Z軸)的脈沖當量(步進/伺服電機每轉的脈沖數對應的實際移動距離)。
聯系設備廠商技術支持:如果以上步驟都無法解決,或者懷疑是控制卡等核心硬件故障,務必聯系設備制造商的專業技術支持人員。
三、 總結建議
1.安全第一:任何排查和操作前,確保機器斷電(除必要調試外),遵循安全規程。
2.由易到難:從最常見、最容易檢查的原因開始(清潔傳感器、檢查材料、檢查焦點/高度設定值)。
3.系統記錄:記錄每次撞板發生時的具體情況(材料、厚度、圖形、切割參數、傳感器設置、環境溫度濕度等),有助于分析規律性原因。
4.定期維護:嚴格按照設備維護手冊進行日常保養(清潔、潤滑、鏡片檢查更換、傳感器校準等),這是預防撞板的最有效手段。
5.參數管理:建立完善的切割參數庫,針對不同材料、厚度保存已驗證的安全、有效的參數(包括高度跟蹤參數),避免每次手動輸入錯誤。
激光頭撞板往往不是單一原因造成的,需要耐心地逐一排查。重點聚焦在材料平整度、焦點校準、電容傳感器(清潔、校準、參數)、抬刀高度設置以及機械傳動穩定性這幾個核心環節。如果自己無法確定,及時尋求專業人員的幫助是明智的選擇,畢竟保護核心部件(激光頭)至關重要。祝你早日解決問題,切割順利!