Solución de problemas comunes de las máquinas de corte por láser

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Fecha de publicación: 30 de abril de 2024

I.Introducción

En la industria actual de procesamiento de metales, las máquinas de corte por láser se han convertido en equipos indispensables por su gran eficacia, precisión y adaptabilidad. Utilizan haces láser de alta densidad de potencia para cortar y grabar múltiples materiales, desempeñando un papel esencial en la fabricación de automóviles, aeroespacial y mecánica de precisión.

Además, las cortadoras láser garantizan la eficacia, la calidad del producto y la uniformidad, y constituyen una de las tecnologías de corte fundamentales en la fabricación moderna.

Sin embargo, a pesar de la tecnología de corte por láser cada vez más avanzada, de vez en cuando surgen problemas durante el funcionamiento real. Por ejemplo, unas lentes de enfoque imprecisas pueden provocar bordes poco lisos, y una potencia de láser inestable puede causar una velocidad de corte inconsistente y un corte incompleto de los materiales.

Durante el corte, estos problemas no sólo suponen un desperdicio de material, sino que también aumentan los costes, retrasan los plazos de entrega e incluso afectan a la competitividad del mercado. Por lo tanto, reconocer y resolver a tiempo los problemas habituales en el corte por láser es fundamental para garantizar unos procedimientos de producción fluidos y mejorar la calidad del producto.

El artículo presentará en detalle algunos problemas comunes durante el funcionamiento y la operación de la máquina de corte por láser y proporcionará planes de revolución profesionales para ayudar a los operadores e ingenieros de mantenimiento a resolver los problemas de manera eficiente, garantizando un funcionamiento estable y maximizando la productividad.

II.Comprensión de las máquinas de corte por láser

Componentes básicos

Una cortadora láserLos componentes básicos del láser son un generador láser, un cabezal de corte, un sistema de control, un sistema de transmisión (sistema óptico), un sistema de asistencia y un sistema de refrigeración. Estos componentes interactúan entre sí para controlar con precisión la posición y el movimiento de los rayos láser y, a continuación, finalizar el corte preciso de los materiales.

Generador láser:

Como componente central, el generador láser genera rayos láser.

Cabezal de corte:

cabezal de corte

Contiene lentes de enfoque y boquillas para concentrar los rayos láser y conducir los gases de asistencia a las zonas de corte.

Sistema de control:

Como cerebro de una máquina de corte por láser, el sistema de control controla el movimiento de la máquina y la emisión láser y garantiza un corte preciso.

Sistema de transmisión (sistema óptico):

En el caso de las máquinas de corte por láser de CO2, los haces láser se conducirán al cabezal de corte a través de espejos reflectantes y, en el caso de las máquinas de corte por láser de fibra, se transmitirán mediante cables de fibra óptica.

Gas assist:

Los gases de asistencia se utilizan para soplar la masa fundida y limpiar las zonas de corte con el fin de alisar la trayectoria de corte.

Sistema de refrigeración:

Normalmente, es la unidad de refrigeración la que enfría el generador láser y otros componentes para mantener el funcionamiento estable de la máquina.

La interacción de estos componentes finaliza el corte preciso mediante el ajuste exacto de la potencia del láser, la velocidad de corte, el enfoque y la presión de los gases de asistencia.

Cómo interactúan entre sí

Veamos primero un breve vídeo para conocer su funcionamiento:

¿Cómo interactúan entre sí? ¿Cuál es el procedimiento del corte por láser? He aquí una introducción paso a paso de los procedimientos de trabajo de una máquina de corte por láser.

Primer paso: generación de láser

Como componentes básicos, los láseres generan rayos láser. Los láseres excitados por electricidad u otras fuentes de luz generan sustancias de trabajo, como CO2 o fibra. Los rayos láser poseen altos niveles de monocromaticidad, direccionalidad y brillo.

Segundo paso: transmisión láser

Los haces láser generados se concentrarán en un pequeño punto luminoso a través de una serie de sistemas ópticos, como espejos reflectantes y lentes de enfoque. En cuanto a las máquinas de corte por láser de CO2, los haces láser se transmitirán mediante espejos reflectantes. Mientras que en las máquinas de corte por láser de fibra, los láseres se transmitirán en el cabezal de corte directamente a través de cables de fibra.

Tercer paso: Enfoque y tratamiento del material

Los rayos láser se concentrarán en un pequeño punto con una potencia láser extremadamente alta, que puede calentar el material hasta puntos de evaporación. Durante el curso, el material se fundirá, evaporará o quemará hasta el punto de ignición y formará un pequeño agujero. Con el movimiento relativo del cabezal de corte, el pequeño agujero se alineará como un estrecho limo de acuerdo con la dirección de corte del cabezal de corte.

Cuarto paso: Gas de asistencia

Durante el corte, el cabezal de corte inyectará gases auxiliares, como oxígeno, nitrógeno y aire, que no sólo pueden soplar la masa fundida y mantener limpio el corte, sino también participar en una reacción química. En el oxicorte, por ejemplo, el oxígeno reacciona con el metal caliente para generar más calor, acelerando el proceso de corte.

Paso 5: Sistema de control

El sistema de control CNC controla todo el proceso de corte. Los usuarios pueden diseñar la trayectoria móvil del cabezal de corte y los parámetros a través del programa, como la potencia del láser, la velocidad de corte y la distancia focal, lo que permite a los cortadores láser cortar patrones intrincados con gran precisión.

Todos los componentes y principios de funcionamiento de una cortadora láser garantizan su gran eficacia y precisión en la producción industrial y la convierten en una máquina fundamental, tanto en el procesamiento de metales como de otros materiales.

Principales tipos de máquinas de corte por láser

Existen dos tipos principales de máquinas de corte por láser: Las máquinas de corte por láser de CO2 y las máquinas de corte por láser de fibra.

Cortadoras láser de CO2

Las máquinas de corte por láser de CO2 utilizan gas como láser, que se produce en descargas eléctricas mezclando gas CO2 con otros gases (como nitrógeno y helio). Con una longitud de onda de 10,6 micrómetros, son adecuadas para el corte de materiales no metálicos, como madera, plástico, tela y acrílico.

Las cortadoras láser de CO2 de alta potencia también pueden cortar metales. Básicamente, las cortadoras láser de CO2 pueden producir superficies de corte lisas y limpias con gran verticalidad, adecuadas para materiales con altos requisitos de precisión de corte.

Cortadoras láser de fibra

Las máquinas de corte por láser de fibra utilizan láseres sólidos generados por la mezcla de cables de fibra. Con una longitud de onda de 1,06 micrómetros, las cortadoras láser de fibra poseen mayores tasas de transformación electricidad-luz, menor consumo de energía y mejores haces láser.

Con una estructura compacta y libres de mantenimiento, son adecuadas para cortar materiales metálicos altamente reflectantes y de grado conductor. Debido a su alta velocidad y eficiencia y a su baja tasa de absorción, las cortadoras láser de fibra se utilizan principalmente para el procesamiento de metales.

Aplicaciones y materiales típicos:

Máquina de corte por láser de CO2:

Son adecuadas para el corte de materiales no metálicos, como madera, plástico, tela y acrílico, y otros cortes metálicos de alta precisión.

Máquina de corte por láser de fibra:

Se utilizan principalmente para el corte de metales, como el acero, el cobre y el aluminio, y se aplican especialmente para el procesamiento de chapas metálicas.

III.Problemas comunes en las máquinas de corte por láser

máquina de corte por láser

Aunque las máquinas de corte por láser se utilizan ampliamente en diversos sectores gracias a su gran eficacia y precisión, a veces pueden averiarse durante su funcionamiento debido a muchos factores, como los materiales, la tecnología y el software.

En el capítulo siguiente se detallan los problemas más comunes y sus soluciones en relación con el material, las dificultades técnicas y los errores del software y del sistema de control.

Problemas comunes y soluciones

Cuestiones relacionadas con el material:

Problemas causados por el uso de materiales inadecuados (reflectividad, grosor). Durante el corte por láser, la selección de materiales es importante. Los materiales inadecuados provocarán índices de reflexión demasiado altos y espesores inadecuados, lo que afectará a la calidad del corte.

Cuestión de material reflectante:

Los materiales muy reflectantes, como el cobre y las aleaciones de aluminio, pueden provocar que el reflejo del láser dañe la máquina de corte o afecte a la calidad del corte. Por tanto, la solución es utilizar materiales especializados que absorban el láser o ajustar los parámetros, como reducir la potencia del láser y aumentar la presión del gas de asistencia.

Cuestión de grosor del material:

Las máquinas de corte por láser tienen ciertos requisitos en cuanto al grosor del material. Los materiales demasiado finos o demasiado gruesos afectan al efecto de corte. Por ejemplo, los materiales demasiado finos requieren una menor potencia del láser para evitar que se quemen.

Generalmente, al cortar materiales altamente reflectantes, debemos elegir láseres y parámetros de corte adecuados o adoptar tecnología especializada de supresión de reflejos. Ajustar la potencia del láser y la velocidad de corte en función del grosor del material para garantizar el efecto de corte. Utilizar materiales profesionales y guías de selección para realizar pruebas con el fin de elegir el tipo de material y el grosor más adecuados para el corte por láser.

Dificultades técnicas

Al utilizar máquinas de corte por láser, puede encontrarse con muchos problemas técnicos, como desalineación del haz, contaminación de la lente e inconsistencias de potencia. No se preocupe; le proporcionaré una guía paso a paso para resolver los problemas.

Desalineación de la viga:

La desalineación del haz puede deberse a una calibración incorrecta de la trayectoria óptica o al desgaste de los componentes. Puede volver a calibrar la trayectoria óptica para garantizar que los haces láser puedan irradiar la pieza de trabajo con precisión.

Lente contaminación:

La contaminación de las lentes puede provocar que la distancia focal del láser sea borrosa, lo que influye enormemente en la calidad del corte. Por lo tanto, es crucial sustituir las lentes dañadas o desgastadas.

Incoherencias en el suministro de energía: El problema puede deberse al envejecimiento del tubo láser o a problemas de suministro de energía. Podemos cambiar el tubo láser o ajustar la fuente de energía para solucionar el problema.

Errores del software y del sistema de control

El software y el sistema de control son el cerebro de una máquina de corte por láser. Cualquier error puede provocar fallos de funcionamiento.

Problemas comunes:

Los ajustes de software defectuosos pueden hacer que las cortadoras láser trabajen en el lugar equivocado o no puedan cortar a lo largo de las trayectorias diseñadas. Así que cuando se encuentre con el problema, debe comprobar y asegurarse de que el tamaño de la pieza de trabajo en el software de diseño es coherente con el conjunto de dimensiones de la configuración del láser. Es el primer paso para solucionar el error.

Mantenimiento y actualización del software:

La actualización periódica del software y la corrección de vulnerabilidades y errores conocidos pueden garantizar el funcionamiento estable de las máquinas de corte por láser. Al mismo tiempo, compruebe la conexión USB o a Internet para asegurarse de que la transmisión de datos no sufre interferencias.

Aunque las cortadoras láser son máquinas de gran eficacia y precisión, podemos encontrarnos con múltiples problemas. Comprender estos problemas comunes y sus soluciones puede ayudarnos a prevenir y resolver averías para garantizar un funcionamiento estable y una producción de alta calidad.

IV. Estrategias de mantenimiento preventivo

máquina de corte por láser

El mantenimiento preventivo es crucial para el funcionamiento eficaz de las máquinas de corte por láser. Preparar y aplicar un plan de mantenimiento puede reducir significativamente las averías de la máquina y prolongar su vida útil. A continuación se indican algunas estrategias preventivas esenciales.

Lista de comprobación del mantenimiento rutinario

Comprobación y limpieza:

Los componentes clave de las máquinas de corte por láser deben revisarse periódicamente, como las lentes de enfoque, los espejos reflectantes y los cabezales de corte, para asegurarse de que están limpios y libres de contaminación. Utilizar paños limpios y sin fibras y detergente especializado.

Compruebe el suministro de gas:

Debe garantizarse una cantidad suficiente de gases de asistencia con una presión constante.

Tareas de mantenimiento débil

Comprobar sistema óptico:

Compruebe la calibración del sistema de trayectoria óptica del láser para asegurarse de que la trayectoria del rayo láser es correcta e imparcial.

Compruebe y limpie el ventilador:

Limpie el ventilador y el sistema de escape del interior de la máquina para evitar que la acumulación de polvo afecte al efecto de refrigeración.

Tarea de mantenimiento mensual:

Compruebe el sistema de transmisión mecánica:

Compruebe y ajuste la tensión de los carriles guía, los engranajes y las correas para garantizar un sistema de transmisión suave y sin ruidos.

Actualización del software:

Actualización del software de control de las máquinas de corte por láser e instalación de la última versión para corregir las lagunas conocidas y mejorar el rendimiento.

Importancia del mantenimiento profesional

Aunque el mantenimiento diario y periódico puede ser realizado por operarios, algunas cuestiones intrincadas o el mantenimiento regular en profundidad deben ser llevados a cabo por profesionales del sector. Por ejemplo, el mantenimiento de la fuente láser, la calibración y la revisión de toda la máquina deben realizarlos técnicos con conocimientos y herramientas profesionales.

Formación y buenas prácticas operativas

Formación adecuada para minimizar los errores operativos:

Los operarios deben recibir formación periódica sobre el uso, el mantenimiento y la seguridad para que puedan adquirir los procedimientos de funcionamiento y los conocimientos de mantenimiento más recientes. Se debe animar a los operarios a leer y recordar el manual de funcionamiento de las máquinas de corte por láser. Los manuales suelen incorporar métodos de funcionamiento correcto de la máquina y guías para la resolución de problemas.

Buenas prácticas que deben seguir los operadores:

Evitar el funcionamiento con sobrecarga: elegir los parámetros láser adecuados en función de los grosores y calidades de los materiales y evitar daños en las máquinas causados por la sobrecarga.

Informar a tiempo: Si los operarios se encuentran con problemas o situaciones anómalas, deben informar a tiempo al equipo de mantenimiento para que los pequeños problemas no se conviertan en grandes averías.

En general, la aplicación de métodos preventivos puede minimizar la tasa de fallos de las máquinas de corte por láser, garantizar la productividad y la calidad de los productos y prolongar la vida útil de las máquinas.

V. Técnicas avanzadas de resolución de problemas

Como máquinas de procesamiento preciso, pueden tener muchos problemas de funcionamiento. Las técnicas avanzadas de resolución de problemas pueden ayudar a los operarios a descubrir los problemas y sus causas para adoptar métodos eficaces.

Herramientas de diagnóstico

Las herramientas de diagnóstico para máquinas de corte por láser incorporan principalmente instrumentos de prueba multiuso, software especializado y sistemas de autodiagnóstico integrados, que pueden probar los parámetros principales de las potencias del láser, la alineación de la trayectoria óptica y los sistemas eléctricos. Presentaré en detalle las tres herramientas de diagnóstico.

Instrumentos de ensayo polivalentes:

Los instrumentos de comprobación multifunción, como los medidores de potencia láser y los medidores eléctricos multifunción, se utilizan principalmente para medir la potencia de salida del láser y el estado de la conexión eléctrica.

Software especializado:

Muchas máquinas de corte por láser están equipadas con un software de diagnóstico especializado que puede comprobar la máquina de forma exhaustiva, incluidos los errores de software y los fallos de hardware a través de una conexión informática.

Sistemas de autodiagnóstico integrados:

Las máquinas de corte por láser modernas suelen estar equipadas con un sistema de autodiagnóstico que puede realizar autodiagnósticos e informar de códigos de avería para localizar problemas rápidamente.

Cómo utilizarlos

Al utilizar herramientas de diagnóstico, debemos establecer los ajustes básicos de acuerdo con el manual de instrucciones o las instrucciones del fabricante. A continuación, elija las herramientas de diagnóstico adecuadas en función de los problemas encontrados para realizar una prueba. Por ejemplo, si una máquina de corte por láser no funciona bien, debe utilizarse un medidor de potencia láser para comprobar si la potencia de salida es correcta.

Caso uno:

El fenómeno de corte intermitente se produce como una cortadora láser en el proceso de corte. El uso de medidores eléctricos polivalentes permite detectar las conexiones de la fuente de electricidad aflojadas. Por lo tanto, después de fijar las conexiones, el problema se resuelve.

Segundo caso:

La precisión decreciente de una máquina de corte por láser puede analizarse mediante un software especializado. Tras la comprobación, las trayectorias ópticas se ajustan según las instrucciones del software. Como resultado, se recupera la precisión de corte.

Cuándo llamar a un profesional

Aunque muchos problemas pueden solucionarse con los métodos anteriores, a veces es necesario recurrir a profesionales en busca de ayuda:

Escenarios en los que se necesita ayuda profesional:

Averías de hardware complejas: como daños en el láser o fallos en la placa de control principal. Estos problemas deben ser resueltos por profesionales con conocimientos y herramientas profesionales.

Problemas repetitivos: si un problema se repite, puede haber averías más graves, que requieren diagnósticos exhaustivos por parte de los técnicos.

Cómo elegir el proveedor de servicios adecuado:

A la hora de elegir el proveedor de servicios, hay que tener en cuenta muchos factores:

Cualificaciones profesionales: deben elegirse proveedores de servicios con certificaciones oficiales y buena reputación.

Experiencias de servicio: es importante conocer la experiencia y los casos de los proveedores de servicios de mantenimiento de máquinas de corte por láser.

Tiempo de respuesta y calidad del servicio: elija proveedores que puedan responder con rapidez y ofrecer servicios de alta calidad.

VI. Conclusión

En el artículo, se explican detalladamente los fallos y problemas más comunes de las máquinas de corte por láser para que sirvan de referencia a empresas y aficionados individuales. Además, un factor importante que debe tener en cuenta es la selección de los proveedores de servicios adecuados. Un proveedor de servicios puede reducir los costes de reparación y mantenimiento de una máquina de corte por láser y prolongar su vida útil, lo que puede maximizar los beneficios para sus empresas o negocios.

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