Dépannage des problèmes courants des machines de découpe laser

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Date de publication : 30 avril 2024

I.Introduction

Dans l'industrie actuelle de transformation des métaux, les machines de découpe laser sont devenues des équipements indispensables en raison de leur grande efficacité, de leur précision et de leur adaptabilité. Elles utilisent des faisceaux laser à haute densité de puissance pour découper et graver de multiples matériaux, jouant un rôle essentiel dans l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication mécanique de précision.

En outre, les découpeurs laser garantissent l'efficacité, la qualité des produits et la cohérence, et constituent l'une des principales technologies de découpe dans la fabrication moderne.

Cependant, malgré les progrès constants de la technologie de découpe laser, des problèmes surviennent de temps à autre au cours de l'utilisation réelle. Par exemple, des lentilles de mise au point imprécises peuvent entraîner des bords non lisses, et une puissance laser instable peut entraîner une vitesse de coupe irrégulière et une coupe incomplète des matériaux.

Au cours de la découpe, ces problèmes entraînent non seulement un gaspillage de matériaux, mais aussi une augmentation des coûts, des retards de livraison et même un impact sur la compétitivité du marché. Par conséquent, l'identification et la résolution en temps utile des problèmes courants de la découpe au laser sont essentielles pour garantir des procédures de production sans heurts et améliorer la qualité des produits.

Cet article présente en détail certains problèmes courants rencontrés lors du fonctionnement et de l'exploitation des machines de découpe laser et fournit des plans de révolution professionnels afin d'aider les opérateurs et les ingénieurs de maintenance à résoudre efficacement les problèmes, à garantir un fonctionnement régulier et à maximiser la productivité.

II.Comprendre les machines de découpe laser

Composants de base

Une découpeuse laserLes composants de base du laser comprennent un générateur laser, une tête de découpe, un système de contrôle, un système de transmission (système optique), un système d'assistance et un système de refroidissement. Ces composants interagissent les uns avec les autres pour contrôler avec précision la position et le mouvement des faisceaux laser, puis pour terminer la découpe précise des matériaux.

Générateur de laser :

Le générateur de laser est l'élément central qui génère les faisceaux laser.

Tête de coupe :

tête de coupe

Il contient des lentilles de focalisation et des buses pour concentrer les faisceaux laser et les gaz d'assistance aux zones de coupe.

Système de contrôle :

Véritable cerveau de la machine de découpe laser, le système de commande contrôle les mouvements de la machine et l'émission du laser, et assure une découpe précise.

Système de transmission (système optique) :

Pour les machines de découpe au laser CO2, les faisceaux laser sont dirigés vers la tête de découpe par des miroirs réfléchissants et pour les machines de découpe au laser à fibre, ils sont transmis par des câbles à fibre optique.

Gaz d'assistance :

Des gaz d'assistance sont utilisés pour souffler la matière fondue et nettoyer les zones de coupe afin d'adoucir la trajectoire de la coupe.

Système de refroidissement :

En général, c'est l'unité de refroidissement qui refroidit le générateur laser et d'autres composants afin d'assurer le bon fonctionnement de la machine.

L'interaction de ces composants permet d'obtenir une découpe précise grâce au réglage exact de la puissance du laser, de la vitesse de découpe, de la focalisation et de la pression des gaz d'assistance.

Comment ils interagissent les uns avec les autres

Regardons d'abord une courte vidéo pour découvrir son fonctionnement :

Comment interagissent-ils entre eux ? Quelle est la procédure de découpe laser ? Voici une présentation pas à pas des procédures de travail d'une machine de découpe laser.

Première étape : génération de lasers

En tant que composants essentiels, les lasers génèrent des faisceaux laser. Les lasers excités par l'électricité ou d'autres sources de lumière génèrent des substances de travail, telles que le CO2 ou la fibre. Les faisceaux laser possèdent des niveaux élevés de monochromaticité, de directionnalité et de luminosité.

Deuxième étape : transmission par laser

Les faisceaux laser générés sont concentrés en un petit point lumineux à travers une série de systèmes optiques, notamment des miroirs réfléchissants et des lentilles de focalisation. Dans le cas des machines de découpe au laser CO2, les faisceaux laser sont transmis par des miroirs réfléchissants. Dans les machines de découpe laser à fibre, les lasers sont transmis à la tête de découpe directement par des câbles à fibre.

Troisième étape : Mise au point et traitement des matériaux

Les faisceaux laser sont concentrés dans un petit point avec une puissance laser extrêmement élevée, ce qui peut chauffer le matériau jusqu'aux points d'évaporation. Au cours du processus, le matériau est fondu, évaporé ou brûlé jusqu'au point d'ignition et forme un petit trou. Avec le mouvement relatif de la tête de coupe, le petit trou sera bordé comme un limon étroit selon la direction de coupe de la tête de coupe.

Quatrième étape : Assister le gaz

Pendant la coupe, la tête de coupe injecte des gaz d'assistance, tels que l'oxygène, l'azote et l'air, qui peuvent non seulement souffler la matière fondue et maintenir la coupe propre, mais aussi participer à une réaction chimique. Dans le cas de l'oxycoupage, par exemple, l'oxygène réagit avec le métal chaud pour générer plus de chaleur, ce qui accélère le processus de coupe.

Cinquième étape : Système de contrôle

Le système de commande CNC contrôle l'ensemble du processus de découpe. Les utilisateurs peuvent définir la trajectoire de la tête de coupe et les paramètres à l'aide du programme, tels que la puissance du laser, la vitesse de coupe et la longueur focale, ce qui permet aux découpeurs laser de découper des motifs complexes avec une grande précision.

Tous les composants et principes de fonctionnement d'une découpeuse laser garantissent sa grande efficacité et sa précision dans la production industrielle et en font une machine essentielle, qu'il s'agisse de la transformation de métaux ou de matériaux non métalliques.

Principaux types de machines de découpe laser

Il existe deux grands types de machines de découpe laser : les machines de découpe laser à CO2 et les machines de découpe laser à fibre.

Découpeurs laser CO2

Les machines de découpe au laser CO2 utilisent un gaz comme laser, qui est produit par des décharges électriques en mélangeant du gaz CO2 avec d'autres gaz (tels que l'azote et l'hélium). Avec une longueur d'onde de 10,6 micromètres, elles conviennent à la découpe de matériaux non métalliques, tels que le bois, le plastique, le tissu et l'acrylique.

Les machines de découpe laser CO2 haute puissance peuvent également découper des métaux. En principe, les machines de découpe laser CO2 peuvent produire des surfaces de coupe lisses et propres avec une grande verticalité, ce qui convient aux matériaux exigeant une grande précision de coupe.

Découpeurs laser à fibre

Les machines de découpe au laser à fibre utilisent des lasers solides générés par le mélange de câbles à fibre. Avec une longueur d'onde de 1,06 micromètre, les découpeurs laser à fibre possèdent des taux de transformation électricité-lumière plus élevés, une consommation d'énergie plus faible et des faisceaux laser de meilleure qualité.

De structure compacte et sans entretien, ils conviennent à la découpe de matériaux métalliques hautement réfléchissants et conducteurs. En raison de leur vitesse élevée, de leur efficacité et de leur faible taux d'absorption, les découpeurs laser à fibre sont principalement utilisés pour le traitement des métaux.

Applications et matériaux typiques :

Machine de découpe laser CO2 :

Ils conviennent à la découpe de matériaux non métalliques, tels que le bois, le plastique, le tissu et l'acrylique, ainsi qu'à la découpe de métaux de haute précision.

Machine de découpe laser à fibre :

Ils sont principalement utilisés pour la découpe des métaux, tels que l'acier, le cuivre et l'aluminium, et sont spécialement appliqués pour le traitement des tôles.

III. Problèmes courants dans les machines de découpe laser

machine de découpe laser

Bien que les machines de découpe laser soient largement utilisées dans divers secteurs en raison de leur efficacité et de leur précision élevées, elles peuvent parfois tomber en panne en cours de fonctionnement en raison de nombreux facteurs tels que les matériaux, la technologie et les logiciels.

Dans le chapitre suivant, les problèmes courants et les solutions seront examinés en détail en ce qui concerne les questions liées au matériel, les difficultés techniques et les erreurs de logiciel et de système de contrôle.

Problèmes courants et solutions

Questions liées aux matériaux :

Problèmes liés à l'utilisation de matériaux inappropriés (réflectivité, épaisseur). Lors de la découpe au laser, le choix des matériaux est important. Des matériaux inappropriés conduiront à des taux de réflexion trop élevés et à une épaisseur inappropriée, ce qui aura un impact sur la qualité de la découpe.

Matériau réfléchissant :

Les matériaux très réfléchissants, tels que le cuivre et l'alliage d'aluminium, peuvent provoquer une réflexion du laser qui endommage la machine de découpe ou affecte la qualité de la découpe. La solution consiste donc à utiliser des matériaux spécialisés absorbant le laser ou à ajuster les paramètres, par exemple en réduisant la puissance du laser et en augmentant la pression du gaz d'assistance.

Épaisseur du matériau Question :

Les machines de découpe laser ont certaines exigences concernant l'épaisseur du matériau. Des matériaux trop fins ou trop épais auront un impact sur l'effet de coupe. Par exemple, les matériaux trop fins nécessitent une puissance laser plus faible afin d'éviter de brûler les matériaux.

En général, lors de la découpe de matériaux hautement réfléchissants, il convient de choisir des lasers et des paramètres de découpe appropriés ou d'adopter une technologie spécialisée de suppression des reflets. Régler la puissance du laser et la vitesse de coupe en fonction de l'épaisseur du matériau afin de garantir l'effet de coupe. Utiliser des matériaux professionnels et des guides de sélection pour effectuer des tests afin de choisir le type de matériau et l'épaisseur les plus appropriés pour la découpe au laser.

Difficultés techniques

Lorsque vous utilisez des machines de découpe laser, vous pouvez rencontrer de nombreux problèmes techniques, tels que le désalignement du faisceau, la contamination de la lentille et les incohérences de puissance. Ne vous inquiétez pas, je vous fournirai un guide étape par étape pour résoudre ces problèmes.

Désalignement de la poutre:

Le désalignement du faisceau peut être dû à un mauvais calibrage du chemin optique ou à l'usure des composants. Vous pouvez recalibrer le trajet optique pour vous assurer que les faisceaux laser peuvent irradier la pièce avec précision.

Contamination de l'objectif:

La contamination des lentilles peut rendre la longueur focale du laser floue, ce qui influe considérablement sur la qualité de la découpe. Il est donc essentiel de remplacer les lentilles endommagées ou usées.

Incohérences d'alimentation : Le problème peut être dû au vieillissement du tube laser ou à des problèmes d'alimentation en énergie. Nous pouvons changer le tube laser ou ajuster la source d'énergie pour résoudre le problème.

Erreurs de logiciel et de système de contrôle

Le logiciel et le système de contrôle constituent le cerveau d'une machine de découpe laser. Toute erreur peut entraîner l'échec de l'opération.

Problèmes courants:

Des paramètres logiciels erronés peuvent amener les découpeurs laser à travailler au mauvais endroit ou à ne pas pouvoir découper le long des trajectoires prévues. Lorsque vous rencontrez ce problème, vous devez donc vérifier et vous assurer que la taille de la pièce dans le logiciel de conception est cohérente avec les dimensions définies dans le réglage du laser. C'est la première étape pour résoudre l'erreur.

Maintenance et mise à jour des logiciels :

La mise à jour régulière des logiciels et la correction des vulnérabilités et des erreurs connues peuvent garantir le bon fonctionnement des machines de découpe laser. Dans le même temps, vérifiez la connexion USB ou internet afin de vous assurer que la transmission des données n'est pas soumise à des interférences.

Bien que les découpeurs laser soient des machines d'une grande efficacité et d'une grande précision, nous pouvons rencontrer de nombreux problèmes. Comprendre ces problèmes courants et leurs solutions peut nous aider à prévenir et à résoudre les pannes afin d'assurer un fonctionnement régulier et une production de haute qualité.

IV. Stratégies de maintenance préventive

machine de découpe laser

La maintenance préventive est essentielle au bon fonctionnement des machines de découpe laser. La préparation et la mise en œuvre d'un plan de maintenance permettent de réduire considérablement les pannes et de prolonger la durée de vie des machines. Voici quelques stratégies préventives essentielles.

Liste de contrôle pour l'entretien courant

Vérification et nettoyage :

Les composants clés des machines de découpe laser, tels que les lentilles de mise au point, les miroirs réfléchissants et les têtes de découpe, doivent être vérifiés régulièrement afin de s'assurer qu'ils sont propres et exempts de toute contamination. L'utilisation d'un chiffon propre et sans fibres et d'un détergent spécialisé.

Vérifier l'alimentation en gaz :

Il convient de veiller à ce qu'il y ait suffisamment de gaz d'assistance à pression constante.

Tâches de maintenance faibles

Vérifier le système optique:

Vérifiez l'étalonnage du système de trajectoire optique du laser afin de vous assurer que la trajectoire du faisceau laser est correcte et non biaisée.

Vérifier et nettoyer le ventilateur :

Nettoyez le ventilateur et le système d'échappement à l'intérieur de la machine pour éviter que l'accumulation de poussière n'affecte l'effet de refroidissement.

Tâche de maintenance mensuelle :

Vérifier le système de transmission mécanique :

Vérifier et ajuster la tension des rails de guidage, des engrenages et des courroies afin de garantir un système de transmission souple et sans bruit.

Mise à jour du logiciel :

Mise à jour du logiciel de contrôle des machines de découpe au laser et installation de la dernière version afin de corriger les failles connues et d'améliorer les performances.

Importance d'un service professionnel

Bien que l'entretien quotidien et périodique puisse être effectué par les opérateurs, certains problèmes complexes ou l'entretien approfondi régulier doivent être mis en œuvre par des professionnels dans ce domaine. Par exemple, la maintenance de la source laser, l'étalonnage et la révision de l'ensemble de la machine doivent être effectués par des techniciens disposant de connaissances et d'outils professionnels.

Formation et meilleures pratiques opérationnelles

Une formation adéquate pour minimiser les erreurs opérationnelles :

Les opérateurs doivent être formés régulièrement à l'utilisation, à l'entretien et à la sécurité afin d'acquérir les procédures d'utilisation et les connaissances en matière d'entretien les plus récentes. Les opérateurs doivent être encouragés à lire et à mémoriser le manuel d'utilisation des machines de découpe laser. Les manuels contiennent généralement des méthodes d'utilisation correctes de la machine et des guides de dépannage.

Meilleures pratiques à suivre par les opérateurs :

Éviter les surcharges : choisir les paramètres laser appropriés en fonction de l'épaisseur et de la qualité des matériaux et éviter les dommages causés aux machines par les surcharges.

Donner un retour d'information en temps utile : Si les opérateurs rencontrent des problèmes ou des situations anormales, ils doivent en informer l'équipe de maintenance à temps afin d'éviter que de petits problèmes ne se transforment en défaillances majeures.

Globalement, la mise en œuvre de méthodes préventives peut minimiser le taux de défaillance des machines de découpe laser, garantir la productivité et la qualité des produits, et prolonger la durée de vie des machines.

V. Techniques avancées de dépannage

En tant que machines destinées à un traitement précis, elles peuvent rencontrer de nombreux problèmes de fonctionnement. Des techniques avancées de dépannage peuvent aider les opérateurs à identifier les problèmes et leurs causes afin d'adopter des méthodes efficaces.

Outils de diagnostic

Les outils de diagnostic pour les machines de découpe laser comprennent principalement des instruments de test polyvalents, des logiciels spécialisés et des systèmes d'autodiagnostic intégrés, qui peuvent tester les paramètres essentiels de la puissance du laser, de l'alignement du chemin optique et des systèmes électriques. Je présenterai les trois outils de diagnostic en détail.

Instruments d'essai polyvalents :

Les instruments de test polyvalents, tels que les wattmètres laser et les compteurs électriques multifonctions, sont principalement utilisés pour mesurer la puissance de sortie du laser et l'état de la connexion électrique.

Logiciels spécialisés :

De nombreuses machines de découpe laser sont équipées d'un logiciel de diagnostic spécialisé qui peut tester la machine de manière exhaustive, y compris les erreurs logicielles et les défaillances matérielles par le biais d'une connexion informatique.

Systèmes d'autodiagnostic intégrés :

Les machines de découpe laser modernes sont normalement équipées d'un système d'autodiagnostic qui peut effectuer un autodiagnostic et signaler les codes d'erreur afin de localiser rapidement les problèmes.

Comment les utiliser

Lors de l'utilisation d'outils de diagnostic, il convient de définir les paramètres de base conformément au manuel d'utilisation ou aux instructions du fabricant. Ensuite, il faut choisir les outils de diagnostic appropriés en fonction des problèmes rencontrés pour effectuer un test. Par exemple, si une machine de découpe laser ne fonctionne pas bien, il convient d'utiliser un appareil de mesure de la puissance de sortie du laser pour vérifier si la puissance de sortie est correcte.

Premier cas :

Le phénomène de coupe intermittente se produit lors du processus de coupe d'un découpeur laser. L'utilisation de compteurs électriques polyvalents permet de détecter les connexions desserrées de la source d'électricité. Ainsi, après avoir fixé les connexions, le problème est résolu.

Deuxième cas :

La précision décroissante d'une machine de découpe laser peut être analysée par un logiciel spécialisé. Après le test, les chemins optiques sont ajustés selon les instructions du logiciel. La précision de la découpe est ainsi rétablie.

Quand faire appel à un professionnel

Bien que de nombreux problèmes puissent être résolus par les méthodes ci-dessus, il est parfois nécessaire de faire appel à des professionnels pour obtenir de l'aide :

Scénarios dans lesquels une aide professionnelle est nécessaire :

Défaillances matérielles complexes : dommages causés par le laser, dysfonctionnement de la carte de contrôle principale. Ces problèmes doivent être résolus par des professionnels disposant de connaissances et d'outils professionnels.

Problèmes répétitifs : si un problème se répète, il peut s'agir de défaillances plus graves, qui nécessitent un diagnostic approfondi de la part des techniciens.

Comment choisir le bon prestataire de services :

Lors du choix du prestataire de services, de nombreux facteurs doivent être pris en compte :

Qualifications professionnelles : il convient de choisir des prestataires de services disposant de certifications officielles et d'une bonne réputation.

Expérience des services : il est important de comprendre l'expérience et les cas des prestataires de services dans le domaine de la maintenance des machines de découpe laser.

Temps de réponse et qualité du service : choisir des fournisseurs qui peuvent répondre rapidement et offrir des services de haute qualité.

VI. Conclusion

Dans cet article, les défaillances et les problèmes courants des machines de découpe laser sont expliqués en détail afin de servir de référence aux entreprises et aux amateurs individuels. En outre, un facteur important à prendre en compte est la sélection des bons prestataires de services. Un prestataire de services peut réduire les coûts de réparation et d'entretien d'une machine de découpe laser et prolonger sa durée de vie, ce qui peut maximiser les avantages pour vos entreprises.

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