Fehlersuche bei allgemeinen Problemen mit Laserschneidmaschinen

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Datum der Veröffentlichung: 30. April 2024

I.Einleitung

In der heutigen metallverarbeitenden Industrie sind Laserschneidmaschinen aufgrund ihrer hohen Effizienz, Präzision und Anpassungsfähigkeit zu unverzichtbaren Geräten geworden. Sie nutzen Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte zum Schneiden und Gravieren verschiedener Materialien und spielen eine wichtige Rolle in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der präzisen mechanischen Fertigung.

Darüber hinaus gewährleisten Laserschneider Effizienz, Produktqualität und Konsistenz und sind eine der wichtigsten Schneidtechnologien in der modernen Fertigung.

Doch trotz der immer weiter fortgeschrittenen Laserschneidtechnologie treten im praktischen Betrieb immer wieder Probleme auf. Zum Beispiel können ungenaue Fokussierungslinsen ungleichmäßige Kanten verursachen, und eine unregelmäßige Laserleistung kann zu ungleichmäßiger Schnittgeschwindigkeit und unvollständigem Schneiden von Materialien führen.

Beim Schneiden führen diese Probleme nicht nur zu Materialverschwendung, sondern auch zu höheren Kosten, Lieferverzögerungen und sogar zu einer Beeinträchtigung der Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt. Daher ist das rechtzeitige Erkennen und Lösen gängiger Probleme beim Laserschneiden von entscheidender Bedeutung für einen reibungslosen Produktionsablauf und die Verbesserung der Produktqualität.

In diesem Artikel werden einige häufig auftretende Probleme beim Betrieb von Laserschneidmaschinen im Detail vorgestellt und professionelle Revisionspläne erstellt, um Bediener und Wartungstechniker bei der effizienten Lösung von Problemen zu unterstützen, einen stabilen Betrieb zu gewährleisten und die Produktivität zu maximieren.

II. Das Verständnis von Laserschneidmaschinen

Grundlegende Komponenten

Ein LaserschneiderDie Grundkomponenten des Lasers umfassen einen Lasergenerator, einen Schneidkopf, ein Kontrollsystem, ein Übertragungssystem (optisches System), ein Hilfssystem und ein Kühlsystem. Diese Komponenten interagieren miteinander, um die Position und die Bewegung des Laserstrahls präzise zu steuern und das präzise Schneiden von Materialien zu ermöglichen.

Laser-Generator:

Das Herzstück ist der Lasergenerator, der Laserstrahlen erzeugt.

Schneidkopf:

Schneidkopf

Es enthält Fokussierlinsen und Düsen, um die Laserstrahlen zu bündeln und Hilfsgase zu den Schneidbereichen zu leiten.

Kontrollsystem:

Als Gehirn einer Laserschneidmaschine steuert das Steuerungssystem die Bewegung der Maschine und die Laseremission und gewährleistet einen präzisen Schnitt.

Übertragungssystem (optisches System):

Bei CO2-Laserschneidanlagen werden die Laserstrahlen durch reflektierende Spiegel zum Schneidkopf geleitet, bei Faserlaserschneidanlagen werden sie durch Glasfaserkabel übertragen.

Assistenzgas:

Hilfsgase werden eingesetzt, um die Schmelze abzublasen und die Schnittflächen zu reinigen, um den Schnittverlauf zu glätten.

Kühlsystem:

In der Regel ist es die Kühleinheit, die den Lasergenerator und andere Komponenten kühlt, um einen gleichmäßigen Betrieb der Maschine zu gewährleisten.

Das Zusammenspiel dieser Komponenten ermöglicht einen präzisen Schnitt durch die genaue Einstellung der Laserleistung, der Schneidgeschwindigkeit, der Fokussierung und des Drucks der unterstützenden Gase.

Wie sie miteinander interagieren

Schauen wir uns zunächst ein kurzes Video an, um die Funktionsweise kennenzulernen:

Wie beeinflussen sie sich gegenseitig? Wie ist der Ablauf des Laserschneidens? Hier finden Sie eine schrittweise Einführung in die Arbeitsabläufe einer Laserschneidmaschine.

Schritt eins: Lasergenerierung

Als Kernstück erzeugen Laser Laserstrahlen. Laser, die durch Strom oder andere Lichtquellen angeregt werden, erzeugen Arbeitsstoffe wie CO2 oder Fasern. Laserstrahlen besitzen ein hohes Maß an Monochromatizität, Richtwirkung und Helligkeit.

Schritt zwei: Laserübertragung

Die erzeugten Laserstrahlen werden durch eine Reihe optischer Systeme, darunter reflektierende Spiegel und Fokussierlinsen, zu einem kleinen Lichtpunkt gebündelt. Bei CO2-Laserschneidanlagen werden die Laserstrahlen durch reflektierende Spiegel übertragen. Bei Faserlaserschneidanlagen werden die Laserstrahlen direkt über Faserkabel auf den Schneidkopf übertragen.

Dritter Schritt: Fokus und Materialbearbeitung

Die Laserstrahlen werden auf einen kleinen Punkt mit extrem hoher Laserleistung konzentriert, wodurch das Material bis zu Verdampfungspunkten erhitzt werden kann. Im Laufe des Prozesses wird das Material geschmolzen, verdampft oder bis zum Zündpunkt verbrannt und bildet ein kleines Loch. Mit der relativen Bewegung des Schneidkopfes wird das kleine Loch als schmaler Schlamm entsprechend der Schneidrichtung des Schneidkopfes ausgekleidet.

Vierter Schritt: Unterstützungsgas

Während des Schneidens spritzt der Schneidkopf Hilfsgase wie Sauerstoff, Stickstoff und Luft ein, die nicht nur die Schmelze abblasen und den Schnitt sauber halten können, sondern auch an einer chemischen Reaktion beteiligt sind. Beim Brennschneiden zum Beispiel reagiert Sauerstoff mit heißem Metall und erzeugt mehr Wärme, was den Schneidprozess beschleunigt.

Schritt Fünf: Das Kontrollsystem

Das CNC-Steuerungssystem steuert den gesamten Schneidprozess. Benutzer können den Bewegungspfad des Schneidkopfes und die Parameter durch das Programm entwerfen, wie z. B. Laserleistung, Schneidgeschwindigkeit und Brennweite, was es Laserschneidern ermöglicht, komplizierte Muster mit hoher Genauigkeit zu schneiden.

Alle Komponenten und Funktionsprinzipien eines Laserschneiders sorgen für seine hohe Effizienz und Genauigkeit in der industriellen Produktion und machen ihn zu einer zentralen Maschine, egal ob in der Metall- oder Nichtmetallbearbeitung.

Die gängigsten Arten von Laserschneidmaschinen

Es gibt zwei Haupttypen von Laserschneidmaschinen: CO2-Laserschneidmaschinen und Faserlaserschneidmaschinen.

CO2-Laserschneider

CO2-Laserschneidmaschinen verwenden Gas als Laser, das in elektrischen Entladungen durch Mischen von CO2-Gas mit anderen Gasen (wie Stickstoff und Helium) erzeugt wird. Mit einer Wellenlänge von 10,6 Mikrometern sind sie für das Schneiden von Nicht-Metallen wie Holz, Kunststoff, Gewebe und Acryl geeignet.

Leistungsstarke CO2-Laserschneidmaschinen können auch Metalle schneiden. Grundsätzlich können CO2-Laserschneider glatte und saubere Schnittflächen mit hoher Vertikalität erzeugen, die sich für Materialien mit hohen Anforderungen an die Schnittgenauigkeit eignen.

Faserlaserschneider

Faserlaserschneidmaschinen verwenden Festkörperlaser, die durch das Mischen von Faserkabeln erzeugt werden. Mit einer Wellenlänge von 1,06 Mikrometern verfügen Faserlaserschneider über höhere Strom-Licht-Umwandlungsraten, einen geringeren Energieverbrauch und bessere Laserstrahlen.

Sie sind kompakt gebaut und wartungsfrei und eignen sich zum Schneiden von hochreflektierenden und leitfähigen Metallwerkstoffen. Aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit und Effizienz sowie ihrer geringen Absorptionsrate werden Faserlaserschneider hauptsächlich für die Metallbearbeitung eingesetzt.

Typische Anwendungen und Materialien:

CO2-Laserschneidmaschine:

Sie eignen sich für das Schneiden von Nicht-Metallen wie Holz, Kunststoff, Gewebe und Acryl sowie für andere hochpräzise Metallschnitte.

Faserlaserschneidmaschine:

Sie werden hauptsächlich zum Schneiden von Metallen wie Stahl, Kupfer und Aluminium eingesetzt und eignen sich besonders für die Bearbeitung von Blechen.

III. Häufige Probleme bei Laserschneidmaschinen

Laserschneidmaschine

Obwohl Laserschneidmaschinen aufgrund ihrer hohen Effizienz und Präzision in verschiedenen Sektoren weit verbreitet sind, können sie während des Betriebs aufgrund vieler Faktoren wie Materialien, Technologie und Software zeitweise ausfallen.

Im folgenden Kapitel werden häufige Probleme und Lösungen in Bezug auf Materialfragen, technische Schwierigkeiten sowie Software- und Steuerungssystemfehler ausführlich erörtert.

Allgemeine Probleme und Lösungen

Materialbezogene Fragen:

Probleme, die durch die Verwendung ungeeigneter Materialien (Reflexionsvermögen, Dicke) verursacht werden. Beim Laserschneiden kommt es auf die Auswahl der Materialien an. Ungeeignete Materialien führen zu überhöhten Reflexionsgraden und ungeeigneten Dicken, was die Schnittqualität beeinträchtigt.

Reflektierendes Material Ausgabe:

Stark reflektierende Materialien wie Kupfer- und Aluminiumlegierungen können Laserreflexionen verursachen, die die Schneidmaschine beschädigen oder die Schnittqualität beeinträchtigen. Daher besteht die Lösung darin, spezielle laserabsorbierende Materialien zu verwenden oder die Parameter anzupassen, z. B. die Laserleistung zu verringern und den Hilfsgasdruck zu erhöhen.

Problem der Materialdicke:

Laserschneidmaschinen haben bestimmte Anforderungen an die Materialstärke. Zu dünne oder zu dicke Materialien beeinträchtigen die Schneidwirkung. Bei zu dünnen Materialien ist beispielsweise eine geringere Laserleistung erforderlich, um ein Durchbrennen des Materials zu vermeiden.

Beim Schneiden von stark reflektierenden Materialien sollten wir geeignete Laser und Schneidparameter wählen oder spezielle Technologien zur Unterdrückung von Reflexionen einsetzen. Anpassung der Laserleistung und Schneidgeschwindigkeit an die Materialstärke, um die Schneidwirkung zu gewährleisten. Verwendung professioneller Materialien und Auswahlhilfen für Tests, um die am besten geeignete Materialart und -dicke für das Laserschneiden auszuwählen.

Technische Schwierigkeiten

Beim Betrieb von Laserschneidmaschinen können Sie auf viele technische Probleme stoßen, z. B. Fehlausrichtung des Strahls, Verschmutzung der Linse und Leistungsschwankungen. Keine Sorge, ich gebe Ihnen eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung dieser Probleme.

Balkenverschiebung:

Eine Fehlausrichtung des Strahls kann durch eine unsachgemäße Kalibrierung des optischen Pfads oder durch den Verschleiß von Komponenten verursacht werden. Sie können den optischen Pfad neu kalibrieren, um sicherzustellen, dass die Laserstrahlen das Werkstück genau bestrahlen können.

Objektiv-Kontamination:

Die Verschmutzung der Linsen kann zu einer unscharfen Laserbrennweite führen, was die Schnittqualität erheblich beeinträchtigt. Daher ist es wichtig, beschädigte oder abgenutzte Linsen zu ersetzen.

Unstimmigkeiten bei der Stromversorgung: Das Problem kann durch die Alterung des Laserrohrs oder Probleme mit der Energieversorgung verursacht werden. Wir können das Laserrohr austauschen oder die Energiequelle anpassen, um das Problem zu lösen.

Software- und Kontrollsystem-Fehler

Die Software und das Steuerungssystem sind das Gehirn einer Laserschneidmaschine. Jeder Fehler kann zu einem Betriebsausfall führen.

Häufige Probleme:

Fehlerhafte Softwareeinstellungen können dazu führen, dass der Laserschneider an der falschen Stelle arbeitet oder nicht in der Lage ist, entlang der vorgesehenen Bahnen zu schneiden. Wenn Sie also auf das Problem stoßen, sollten Sie überprüfen, ob die Größe des Werkstücks in der Konstruktionssoftware mit den Abmessungen der Lasereinstellung übereinstimmt. Das ist der erste Schritt zur Behebung des Fehlers.

Wartung und Aktualisierung der Software:

Regelmäßige Software-Updates und die Behebung bekannter Schwachstellen und Fehler können den stabilen Betrieb von Laserschneidmaschinen gewährleisten. Gleichzeitig sollte die USB- oder Internetverbindung überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Datenübertragung nicht gestört wird.

Obwohl es sich bei Laserschneidern um hocheffiziente und präzise Maschinen handelt, kann es zu zahlreichen Problemen kommen. Die Kenntnis dieser häufigen Probleme und Lösungen kann uns helfen, Ausfälle zu vermeiden und zu beheben, um einen stabilen Betrieb und eine hochwertige Produktion zu gewährleisten.

IV. Strategien zur vorbeugenden Instandhaltung

Laserschneidmaschine

Vorbeugende Wartung ist entscheidend für den effizienten Betrieb von Laserschneidmaschinen. Die Ausarbeitung und Umsetzung eines Wartungsplans kann Maschinenausfälle erheblich reduzieren und die Lebensdauer der Maschine verlängern. Nachfolgend sind einige wichtige Präventivstrategien aufgeführt.

Checkliste für die routinemäßige Wartung

Kontrolle und Reinigung:

Die wichtigsten Komponenten von Laserschneidmaschinen, wie z. B. Fokuslinsen, Reflexionsspiegel und Schneidköpfe, sollten regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie sauber und frei von Verunreinigungen sind. Verwenden Sie ein sauberes, faserfreies Tuch und ein spezielles Reinigungsmittel.

Gasversorgung prüfen:

Es sollte für ausreichend Hilfsgase mit gleichmäßigem Druck gesorgt werden.

Schwach ausgeprägte Wartungsaufgaben

Optisches System prüfen:

Überprüfen Sie die Kalibrierung des optischen Lasersystems, um sicherzustellen, dass der Weg des Laserstrahls korrekt und unvoreingenommen ist.

Prüfen und reinigen Sie den Ventilator:

Reinigen Sie das Gebläse und das Abluftsystem im Inneren der Maschine, um zu verhindern, dass Staubansammlungen die Kühlwirkung beeinträchtigen.

Monatliche Wartungsarbeit:

Überprüfen Sie das mechanische Übertragungssystem:

Prüfen Sie die Spannung von Führungsschienen, Zahnrädern und Riemen und stellen Sie sie ein, um ein reibungsloses und geräuschfreies Übertragungssystem zu gewährleisten.

Aktualisierung der Software:

Aktualisierung der Steuerungssoftware von Laserschneidmaschinen und Installation der neuesten Version, um bekannte Schwachstellen zu beheben und die Leistung zu verbessern.

Die Bedeutung einer professionellen Instandhaltung

Obwohl die tägliche und regelmäßige Wartung von den Bedienern durchgeführt werden kann, sollten einige komplizierte Fragen oder regelmäßige tiefgreifende Wartungsarbeiten von Fachleuten vor Ort durchgeführt werden. So sollten beispielsweise die Wartung der Laserquelle, die Kalibrierung und die Überholung der gesamten Maschine von Technikern mit professionellen Kenntnissen und Werkzeugen durchgeführt werden.

Schulung und bewährte betriebliche Praktiken

Angemessene Schulung zur Minimierung von Bedienungsfehlern:

Die Bediener sollten regelmäßig in Bezug auf Nutzung, Wartung und Sicherheit geschult werden, damit sie sich die neuesten Betriebsverfahren und Wartungskenntnisse aneignen können. Die Bediener sollten angehalten werden, die Bedienungsanleitungen der Laserschneidmaschinen zu lesen und zu beachten. In den Handbüchern sind in der Regel die korrekte Bedienung der Maschine und Anleitungen zur Fehlerbehebung enthalten.

Bewährte Praktiken, die die Betreiber befolgen sollten:

Vermeiden Sie einen überlasteten Betrieb: Wählen Sie geeignete Laserparameter auf der Grundlage der Materialdicke und -qualität und vermeiden Sie Maschinenschäden durch Überlastung.

Rechtzeitige Rückmeldung geben: Wenn Bediener auf Probleme oder ungewöhnliche Situationen stoßen, sollten sie dem Wartungsteam rechtzeitig Rückmeldung geben, damit sich kleine Probleme nicht zu größeren Ausfällen auswachsen.

Insgesamt kann die Anwendung präventiver Methoden die Ausfallrate von Laserschneidmaschinen minimieren, die Produktivität und Produktqualität sicherstellen und die Lebensdauer der Maschinen verlängern.

V. Fortgeschrittene Techniken zur Fehlersuche

Da es sich um Maschinen für eine präzise Verarbeitung handelt, können sie im Betrieb viele Probleme haben. Fortgeschrittene Techniken zur Fehlersuche können den Bedienern helfen, Probleme und Ursachen herauszufinden, damit sie wirksame Maßnahmen ergreifen können.

Diagnostische Werkzeuge

Diagnosewerkzeuge für Laserschneidmaschinen umfassen hauptsächlich Mehrzweckprüfgeräte, spezielle Software und eingebaute Selbstdiagnosesysteme, mit denen die wichtigsten Parameter der Laserleistung, der Ausrichtung des optischen Pfads und der elektrischen Systeme geprüft werden können. Ich werde die drei Diagnosewerkzeuge im Detail vorstellen.

Mehrzweck-Prüfgeräte:

Mehrzweck-Prüfgeräte, wie z. B. Laser-Leistungsmessgeräte und multifunktionale elektrische Messgeräte, werden hauptsächlich zur Messung der Laser-Ausgangsleistung und des elektrischen Verbindungsstatus verwendet.

Spezialisierte Software:

Viele Laserschneidmaschinen sind mit spezieller Diagnosesoftware ausgestattet, mit der die Maschine über eine Computerverbindung umfassend getestet werden kann, einschließlich Software- und Hardwarefehlern.

Eingebaute Selbstdiagnosesysteme:

Moderne Laserschneidmaschinen sind in der Regel mit einem Selbstdiagnosesystem ausgestattet, das eine Selbstdiagnose durchführen und Fehlercodes melden kann, um Probleme schnell zu lokalisieren.

Wie man sie einsetzt

Bei der Verwendung von Diagnosewerkzeugen sollten wir die Grundeinstellungen gemäß der Bedienungsanleitung oder den Anweisungen des Herstellers vornehmen. Wählen Sie dann die geeigneten Diagnosewerkzeuge auf der Grundlage der aufgetretenen Probleme aus, um einen Test durchzuführen. Wenn zum Beispiel eine Laserschneidmaschine nicht gut funktioniert, sollte ein Laserleistungsmessgerät verwendet werden, um zu prüfen, ob die Ausgangsleistung in Ordnung ist.

Fall eins:

Das Phänomen des intermittierenden Schneidens tritt bei einem Laserschneider während des Schneidprozesses auf. Mit Hilfe von Mehrzweck-Elektrizitätsmessern können gelockerte Stromquellenverbindungen festgestellt werden. Nachdem die Verbindungen befestigt wurden, ist das Problem gelöst.

Fall zwei:

Die abnehmende Genauigkeit einer Laserschneidmaschine kann mit einer speziellen Software analysiert werden. Nach der Prüfung werden die optischen Pfade gemäß den Anweisungen der Software angepasst. Dadurch wird die Schneidgenauigkeit wiederhergestellt.

Wann Sie einen Fachmann hinzuziehen sollten

Obwohl viele Probleme mit den oben genannten Methoden gelöst werden können, müssen wir manchmal professionelle Hilfe in Anspruch nehmen:

Szenarien, in denen professionelle Hilfe erforderlich ist:

Komplizierte Hardware-Fehler: z. B. Laserschäden, Fehlfunktionen der Hauptplatine. Diese Probleme sollten von Fachleuten mit professionellen Kenntnissen und Werkzeugen gelöst werden.

Wiederholte Probleme: Wenn ein Problem wiederholt auftritt, kann es sich um schwerwiegendere Störungen handeln, die eine gründliche Diagnose durch die Techniker erfordern.

Wie Sie den richtigen Dienstleister auswählen:

Bei der Auswahl des Dienstleisters sollten viele Faktoren berücksichtigt werden:

Berufliche Qualifikationen: Es sollten Dienstleister mit offiziellen Zertifizierungen und gutem Ruf gewählt werden.

Erfahrungen mit Dienstleistungen: Es ist wichtig, die Erfahrungen und Fälle von Dienstleistern bei der Wartung von Laserschneidmaschinen zu kennen.

Reaktionszeit und Servicequalität: Wählen Sie Anbieter, die schnell reagieren können und qualitativ hochwertige Dienste anbieten.

VI. Schlussfolgerung

In dem Artikel werden die häufigsten Fehler und Probleme von Laserschneidmaschinen ausführlich erläutert, so dass er als Referenz für Unternehmen und einzelne Hobbyisten dienen kann. Ein wichtiger Faktor, den Sie beachten sollten, ist die Auswahl des richtigen Dienstleisters. Ein Dienstleister kann die Reparatur- und Wartungskosten einer Laserschneidmaschine senken und ihre Lebensdauer verlängern, was den Nutzen für Ihr Unternehmen oder Ihren Betrieb maximieren kann.

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