Articol tehnic · Modernizare TRUMPF
În interiorul unei modernizări TRUMPF CO₂-la-laser cu fibră
Sisteme cheie de hardware și control explicate – de la integrarea capului de tăiere și autofocalizare până la conversia semnalului, protecția optică, diagnosticarea la distanță și punerea în funcțiune la fața locului.
Modernizarea unei mașini de tăiere cu laser TRUMPF CO₂ cu o sursă de laser cu fibră implică mult mai mult decât înlocuirea rezonatorului și instalarea unui cap de tăiere nou. Mașina originală a fost proiectată în jurul unui sistem diferit de livrare a fasciculului, a unei logici de control, a unui proces de tăiere și a unui set de cerințe de siguranță. Prin urmare, o conversie reușită depinde de integrarea atentă a componentelor mecanice, optice, electrice și software.
În acest articol, analizăm mai atent hardware-ul de bază folosit într-o modernizare TRUMPF CO₂-la-laser cu fibră și explicăm cum contribuie fiecare parte la un sistem sigur, practic și ușor de întreținut.
Urmăriți videoclipul complet: Modernizarea laserului TRUMPF CO₂ în laser cu fibră: hardware și control explicate
Pentru o privire de ansamblu mai largă asupra procesului de conversie, începeți cu ghidul complet pentru convertirea unui laser TRUMPF CO₂ în laser cu fibră.
De ce modernizarea unui laser TRUMPF CO₂ este un proiect de integrare a sistemului
O mașină TRUMPF este construită ca un sistem complet. CNC-ul său, sistemul de control al înălțimii, ciclurile de tăiere, alarmele și echipamentele periferice funcționează toate împreună. Schimbarea tehnologiei laser afectează modul în care aceste sisteme comunică.
Scopul unei modernizări bine proiectate nu este să elimine toate componentele originale. Oriunde este practic, părțile dovedite ale mașinii existente pot fi păstrate și integrate cu noul echipament cu laser cu fibră. Aceasta reduce schimbările inutile, păstrând în același timp funcțiile familiare ale mașinii.
Totuși, modernizarea trebuie să adauge și funcționalități pe care configurația originală CO₂ nu le necesita. Acestea includ controlul ciclului de funcționare al laserului cu fibră, gestionarea autofocalizării, monitorizarea optică a temperaturii, diagnosticare la distanță și hardware adaptat special pentru tăierea cu fibră.
1. Cap de tăiere cu laser cu fibră și sistemul original de detectare a înălțimii
Una dintre cele mai vizibile schimbări este înlocuirea capului original de tăiere CO₂ cu un cap de tăiere cu laser cu fibră.
În timpul conversiei, componentele originale TRUMPF pentru detectarea capacitivă a înălțimii pot fi adaptate la noua capetă. Ansamblul senzorului și conexiunea sa originală prin cablu rămân legate de controlerul de înălțime TRUMPF, permițând mașinii să continue să monitorizeze distanța dintre duză și suprafața tablei.
Păstrarea acestei părți a sistemului original de control al înălțimii are două beneficii importante:
- Păstrează o funcție a mașinii dovedită.
- Reduce numărul de modificări inutile ale arhitecturii originale de control.
Capul de tăiere trebuie selectat în funcție de puterea laserului intenționată. De exemplu, un cap evaluat pentru până la 8 kW poate susține un retrofit de 6 kW, în timp ce un sistem de 12 kW necesită un cap de tăiere proiectat pentru nivelul de putere mai mare.
2. Monitorizarea temperaturii optice și protecția automată
Optica curată și sănătoasă este esențială în tăierea cu laser cu fibră de mare putere. Contaminarea sau deteriorarea ferestrei de protecție, a lentilei de focalizare sau a opticii de colimare poate cauza creșterea temperaturii în interiorul capului de tăiere.
Sistemul de retrofit utilizează software pentru a monitoriza temperaturile optice în timp real. Dacă o temperatură monitorizată depășește limita definită, capul de tăiere trimite o alarmă către controlerul de retrofit. Controlerul comunică apoi defecțiunea către mașina TRUMPF pentru a opri tăierea.
Acest lanț de protecție ajută la prevenirea transformării unei probleme optice minore într-o deteriorare mai gravă:
Poate fi furnizat și un dispozitiv mobil dedicat pentru monitorizarea locală a datelor capului de tăiere, oferind operatorului o modalitate convenabilă de a vizualiza starea optică în timpul producției și întreținerii.
3. Servomotor pentru autofocalizare
Spre deosebire de aranjamentul optic original, noul cap de tăiere cu fibră necesită un control dedicat al autofocalizării. Un servomotor pentru autofocalizare mută sistemul intern de focalizare la poziția necesară conform comenzilor de la controlerul de retrofit.
Poziția de focalizare este un parametru critic al procesului. Perforarea, tăierea, îndepărtarea filmului și diferitele combinații de materiale sau grosimi pot necesita poziții focale diferite. Servomotorul permite controlul precis al acestor poziții ca parte a ciclului mașinii.
Sistemul oferă, de asemenea, un mod manual de focalizare pentru lucrările de configurare. Acest lucru este deosebit de util atunci când se verifică și se ajustează alinierea duzei, deoarece tehnicianul poate muta focalizarea direct din interfața de retrofit fără a se baza pe secvența automată normală.
4. Gateway industrial pentru servicii la distanță
Asistența la distanță este o parte importantă a unui sistem modern de retrofitare, mai ales când mașina este instalată departe de furnizorul de retrofit.
Un gateway industrial de servicii la distanță oferă acces securizat la controlerul retrofit și la ecranul tactil atunci când clientul conectează unitatea la internet. Cu autorizare și o conexiune validă, inginerii de service pot inspecta starea sistemului și pot revizui alarmele fără a se deplasa imediat la fața locului. Sky Fire Laser oferă, de asemenea, o opțiune de punere în funcțiune și suport tehnic la distanță pentru proiectele potrivite.
În funcție de semnalele conectate, diagnosticul de la distanță poate acoperi:
- alarme ale capului de tăiere și ale temperaturii optice;
- alarme ale sursei laser cu fibră;
- alarme ale răcitorului cu apă;
- starea autofocusului și a controlerului; și
- alte defecțiuni integrate în sistemul retrofit.
Accesul de la distanță nu înlocuiește întreținerea la fața locului, dar poate îmbunătăți semnificativ diagnosticul inițial al defecțiunilor. În multe cazuri, echipa de service poate identifica subsistemul afectat și poate ghida clientul către pasul corect următor înainte de a organiza o vizită la fața locului.
5. Controlerul de interfață retrofit: nucleul conversiei
Controlerul de interfață este legătura centrală între mașina TRUMPF originală și noul echipament laser cu fibră. Un sistem dedicat de control retrofit CO₂-la-fibră TRUMPF este folosit pentru a gestiona această conversie a semnalului și funcțiile suplimentare ale laserului cu fibră.
Sarcina sa este să primească semnalele de proces de la controlul TRUMPF, să le interpreteze și să genereze comenzile necesare echipamentului nou.
Semnale primite de la mașina originală
Controlerul poate captura comenzi și parametri precum:
- stările de perforare și tăiere;
- puterea laserului solicitată; și
- frecvența impulsurilor.
Semnale trimise către sistemul laser cu fibră
După procesarea semnalelor originale ale mașinii, controlerul trimite ieșirile necesare către:
- sursa laser cu fibră;
- servo-drive-ul de autofocus; și
- alte dispozitive de siguranță și control retrofit.
Aceste ieșiri pot include activarea laserului, cererea de putere, frecvența, ciclul de funcționare și comenzile pentru poziția de focalizare.
Această conversie a semnalului este esențială deoarece o sursă laser CO₂ și o sursă laser cu fibră optică nu funcționează cu aceleași cerințe de control. Controlerul de interfață permite CNC-ului original să rămână controlul principal al mașinii, oferind în același timp sursei laser cu fibră comenzile suplimentare de care are nevoie.
6. De ce trebuie adăugat controlul ciclului de funcționare
În configurația originală CO₂, mașina furnizează în principal comenzi pentru puterea și frecvența laserului. Un proces cu laser cu fibră optică se bazează, de asemenea, mult pe ciclul de funcționare — procentajul din fiecare perioadă de impuls în care laserul emite.
Ciclul de funcționare este deosebit de important în timpul perforării. Dacă se livrează energie excesivă prea rapid, perforarea poate deveni instabilă și poate produce stropi grei sau o explozie violentă. Acest lucru este deosebit de relevant când se folosește oxigen pentru prelucrarea oțelului carbon.
Ecranul tactil retrofitat permite astfel definirea valorilor ciclului de funcționare pentru diferite operațiuni, inclusiv:
- perforare;
- tăiere normală;
- marcare sau gravare; și
- îndepărtarea foliei de protecție înainte de tăiere.
Tăierea normală poate folosi un ciclu de funcționare aproape continuu, în timp ce perforarea necesită adesea o valoare mai mică, reglată cu atenție. Parametrii exacți depind de puterea laserului, material, grosime, gaz de asistență, configurația duzei și rezultatul procesului dorit. Aceștia trebuie stabiliți în timpul punerii în funcțiune, nu copiați orbeste de la o altă mașină.
7. Funcții ale ecranului tactil pentru configurare și alinierea duzei
Ecranul tactil retrofitat este mai mult decât un afișaj de stare. Oferă funcții de proces care nu sunt disponibile în interfața originală a mașinii CO₂.
O funcție cheie este testul de centrare a duzei. Pentru o tăiere stabilă, fasciculul laser trebuie să treacă prin centrul orificiului duzei. Tehnicianul poate seta o putere de test redusă, durata impulsului, frecvența și ciclul de funcționare, apoi poate declanșa un impuls scurt pentru a verifica poziția fasciculului pe o țintă.
Dacă marca este decentrată, capul de tăiere se ajustează și testul se repetă până când fasciculul este aliniat corect.
Ecranul tactil permite, de asemenea, mișcarea manuală a focalizării în timpul acestei proceduri, făcând configurarea mai rapidă și mai convenabilă. Deoarece chiar și o mică eroare de aliniere poate afecta fluxul de gaz, calitatea tăierii sau durata de viață a duzei, această funcție este un instrument esențial pentru punerea în funcțiune și întreținere.
8. Montare mecanică personalizată și gestionarea cablurilor
Capul de tăiere cu fibră nu poate fi pur și simplu fixat în spațiul ocupat de capul original CO₂. Este necesar un set de piese mecanice personalizate pentru a fixa noul cap în siguranță pe structura existentă a mașinii.
Aceste piese pot include:
- o placă de montare pentru capul de tăiere;
- console și blocuri de montare;
- adaptori potriviți pentru șina sau căruciorul original; și
- suporturi din tablă pentru lanțul de tracțiune.
Lanțul de tracțiune trebuie să transporte în siguranță cablul de fibră optică, cablurile electrice, conductele de gaz de asistență și alte servicii pe măsură ce capul de tăiere se mișcă. Traseul său trebuie să respecte raza minimă de îndoire a cablului de fibră și să prevină frecarea, răsucirea sau interferențele pe întreaga cursă a axei.
Aceste componente pot părea simple, dar dimensiunile și pozițiile lor de instalare se bazează pe geometria mașinii și experiența de retrofitare. Precizia mecanică afectează direct alinierea capului, fiabilitatea mișcării și stabilitatea pe termen lung.
9. Adaptor ceramic și duze cu dublu strat
Configurația originală de tăiere CO₂ TRUMPF folosește de obicei o duză cu un singur strat. Tăierea cu laser cu fibră poate necesita însă un design diferit al duzei. Duzele cu două straturi sunt adesea folosite pentru tăierea cu oxigen a oțelului carbon.
Suportul ceramic original și o duză standard pentru laser cu fibră pot folosi filete sau dimensiuni incompatibile. Pentru a rezolva acest lucru, se poate fabrica un adaptor ceramic personalizat cu:
- dimensiuni exterioare compatibile cu ansamblul capului de tăiere TRUMPF; și
- un filet interior proiectat pentru duza necesară de laser cu fibră.
Acest adaptor mic permite retrofitului să păstreze interfața mecanică necesară, susținând în același timp opțiuni de duze potrivite pentru tăierea cu laser cu fibră.
10. De ce este esențială punerea în funcțiune profesională la fața locului
Furnizarea unui kit de retrofit nu înseamnă că conversia trebuie tratată ca o instalare de tip „fă-o singur”.
TRUMPF a produs multe modele și configurații de mașini. Deși controlerul, capul de tăiere, piesele de montare și cablajul pot fi asamblate și testate înainte de expediere, integrarea finală depinde totuși de mașina specifică.
Lucrările la fața locului pot include:
- verificarea configurației exacte a mașinii;
- instalarea și alinierea ansamblurilor mecanice;
- finalizarea conexiunilor electrice și de control;
- adaptarea logicii semnalului și a parametrilor mașinii;
- verificarea întreruperilor și alarmelor;
- alinierea fasciculului și a duzei;
- testarea mișcării focalizării;
- ajustarea parametrilor de tăiere și perforare; și
- validarea performanței în condiții reale de producție.
Din acest motiv, un inginer experimentat în retrofituri ar trebui să finalizeze instalarea și punerea în funcțiune la sediul clientului. Retrofiturile TRUMPF pot fi mai complexe decât conversiile platformelor de mașini mai puțin integrate, iar detaliile mici pot determina dacă sistemul final este fiabil și sigur.
Concluzie
Un retrofit TRUMPF de la CO₂ la laser cu fibră nu este o actualizare cu un singur component. Este o integrare coordonată a noii surse laser și a capului de tăiere cu CNC-ul original al mașinii, controlul înălțimii, platforma de mișcare, circuitul de siguranță și echipamentele periferice.
Elementele cheie includ:
- un cap de tăiere cu fibră cu putere potrivită;
- componente TRUMPF de detectare a înălțimii păstrate și adaptate;
- protecție optică a temperaturii în timp real;
- control autofocus;
- un controler dedicat pentru conversia semnalului;
- funcții de ciclu de lucru și centrare a duzei;
- diagnosticare la distanță;
- hardware personalizat pentru montare și gestionare a cablurilor; și
- adaptoare pentru duze proiectate pentru tehnologia de tăiere cu laser cu fibră.
Când aceste sisteme sunt proiectate, instalate și puse în funcțiune ca un pachet complet, o platformă de mașină existentă poate dobândi capacitățile de procesare ale tehnologiei cu laser cu fibră, păstrând în același timp părți valoroase ale echipamentului original.
Planificați un retrofit TRUMPF? Dacă evaluați un retrofit pentru mașina dvs. de tăiere cu laser TRUMPF, primul pas este să identificați modelul exact al mașinii, anul, puterea actuală a laserului, zona de lucru, versiunea controlerului, materialele, gama de grosimi și cerințele de producție. Aceste informații permit evaluarea fezabilității tehnice și definirea configurației corecte de retrofit. De asemenea, puteți consulta prezentarea generală a soluției de retrofit TRUMPF CO₂-la-fibră sau contacta echipa Sky Fire Laser pentru o evaluare specifică modelului.
Întrebări frecvente
Poate fi convertită orice mașină de tăiere cu laser CO₂ TRUMPF în fibră?
Nu automat. Fezabilitatea depinde de modelul mașinii, vârstă, condiția mecanică, configurația CNC și electrică, zona de lucru și puterea de ieșire necesară. Este necesară o evaluare tehnică înainte ca un plan de retrofit să poată fi confirmat.
Poate fi folosit în continuare controlerul TRUMPF original?
În abordarea prezentată aici, CNC-ul original rămâne controlerul principal al mașinii. Un controler de interfață dedicat traduce semnalele sale de proces în comenzi potrivite pentru sursa laser cu fibră și sistemul de autofocus.
Poate fi păstrat capul de tăiere original?
Capul de tăiere CO₂ este înlocuit cu un cap de tăiere cu laser cu fibră. Componente originale selectate, cum ar fi părți din sistemul capacitiv de detectare a înălțimii, pot fi păstrate și adaptate acolo unde este tehnic adecvat.
Ce putere laser poate fi instalată?
Puterea necesară depinde de aplicație și de configurația mașinii. Capul de tăiere, sursa laser, răcitorul, sistemul electric, sistemul de extracție și măsurile de siguranță trebuie toate specificate pentru puterea selectată. Un cap cu o putere nominală de 8 kW poate fi folosit într-un sistem de 6 kW, în timp ce un retrofit de 12 kW necesită componente corespunzător dimensionate.
Poate fi instalat retrofitul de la distanță?
Asistența la distanță este valoroasă pentru diagnosticare și depanare, dar conversia fizică și punerea în funcțiune finală trebuie realizate la fața locului de către ingineri experimentați. Ajustările mecanice, electrice, de control și de proces specifice modelului nu pot fi rezolvate complet doar prin ghidare la distanță.
TRUMPF este o marcă înregistrată a proprietarului său respectiv. Acest articol descrie o soluție independentă de retrofitare și nu implică afiliere sau susținere din partea TRUMPF.
