激光头撞板不仅可能损坏昂贵的激光头、喷嘴、镜片,还会影响加工精度和效率。解决这个问题需要系统地排查多个方面的原因。以下是一些关键的排查步骤和解决方法:
一、 首要安全措施
1.立即停机:一旦发生碰撞或发现高度异常,立即停止机器运行。
2.检查损伤:仔细检查激光头(特别是喷嘴、陶瓷体)、保护镜片(聚焦镜、准直镜)、电容传感器(如有)是否有物理损伤。如有损坏,必须更换。
3.清理现场:清除工作台上的碎屑、残留材料等可能影响高度的杂物。
二、 核心原因排查与解决方法
1. 材料问题
原因:
板材本身不平整(翘曲、弯曲)、表面有油污、铁锈、涂层不均匀,或者放置在工作台上不平(下方有碎屑、支撑不平)。
解决方法:
使用前检查板材平整度,严重翘曲的板材需压平或更换。
清洁板材表面油污、铁锈。
确保板材平整地放置在切割台上,清理干净台面支撑点下方的碎屑。
对于薄板或易变形材料,考虑使用微连接或优化切割路径,避免小零件在切割过程中翘起。
2. 焦点位置问题
原因:
焦点位置设置错误(例如,材料厚度变了但焦距没调),或者自动调焦装置(Z轴)故障、校准不准。
解决方法:
精确测量材料厚度:使用卡尺等工具准确测量。
重新校准焦点:严格按照设备制造商的操作手册进行焦点校准。通常需要使用焦点测试块进行实际打标测试,找到最佳焦点位置。
检查自动调焦功能:如果使用自动调焦头,检查其运动是否顺畅,零点位置是否准确,传感器(通常是电容传感器)是否工作正常。
3. 电容式高度跟踪传感器问题 (防止撞板最关键的部件之一)
原因:
传感器脏污/损坏:传感器表面(通常是喷嘴本身或其周围环状感应器)有油污、灰尘、金属熔渣覆盖,影响电容感应。
传感器灵敏度/设定值错误:设定的跟踪高度、灵敏度、延迟等参数不适合当前材料(如材料导电性差、厚度变化大、表面涂层影响)。
传感器故障:传感器本身损坏或线路问题。
初始高度测量错误:在切割开始前,传感器探测板材表面高度不准确。
解决方法:
彻底清洁传感器:使用无纺布和酒精(或指定清洁剂)小心擦拭传感器感应区域(通常是喷嘴尖端和周围金属环),确保无任何附着物。注意保护喷嘴内部和镜片!
校准传感器:按照手册进行传感器校准(零点校准、灵敏度校准等)。通常需要使用校准块。
优化传感器参数:根据材料类型、厚度、表面状况,在切割软件中调整电容传感器的参数,如:
初始高度/穿孔高度:切割开始前激光头抬起的初始安全高度。
跟踪高度/设定距离:切割过程中传感器试图维持的喷嘴到材料表面的恒定距离。这是最关键参数之一,需根据材料、切割气体压力、速度等调整。
灵敏度/增益:传感器反应的快慢。材料不平整时可能需要降低灵敏度防止抖动,但反应会变慢;追求快速跟踪时需提高灵敏度。
延迟:传感器信号响应的延迟时间。
测试传感器功能:在手动模式下,缓慢移动激光头靠近金属板,观察传感器指示灯/软件显示的距离值是否随实际距离变化而平滑、准确变化。异常跳动或不变都说明有问题。
检查线路和更换:如果清洁和校准无效,检查传感器连接线缆是否有破损。仍无法解决,考虑更换传感器。
4. 镜片污染
原因:
保护镜片(聚焦镜下方)被溅射的熔渣、烟尘污染,影响激光通过,也可能间接影响某些高度传感器的感测(如通过镜片中心孔的传感器)。
解决方法:
定期(建议每班次或根据加工量)检查并清洁或更换保护镜片。保持光路清洁。
5. 切割参数与路径问题
原因:
抬刀高度不足:在快速移动(空移)到下一个切割起点时,激光头抬升的高度不够,不足以越过已切割的零件或材料凸起部分。
切割路径规划不合理:路径过于密集,或者移动顺序导致激光头需要跨过已切下但未掉落或移位的零件。
切割气体压力过高:尤其对于薄板,高压气体可能将材料吹起,使其碰到喷嘴。
切割速度过快/加速度过大:在急转弯或复杂路径时,机器动态性能跟不上,导致Z轴高度跟踪滞后。
解决方法:
增加空移抬刀高度:在切割软件中适当增加空移(G00)时的Z轴高度,确保能安全越过障碍物。
优化切割路径:使用软件的优化功能或手动调整切割顺序,尽量避免跨区域长距离移动,优先切割内部孔,再切外轮廓,让废料尽可能保持连接直到最后。
合理设置切割气体压力:在保证切割质量的前提下,尽量使用较低的气体压力,特别是对于薄板和易变形材料。
调整速度与加速度:对于复杂图形或小圆角,适当降低空移速度和加速度,给Z轴跟踪更多反应时间。
6. 机械问题
原因:
传动系统松动/磨损: X/Y/Z轴的丝杠、导轨、皮带、齿轮等出现间隙、磨损或松动,导致定位精度下降,Z轴实际位置与控制指令不符。
导轨润滑不良或污染:导轨缺油或有灰尘、金属屑卡滞,导致运动阻力增大或不平稳,影响Z轴跟踪精度。
机械碰撞/变形:设备曾受外力撞击导致结构变形或部件移位。
限位开关故障:Z轴限位开关失灵,导致超程。
解决方法:
检查并紧固:检查所有传动部件的紧固螺丝是否松动。
检查磨损:检查丝杠、导轨、轴承、皮带等是否有明显磨损、变形。如有,需更换。
清洁与润滑:彻底清洁导轨、丝杠上的污物,并按照要求加注合适的润滑油/脂。
检查设备水平与结构:确保设备安装水平,检查主要框架是否有变形。
测试限位开关:手动触发Z轴限位开关,观察系统是否正常停止并报警。
7. 软件与控制问题
原因:
控制卡故障、软件Bug、配置文件错误、轴卡参数(如脉冲当量)设置错误。
解决方法:
重启软件和控制器:有时简单的重启能解决临时性软件故障。
检查配置文件:确认使用的切割参数文件(材料、厚度、功率、速度、气体、焦点、高度跟踪参数等)是针对当前材料和厚度的正确文件。
更新软件/固件:检查设备制造商是否有发布软件或控制卡固件的更新,修复已知问题。
校准轴参数:如果怀疑机械传动参数有变,需按照手册重新校准各轴(尤其是Z轴)的脉冲当量(步进/伺服电机每转的脉冲数对应的实际移动距离)。
联系设备厂商技术支持:如果以上步骤都无法解决,或者怀疑是控制卡等核心硬件故障,务必联系设备制造商的专业技术支持人员。
三、 总结建议
1.安全第一:任何排查和操作前,确保机器断电(除必要调试外),遵循安全规程。
2.由易到难:从最常见、最容易检查的原因开始(清洁传感器、检查材料、检查焦点/高度设定值)。
3.系统记录:记录每次撞板发生时的具体情况(材料、厚度、图形、切割参数、传感器设置、环境温度湿度等),有助于分析规律性原因。
4.定期维护:严格按照设备维护手册进行日常保养(清洁、润滑、镜片检查更换、传感器校准等),这是预防撞板的最有效手段。
5.参数管理:建立完善的切割参数库,针对不同材料、厚度保存已验证的安全、有效的参数(包括高度跟踪参数),避免每次手动输入错误。
激光头撞板往往不是单一原因造成的,需要耐心地逐一排查。重点聚焦在材料平整度、焦点校准、电容传感器(清洁、校准、参数)、抬刀高度设置以及机械传动稳定性这几个核心环节。如果自己无法确定,及时寻求专业人员的帮助是明智的选择,毕竟保护核心部件(激光头)至关重要。祝你早日解决问题,切割顺利!