Tehnični članek · TRUMPF retrofit
Notranjost retrofita TRUMPF CO₂ v vlakenski laser
Ključni sistemi strojne opreme in nadzora pojasnjeni – od integracije rezalne glave in samodejnega ostrenja do pretvorbe signalov, optične zaščite, oddaljene diagnostike in zagona na lokaciji.
Retrofit TRUMPF CO₂ laserskega rezalnega stroja z vlakenskim laserskim virom vključuje veliko več kot le zamenjavo resonatorja in namestitev nove rezalne glave. Originalni stroj je bil zasnovan okoli drugačnega sistema za prenos žarka, kontrolne logike, rezalnega procesa in niza varnostnih zahtev. Uspešna pretvorba zato temelji na skrbni integraciji mehanskih, optičnih, električnih in programsko opremljenih komponent.
V tem članku podrobneje preučujemo osnovno strojno opremo, uporabljeno pri retrofitu TRUMPF CO₂ v vlakenski laser, in pojasnjujemo, kako vsak del prispeva k varnemu, praktičnemu in vzdržljivemu sistemu.
Oglejte si celoten video: Retrofit TRUMPF CO₂ laserja v vlakenski laser: razlaga strojne opreme in nadzora
Za širši pregled procesa pretvorbe začnite z našim celovitim vodičem za pretvorbo TRUMPF CO₂ laserja v vlakenski laser.
Zakaj je retrofit TRUMPF CO₂ laserja projekt sistemske integracije
Stroj TRUMPF je zgrajen kot celovit sistem. Njegov CNC, sistem za nadzor višine, rezalni cikli, alarmi in periferno opremo delujejo skupaj. Sprememba laserske tehnologije vpliva na način komunikacije teh sistemov.
Cilj dobro zasnovanega retrofita ni zavreči vseh originalnih komponent. Kjer je mogoče, je smiselno ohraniti preizkušene dele obstoječega stroja in jih integrirati z novo opremo z vlakenskim laserjem. To zmanjša nepotrebne spremembe in ohranja znane funkcije stroja.
Vendar pa mora retrofit vključevati tudi funkcije, ki jih originalna CO₂ konfiguracija ni zahtevala. Te vključujejo nadzor delovnega cikla vlakenskega laserja, upravljanje samodejnega ostrenja, optično spremljanje temperature, oddaljeno diagnostiko in strojno opremo, posebej prilagojeno za vlakensko rezanje.
1. Rezkalna glava z vlakenskim laserjem in originalni sistem za merjenje višine
Ena najbolj opaznih sprememb je zamenjava originalne CO₂ rezalne glave z rezalno glavo z vlakenskim laserjem.
Med pretvorbo je mogoče originalne TRUMPF kapacitivne komponente za merjenje višine prilagoditi novi glavi. Sestava senzorja in njegova originalna kabelska povezava ostaneta povezana s TRUMPF regulatorjem višine, kar omogoča stroju nadaljevanje spremljanja razdalje med šobo in površino pločevine.
Ohranjanje tega dela izvirnega sistema za nadzor višine prinaša dve pomembni prednosti:
- Ohranja preizkušeno funkcijo stroja.
- Zmanjša število nepotrebnih sprememb v izvirni kontrolni arhitekturi.
Rezalna glava mora biti izbrana glede na predvideno lasersko moč. Na primer, glava, ocenjena do 8 kW, lahko podpira 6 kW nadgradnjo, medtem ko sistem 12 kW zahteva rezalno glavo, zasnovano za višjo moč.
2. Spremljanje optične temperature in samodejna zaščita
Čista in zdrava optika je bistvena pri rezanju z visokozmogljivim laserskim vlaknom. Onesnaženje ali poškodba zaščitnega okna, leče za ostrenje ali kolimirne optike lahko povzročijo dvig temperature znotraj rezalne glave.
Sistem za nadgradnjo uporablja programsko opremo za spremljanje optičnih temperatur v realnem času. Če katera od spremljanih temperatur preseže določeno mejo, rezalna glava pošlje alarm krmilniku nadgradnje. Krmilnik nato sporoči napako stroju TRUMPF, da se rezanje ustavi.
Ta zaščitni verižni sistem pomaga preprečiti, da bi majhna optična težava prerasla v resnejšo poškodbo:
Za lokalno spremljanje podatkov rezalne glave je lahko na voljo tudi namenski mobilni pripomoček, ki operaterju omogoča priročen način za ogled optičnega stanja med proizvodnjo in vzdrževanjem.
3. Servo pogon za samodejno ostrenje
Za razliko od prvotne optične postavitve novi rezalni glavi z vlakni zahteva namenski nadzor samodejnega ostrenja. Servo pogon za samodejno ostrenje premakne notranji sistem ostrenja na zahtevani položaj glede na ukaze krmilnika nadgradnje.
Položaj ostrenja je ključni procesni parameter. Prebijanje, rezanje, odstranjevanje folije in različne kombinacije materialov ali debelin lahko zahtevajo različne položaje fokusa. Servo pogon omogoča natančno upravljanje teh položajev kot del cikla stroja.
Sistem prav tako omogoča ročni način ostrenja za nastavitvena dela. To je še posebej uporabno pri preverjanju in prilagajanju poravnave šobe, saj lahko tehnik premika ostrenje neposredno iz vmesnika za nadgradnjo, ne da bi se zanašal na običajni samodejni postopek.
4. Industrijski oddaljeni servisni prehod
Oddaljena podpora je pomemben del sodobnega sistema za nadgradnjo, še posebej, ko je stroj nameščen daleč od dobavitelja nadgradnje.
Industrijski oddaljeni servisni prehod omogoča varen dostop do retrofit krmilnika in zaslona na dotik, ko stranka enoto poveže z internetom. Z avtorizacijo in veljavno povezavo lahko servisni inženirji pregledajo stanje sistema in pregledujejo alarme, ne da bi takoj potovali na lokacijo. Sky Fire Laser prav tako nudi možnost oddaljenega zagona in tehnične podpore za primerne projekte.
Glede na priključene signale lahko oddaljena diagnostika zajema:
- alarmi rezalne glave in optične temperature;
- alarmi vlaknatega laserskega vira;
- alarmi hladilnika vode;
- samodejno ostrenje in status krmilnika; in
- druge napake, integrirane v retrofit sistem.
Oddaljeni dostop ne nadomešča vzdrževanja na kraju samem, lahko pa znatno izboljša začetno diagnozo napak. V mnogih primerih lahko servisna ekipa prepozna prizadeti podsistem in stranko usmeri k pravemu naslednjemu koraku, preden je organiziran obisk na kraju samem.
5. Retrofit vmesniški krmilnik: jedro pretvorbe
Vmesniški krmilnik je osrednja povezava med izvirnim TRUMPF strojem in novo vlaknasto lasersko opremo. Za upravljanje te pretvorbe signalov in dodatnih funkcij vlaknatega laserja se uporablja namenski TRUMPF CO₂-na-vlakno retrofit nadzorni sistem.
Njegova naloga je prejemati procesne signale iz TRUMPF krmilnika, jih interpretirati in ustvariti ukaze, ki jih zahteva nova oprema.
Signali, prejete iz izvirnega stroja
Krmilnik lahko zajame ukaze in parametre, kot so:
- stanja prebadanja in rezanja;
- zahtevana moč laserja; in
- frekvenca pulzov.
Signali, poslani v sistem vlaknatega laserja
Po obdelavi izvirnih signalov stroja krmilnik pošlje zahtevane izhode na:
- vlaknasti laserski vir;
- servo pogon samodejnega ostrenja; in
- drugi varnostni in nadzorni dodatki za retrofit.
Ti izhodi lahko vključujejo vklop laserja, zahtevo po moči, frekvenco, delovni cikel in ukaze za položaj fokusa.
Ta pretvorba signalov je bistvena, ker CO₂ laserski vir in vlaknasti laserski vir ne delujeta z enakimi zahtevami za nadzor. Vmesniški krmilnik omogoča, da izvirni CNC ostane glavni nadzor stroja, hkrati pa vlaknastemu laserskemu viru zagotovi dodatne potrebne ukaze.
6. Zakaj je treba dodati nadzor delovnega cikla
V izvirni konfiguraciji CO₂ stroj predvsem zagotavlja ukaze za moč in frekvenco laserja. Proces z vlaknastim laserjem pa močno temelji tudi na delovnem ciklu – odstotku vsakega pulznega obdobja, v katerem laser oddaja.
Delovni cikel je še posebej pomemben pri prebadanju. Če se preveč energije dovaja prehitro, lahko prebad postane nestabilen in povzroči močno brizganje ali silovit izbruh. To je še posebej pomembno, ko se za obdelavo ogljikovega jekla uporablja kisik.
Zaslon na dotik za prenovo zato omogoča določanje vrednosti delovnega cikla za različne operacije, vključno z:
- prebadanje;
- običajno rezanje;
- označevanje ali graviranje; in
- odstranjevanje zaščitne folije pred rezanjem.
Običajno rezanje lahko uporablja delovni cikel blizu neprekinjenega izhoda, medtem ko prebadanje pogosto zahteva nižjo, natančno nastavljeno vrednost. Natančni parametri so odvisni od moči laserja, materiala, debeline, pomožnega plina, konfiguracije šobe in zahtevanega procesa. Določiti jih je treba med zagonom, ne pa slepo kopirati z drugega stroja.
7. Funkcije zaslona na dotik za nastavitev in poravnavo šobe
Prenovljeni zaslon na dotik ni le prikazovalnik stanja. Ponuja procesne funkcije, ki niso na voljo v originalnem vmesniku CO₂ stroja.
Ena ključnih funkcij je test centriranja šobe. Za stabilno rezanje mora laserski žarek prehajati skozi središče odprtine šobe. Tehnik lahko nastavi nizko testno moč, trajanje pulza, frekvenco in delovni cikel ter sproži kratek pulz za preverjanje položaja žarka na cilju.
Če je oznaka izven središča, se rezalna glava prilagodi in test ponovi, dokler žarek ni pravilno poravnan.
Zaslon na dotik omogoča tudi ročno premikanje fokusa med tem postopkom, kar pospeši in olajša nastavitev. Ker lahko že majhna napaka pri poravnavi vpliva na pretok plina, kakovost reza ali življenjsko dobo šobe, je ta funkcija ključna za zagon in vzdrževanje.
8. Prilagojena mehanska montaža in upravljanje kablov
Optična rezalna glava ne more biti preprosto privijačena na mesto, kjer je bila originalna CO₂ glava. Potreben je komplet prilagojenih mehanskih delov, da se nova glava varno pritrdi na obstoječo strukturo stroja.
Ti deli lahko vključujejo:
- montažna plošča rezalne glave;
- nosilci in montažni bloki;
- adapterji, prilagojeni originalnemu drsniku ali nosilcu; in
- nosilci iz pločevine za verigo za vleko.
Veriga za vleko mora varno nositi optični kabel, električne kable, linije pomožnega plina in druge priključke med premikanjem rezalne glave. Njena pot mora upoštevati najmanjši radij upogiba optičnega kabla ter preprečiti drgnjenje, zvijanje ali motnje skozi celotno gibanje osi.
Ti sestavni deli se morda zdijo preprosti, vendar so njihove dimenzije in položaji namestitve določeni glede na geometrijo stroja in izkušnje s prenovo. Mehanska natančnost neposredno vpliva na poravnavo glave, zanesljivost gibanja in dolgoročno stabilnost.
9. Keramični adapter in dvoslojni šobe
Izvirna TRUMPF CO₂ rezalna nastavitev običajno uporablja enoplastno šobo. Vlakensko lasersko rezanje pa lahko zahteva drugačno zasnovo šobe. Dvoplastne šobe se pogosto uporabljajo za rezanje ogljikovega jekla z uporabo kisika.
Izvirni keramični nosilec in standardna vlakenska laserska šoba lahko uporabljata nezdružljive navoje ali dimenzije. Za rešitev tega je mogoče izdelati prilagojen keramični adapter z:
- zunanji dimenziji, združljivi z montažo rezalne glave TRUMPF;
- notranja navoja, zasnovana za zahtevano vlakensko lasersko šobo.
Ta majhen adapter omogoča, da nadgradnja ohrani zahtevan mehanski vmesnik in hkrati podpira možnosti šob, primerne za rezanje z vlakenskim laserjem.
10. Zakaj je strokovni zagon na lokaciji nujen
Dobava kompleta za nadgradnjo ne pomeni, da je pretvorbo mogoče obravnavati kot namestitev naredi sam.
TRUMPF je izdelal številne modele in konfiguracije strojev. Čeprav je mogoče krmilnik, rezalno glavo, pritrdilne dele in ožičenje sestaviti in preizkusiti pred odpremo, je končna integracija odvisna od specifičnega stroja.
Delo na lokaciji lahko vključuje:
- preverjanje natančne konfiguracije stroja;
- namestitev in poravnava mehanskih sklopov;
- zaključevanje električnih in krmilnih povezav;
- prilagajanje logike signalov in parametrov stroja;
- preverjanje varnostnih stikal in alarmov;
- poravnava žarka in šobe;
- testiranje premikanja fokusa;
- nastavljanje parametrov rezanja in prebadanja;
- potrjevanje zmogljivosti v dejanskih proizvodnih pogojih.
Zato naj namestitev in zagon opravi izkušen inženir za nadgradnje na lokaciji stranke. TRUMPF nadgradnje so lahko bolj zapletene kot pretvorbe manj integriranih strojnih platform, majhni detajli pa lahko odločajo o zanesljivosti in varnosti končnega sistema.
Zaključek
Nadgradnja TRUMPF CO₂ na vlakenski laser ni nadgradnja z enim samim komponentom. Gre za usklajeno integracijo novega laserskega vira in rezalne glave z izvirnim CNC-jem stroja, krmiljenjem višine, gibljivo platformo, varnostnim krogom in periferno opremo.
Ključni elementi vključujejo:
- vlakenski rezalni glava z usklajeno močjo;
- ohranjene in prilagojene TRUMPF komponente za zaznavanje višine;
- optimizirana zaščita pred temperaturo v realnem času;
- krmiljenje samodejnega ostrenja;
- namenski krmilnik za pretvorbo signalov;
- funkcije delovnega cikla in centriranja šobe;
- oddaljena diagnostika;
- prilagojena pritrdilna in kabelska oprema za upravljanje;
- nastavki šob, zasnovani za tehnologijo rezanja z vlakenskim laserjem.
Ko so ti sistemi zasnovani, nameščeni in zagnani kot celovit paket, lahko obstoječa strojna platforma pridobi procesne zmogljivosti tehnologije vlakenskega laserja, hkrati pa ohrani dragocene dele izvirne opreme.
Načrtujete TRUMPF nadgradnjo? Če ocenjujete nadgradnjo za vaš TRUMPF laserski rezalni stroj, je prvi korak določiti natančen model stroja, leto izdelave, trenutno lasersko moč, delovno območje, različico krmilnika, materiale, razpon debelin in proizvodne zahteve. Te informacije omogočajo oceno tehnične izvedljivosti in določitev pravilne konfiguracije nadgradnje. Prav tako si lahko ogledate naš pregled rešitve za TRUMPF CO₂ na vlakna nadgradnjo ali kontaktirate ekipo Sky Fire Laser za oceno, specifično za model.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali je mogoče vsak TRUMPF CO₂ laserski rezalni stroj pretvoriti v vlakna?
Ne samodejno. Izvedljivost je odvisna od modela stroja, starosti, mehanskega stanja, konfiguracije CNC in elektrike, delovnega območja in zahtevane izhodne moči. Pred potrditvijo načrta nadgradnje je potrebna tehnična ocena.
Ali je mogoče še vedno uporabljati originalni TRUMPF krmilnik?
V prikazanem pristopu originalni CNC ostane glavni krmilnik stroja. Poseben vmesniški krmilnik prevaja njegove procesne signale v ukaze, primerne za vir laserskih vlaken in sistem samodejnega ostrenja.
Ali je mogoče ohraniti originalno rezalno glavo?
CO₂ rezalna glava je zamenjana z rezalno glavo za vlakna. Izbrani originalni deli, kot so deli kapacitivnega sistema za zaznavanje višine, se lahko ohranijo in prilagodijo, kjer je to tehnično primerno.
Kakšno lasersko moč je mogoče namestiti?
Potrebna moč je odvisna od uporabe in konfiguracije stroja. Rezalna glava, laserski vir, hladilnik, električni sistem, sistem za odsesavanje in varnostni ukrepi morajo biti vsi določeni za izbrano moč. Glava z nazivno močjo 8 kW se lahko uporablja v sistemu 6 kW, medtem ko nadgradnja 12 kW zahteva ustrezno ocenjene komponente.
Ali je mogoče nadgradnjo namestiti na daljavo?
Oddaljena podpora je dragocena za diagnostiko in odpravljanje težav, vendar mora fizična konverzija in končni zagon opraviti izkušeni inženirji na kraju samem. Specifične mehanske, električne, krmilne in procesne prilagoditve modela ni mogoče v celoti rešiti samo z oddaljenim vodenjem.
TRUMPF je blagovna znamka njenega ustreznega lastnika. Ta članek opisuje neodvisno rešitev za nadgradnjo in ne pomeni povezave ali podpore s strani TRUMF.
