Техническа статия · Ретрофит TRUMPF
Вътре в ретрофит на TRUMPF CO₂ към фибро лазер
Обяснение на ключови хардуерни и контролни системи — от интеграция на режещата глава и автофокус до преобразуване на сигнали, оптична защита, дистанционна диагностика и пускане в експлоатация на място.
Ретрофитът на TRUMPF CO₂ лазерна режеща машина с фибро лазерен източник включва много повече от смяна на резонатора и инсталиране на нова режеща глава. Оригиналната машина е проектирана около различна система за доставка на лъча, контролна логика, процес на рязане и набор от изисквания за безопасност. Следователно успешното преобразуване зависи от внимателната интеграция на механични, оптични, електрически и софтуерни компоненти.
В тази статия разглеждаме по-подробно основния хардуер, използван при ретрофит на TRUMPF CO₂ към фибро лазер, и обясняваме как всяка част допринася за безопасна, практична и обслужваема система.
Гледайте пълното видео: Ретрофит на TRUMPF CO₂ лазер към фибро лазер: обяснение на хардуера и контрола
За по-широк преглед на процеса на преобразуване започнете с нашето пълно ръководство за преобразуване на TRUMPF CO₂ лазер във фибро лазер.
Защо ретрофитът на TRUMPF CO₂ лазер е проект за системна интеграция
Машина TRUMPF е изградена като цялостна система. Нейният CNC, система за контрол на височината, режими на рязане, аларми и периферно оборудване работят заедно. Смяната на лазерната технология влияе на начина, по който тези системи комуникират.
Целта на добре проектиран ретрофит не е да се изхвърлят всички оригинални компоненти. Където е възможно, доказани части от съществуващата машина могат да бъдат запазени и интегрирани с новото фибро лазерно оборудване. Това намалява ненужните промени, като същевременно запазва познатите функции на машината.
Въпреки това, ретрофитът трябва също да добави възможности, които оригиналната CO₂ конфигурация не е изисквала. Те включват контрол на работния цикъл на фибро лазера, управление на автофокуса, оптично наблюдение на температурата, дистанционна диагностика и хардуер, специално адаптиран за фибро рязане.
1. Фибро лазерна режеща глава и оригинална система за измерване на височина
Една от най-видимите промени е замяната на оригиналната CO₂ режеща глава с фибро лазерна режеща глава.
По време на преобразуването оригиналните капацитивни компоненти за измерване на височината на TRUMPF могат да бъдат адаптирани към новата глава. Сглобката на сензора и нейното оригинално кабелно свързване остават свързани с контролера за височина на TRUMPF, което позволява на машината да продължи да следи разстоянието между дюзата и повърхността на листа.
Запазването на тази част от оригиналната система за контрол на височината има две важни предимства:
- Запазва доказана функция на машината.
- Това намалява броя на ненужните промени в оригиналната архитектура на управлението.
Главата за рязане трябва да се избира според предвидената лазерна мощност. Например, глава с капацитет до 8 kW може да поддържа ретрофит с 6 kW, докато система с 12 kW изисква глава за рязане, проектирана за по-високата мощност.
2. Наблюдение на оптичната температура и автоматична защита
Чистата и здрава оптика е от съществено значение при рязане с влакнен лазер с висока мощност. Замърсяване или повреда на защитното стъкло, фокусиращата леща или колимиращата оптика може да доведе до повишаване на температурата вътре в главата за рязане.
Системата за ретрофит използва софтуер за наблюдение на оптичните температури в реално време. Ако наблюдаваната температура надвиши определения лимит, главата за рязане изпраща аларма към контролера на ретрофита. Контролерът след това съобщава за повредата на машината TRUMPF, за да се спре рязането.
Тази защитна верига помага да се предотврати малък оптичен проблем да се превърне в по-сериозна повреда:
Може да се достави и специално мобилно устройство за локално наблюдение на данните от главата за рязане, което дава на оператора удобен начин да преглежда оптичното състояние по време на производство и поддръжка.
3. Серво задвижване за автофокус
За разлика от оригиналната оптична подредба, новата глава за рязане с влакна изисква специален контрол на автофокуса. Автофокусното серво задвижване премества вътрешната система за фокусиране до необходимата позиция според командите от контролера на ретрофита.
Положението на фокуса е критичен параметър на процеса. Пробиване, рязане, отстраняване на фолио и различни комбинации от материали или дебелини може да изискват различни фокусни позиции. Серво задвижването позволява тези позиции да се контролират точно като част от цикъла на машината.
Системата също така предоставя ръчен режим на фокусиране за настройка. Това е особено полезно при проверка и корекция на подравняването на дюзата, тъй като техникът може да премества фокуса директно от интерфейса на ретрофита, без да разчита на нормалната автоматична последователност.
4. Индустриален шлюз за дистанционно обслужване
Дистанционната поддръжка е важна част от съвременната система за ретрофит, особено когато машината е инсталирана далеч от доставчика на ретрофит.
Индустриален шлюз за дистанционно обслужване осигурява сигурен достъп до контролера за ретрофит и сензорния екран, когато клиентът свърже устройството към интернет. Със съответното разрешение и валидна връзка, сервизните инженери могат да инспектират състоянието на системата и да преглеждат аларми без незабавно пътуване до мястото. Sky Fire Laser също предлага опция за дистанционно пускане в експлоатация и техническа поддръжка за подходящи проекти.
В зависимост от свързаните сигнали, дистанционната диагностика може да обхваща:
- аларми за температура на режещата глава и оптиката;
- аларми на източника на влакнест лазер;
- аларми на охладителя на вода;
- автофокус и статус на контролера; и
- други повреди, интегрирани в системата за ретрофит.
Дистанционният достъп не замества поддръжката на място, но може значително да подобри първоначалната диагностика на повреди. В много случаи екипът за обслужване може да идентифицира засегнатата подсистема и да насочи клиента към правилната следваща стъпка преди да бъде организирано посещение на място.
5. Контролер на интерфейса за ретрофит: Ядрото на преобразуването
Контролерът на интерфейса е централната връзка между оригиналната машина TRUMPF и новото оборудване с влакнест лазер. Специализирана система за ретрофит контрол от CO₂ към влакнест лазер TRUMPF се използва за управление на това преобразуване на сигнала и добавените функции на влакнестия лазер.
Неговата задача е да приема процесни сигнали от контролера TRUMPF, да ги интерпретира и да генерира командите, необходими за новото оборудване.
Сигнали, получени от оригиналната машина
Контролерът може да улавя команди и параметри като:
- състояния на пробиване и рязане;
- заявена мощност на лазера; и
- честота на импулсите.
Сигнали, изпратени към системата на влакнестия лазер
След обработка на оригиналните сигнали на машината, контролерът изпраща необходимите изходи към:
- източник на влакнест лазер;
- серво задвижване за автофокус; и
- други устройства за безопасност и контрол при ретрофит.
Тези изходи могат да включват включване на лазера, заявена мощност, честота, работен цикъл и команди за позиция на фокуса.
Това преобразуване на сигнала е от съществено значение, тъй като източникът на CO₂ лазер и източникът на влакнест лазер не работят с идентични изисквания за управление. Контролерът на интерфейса позволява на оригиналния CNC да остане основният контрол на машината, като същевременно дава на източника на влакнест лазер допълнителните команди, от които се нуждае.
6. Защо трябва да се добави контрол на работния цикъл
В оригиналната конфигурация на CO₂ машината основно предоставя команди за мощност и честота на лазера. Процесът с влакнест лазер също силно зависи от работния цикъл — процентът от всеки период на импулса, през който лазерът излъчва.
Работният цикъл е особено важен при пробиване. Ако се достави прекалено много енергия твърде бързо, пробивът може да стане нестабилен и да предизвика силно пръскане или силен взрив. Това е особено важно при използване на кислород за обработка на въглеродна стомана.
Затова ретрофит сензорният екран позволява да се дефинират стойности на работния цикъл за различни операции, включително:
- пробиване;
- нормално рязане;
- маркиране или гравиране; и
- премахване на защитно фолио преди рязане.
Нормалното рязане може да използва работен цикъл близък до непрекъснат изход, докато пробиването често изисква по-ниска, внимателно настроена стойност. Точните параметри зависят от мощността на лазера, материала, дебелината, помощния газ, конфигурацията на дюзата и изисквания резултат от процеса. Те трябва да се установят по време на пускане в експлоатация, а не да се копират безразборно от друга машина.
7. Функции на сензорния екран за настройка и подравняване на дюзата
Ретрофит сензорният екран е повече от дисплей за статус. Той предоставя процесни функции, които не са налични в оригиналния интерфейс на CO₂ машината.
Една ключова функция е тестът за центриране на дюзата. За стабилно рязане лазерният лъч трябва да преминава през центъра на отвора на дюзата. Техникът може да зададе ниска тестова мощност, продължителност на импулса, честота и работен цикъл, след което да задейства кратък импулс, за да провери позицията на лъча върху целта.
Ако маркировката е изместена от центъра, режещата глава се регулира и тестът се повтаря, докато лъчът не бъде правилно подравнен.
Сензорният екран също позволява ръчно движение на фокуса по време на тази процедура, което прави настройката по-бърза и по-удобна. Тъй като дори малка грешка в подравняването може да повлияе на потока на газа, качеството на рязане или живота на дюзата, тази функция е основен инструмент за пускане в експлоатация и поддръжка.
8. Персонализиран механичен монтаж и управление на кабелите
Оптичната режеща глава не може просто да бъде закрепена на мястото на оригиналната CO₂ глава. Необходим е комплект персонализирани механични части, за да се монтира новата глава сигурно към съществуващата структура на машината.
Тези части могат да включват:
- монтажна плоча за режещата глава;
- скоби и монтажни блокове;
- адаптери, съвпадащи с оригиналния плъзгач или каретка; и
- подпори от ламарина за верижния кабелопровод.
Верижният кабелопровод трябва безопасно да носи оптичния кабел, електрическите кабели, линиите за помощен газ и други услуги, докато режещата глава се движи. Маршрутът му трябва да спазва минималния радиус на огъване на оптичния кабел и да предотвратява триене, усукване или смущения през целия ход на оста.
Тези компоненти може да изглеждат прости, но техните размери и монтажни позиции са базирани на геометрията на машината и опита от ретрофит. Механичната точност пряко влияе върху подравняването на главата, надеждността на движението и дългосрочната стабилност.
9. Керамичен адаптер и двуслойни дюзи
Оригиналната TRUMPF CO₂ режеща система обикновено използва еднослойна дюза. Рязането с влакнест лазер обаче може да изисква различен дизайн на дюзата. Двуслойните дюзи често се използват за рязане с кислород на въглеродна стомана.
Оригиналният керамичен държач и стандартната дюза за влакнест лазер може да използват несъвместими резби или размери. За да се реши това, може да се произведе специален керамичен адаптер с:
- външни размери, съвместими със сборката на режещата глава TRUMPF; и
- вътрешна резба, проектирана за необходимата дюза за влакнест лазер.
Този малък адаптер позволява ретрофитът да запази необходимия механичен интерфейс, като същевременно поддържа опции за дюзи, подходящи за рязане с влакнест лазер.
10. Защо професионалното пускане в експлоатация на място е от съществено значение
Предоставянето на комплект за ретрофит не означава, че преобразуването трябва да се третира като инсталация „направи си сам“.
TRUMPF е произвел много модели и конфигурации на машини. Въпреки че контролерът, режещата глава, монтажните части и окабеляването могат да бъдат сглобени и тествани преди изпращане, окончателната интеграция все още зависи от конкретната машина.
Работата на място може да включва:
- проверка на точната конфигурация на машината;
- инсталиране и подравняване на механичните сборки;
- завършване на електрическите и контролни връзки;
- адаптиране на логиката на сигналите и параметрите на машината;
- проверка на заключвания и аларми;
- подравняване на лъча и дюзата;
- тест на движението на фокуса;
- настройка на параметрите за рязане и пробиване; и
- валидация на производителността при реални производствени условия.
Поради тази причина инсталирането и пускането в експлоатация трябва да се извърши от опитен инженер ретрофит на място при клиента. Ретрофитите на TRUMPF могат да бъдат по-сложни от преобразуванията на по-малко интегрирани машинни платформи, а малките детайли могат да определят дали завършената система е надеждна и безопасна.
Заключение
Ретрофит на TRUMPF от CO₂ към влакнест лазер не е ъпгрейд с един компонент. Това е координирана интеграция на новия лазерен източник и режещата глава с оригиналния CNC, контрол на височината, платформа за движение, защитна верига и периферно оборудване на машината.
Ключовите елементи включват:
- влакнесто режещо устройство с мощност, съответстваща на изискванията;
- запазени и адаптирани компоненти за измерване на височина TRUMPF;
- защита от оптична температура в реално време;
- контрол на автофокуса;
- специализиран контролер за преобразуване на сигнали;
- функции за работен цикъл и центриране на дюзата;
- отдалечена диагностика;
- специализирани монтажни и кабелни системи за управление; и
- адаптери за дюзи, проектирани за технологията за рязане с влакнест лазер.
Когато тези системи се проектират, инсталират и пускат в експлоатация като цялостен пакет, съществуваща машинна платформа може да придобие обработващите възможности на технологията с влакнест лазер, като същевременно запази ценни части от оригиналното оборудване.
Планирате ретрофит на TRUMPF? Ако обмисляте ретрофит за вашата лазерна машина TRUMPF, първата стъпка е да определите точния модел на машината, година, текуща лазерна мощност, работна площ, версия на контролера, материали, диапазон на дебелини и производствени изисквания. Тази информация позволява да се оцени техническата осъществимост и да се определи правилната конфигурация за ретрофит. Можете също да прегледате нашия преглед на решението за ретрофит TRUMPF CO₂ към влакнест лазер или да се свържете с екипа на Sky Fire Laser за оценка, специфична за модела.
Често задавани въпроси
Може ли всяка лазерна машина TRUMPF CO₂ да бъде конвертирана във влакнеста?
Не автоматично. Възможността зависи от модела на машината, възрастта, механичното състояние, CNC и електрическата конфигурация, работната площ и необходимата изходна мощност. Необходима е техническа оценка, преди да се потвърди план за ретрофит.
Може ли оригиналният контролер TRUMPF да се използва все още?
В показания подход оригиналният CNC остава основният контролер на машината. Специализиран интерфейсен контролер превежда неговите процесни сигнали в команди, подходящи за влакнестия лазерен източник и системата за автофокус.
Може ли оригиналната глава за рязане да бъде запазена?
Глава за рязане с CO₂ се заменя с глава за рязане с влакнест лазер. Избрани оригинални компоненти, като части от капацитивната система за измерване на височина, могат да бъдат запазени и адаптирани, където е технически подходящо.
Каква лазерна мощност може да бъде инсталирана?
Необходимата мощност зависи от приложението и конфигурацията на машината. Режимът на рязане, лазерният източник, охладителят, електрическата система, системата за извличане и мерките за безопасност трябва всички да бъдат специфицирани за избраната мощност. Режим, оценен за 8 kW, може да се използва в система от 6 kW, докато ретрофит за 12 kW изисква компоненти с подходящ рейтинг.
Може ли ретрофитът да бъде инсталиран дистанционно?
Отдалечената поддръжка е ценна за диагностика и отстраняване на проблеми, но физическата конверсия и окончателното пускане в експлоатация трябва да се извършат на място от опитни инженери. Механични, електрически, контролни и процесни настройки, специфични за модела, не могат да бъдат напълно решени само чрез отдалечени указания.
TRUMPF е търговска марка на съответния ѝ собственик. Тази статия описва независимо решение за ретрофит и не предполага връзка с или одобрение от TRUMPF.
