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大族激光切割机说明书 版本说明 本资料版本为中文简体 A2 版，对应产品型号为：RC2000H。本资料只适用于对应产品型号的 标准配置，对于特殊订制的产品，请仔细阅读另附的说明资料。 本资料对产品的工作原理、安装方法、操作使用、故障排除、运输储存、维护保养等进行说明。 如果你是第一次使用该产品，请在安装使用之前仔细阅读此资料。 请妥善保管此资料，以便将来查阅参考。 符号说明 为了预防可能对人体造成的伤害或设备损坏，本使用说明书用以下安全标志加以提示，在使用 设备时请注意标志提示的内容，以确保您和周围人员的安全以及正确使用设备。 警 告 激光辐射注意内容，存在激光辐射的危险，请做好激光防护措施 危 险 电气安全注意内容，可能引起触电的危险，造成人身伤害 警 告 防火安全注意内容，可能引起火灾，注意防火 注 意 一般注意事项，如不遵循该提示内容操作，可能造成设备的损坏和故障 说 明 对操作内容的描述进行补充和说明 目 录 5 第 1 章 序言 1.1 欢迎 谢谢您购买深圳市大族激光科技股份有限公司 RC2000H 激光切割机。如果您是第一次使用该产 品，请在安装使用前务必仔细阅读此使用说明书。 1.2 公司简介 大族激光科技股份有限公司（以下简称大族激光）是亚洲最大、世界知名的激光加工设备生产厂 商，国家重点高新技术企业，国家科技成果推广示范基地-重点推广示范企业，国家规划布局内重点 软件企业，广东省装备制造业重点企业，广东省名牌产品企业，主要科研项目被认定为国家级火炬计 划项目。 产品 大族激光为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施，主要产品包括：激光打标 机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、激光演示系列、PCB 激光钻孔机系列、CTP 激光制版 机系列、直线电机系列、数码影像机系列等多个系列二百余种工业激光设备及其配套产品。广泛应用 于电子电路、集成电路、仪器仪表、印制电路、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑 建材、服装服饰、城市灯光、金银首饰、工艺礼品、印刷制版等行业。 质量 大族激光依据 ISO9001 质量控制体系，对已定型产品在其来料、加工过程、整机、出货各个环 节严格把关，确保出货产品的性能和质量。 服务 大族激光专门成立了营销管理中心，在全国设立八家分公司、一百多家办事处，同时在海外设立 十多个分支机构,常驻技术服务人员，为客户提供全面的售前、售中、售后支持和服务。有大族激光产 品的地方，就有大族公司的优质服务！ 第 2 章 产品的概述 2.1 综述 激光切割是激光加工行业中最广泛的一种加工方法。本公司生产的 RC200H 型激光切割机采用 进口高精度机器人、高功率光纤激光器、德国西门子 PLC、日本富士触摸屏,是集激光切割、精密机 械、数控技术等学科于一体的高新技术产品，具有高速、高精度、高效率、高性价比等特点。 用户在使用 RC2000H 激光切割机前，请务必详细阅读该使用说明书。 在使用过程中，如有棘手的问题，请及时与我们联系，我们一定会在最快的时间内，给您满意的 答复。 用户在开箱时，请检查附件箱中的使用手册，若手册不全，请及时与我公司联系。 2.2 产品特点及外观图 图2-1 机床外观图 说明：本说明书所有图片除特别说明外，仅供参考，提供用户产品以实物为准。 a) 采用龙门倒挂结构、整体焊接立柱、横梁和床身，具有较高的刚性、稳定性、抗震性。 7 b) 采用 STAUBLI-RX160L 高精度机器人，重复定位精度±0.05mm 。床身采用精密直线导轨作为 传动元件，精度高、速度快，实现快速定位及双工位切换。 c) 采用西门子 PLC 和日本富士触摸屏对机器人、激光器等进行集中控制。 d) 配有手动调整焦点的切割头，反映灵敏准确。切割头通过电容式传感器来控制电机驱动切割头上 下运动，使切割时激光焦距（喷嘴）相对切割板材距离保持不变，保证了切割的质量；同时， 可以根据切割板材的材质和厚度，上下调节焦点的位置，保证切割质量。 e) 气路元件全部采用进口元器件，设计先进可靠，可同时装有三种不同的切割气体且可以自由选择， 整个气路系统采用耐高压设计，在切割不锈钢板时，氮气压力可达 1.5Mpa，保证了系统的稳定 性、提高了切割机的可靠性和保证了切割面的表面质量。 f) 操作台操作舒适，美观大方，操作机床如同柜员机取款一样开心。 2.3 主要用途及适用范围 激光切割是材料加工中采用较先进的一种加工方法。本公司生产的 RC2000H 型激光切割机，采 用高功率光纤激光器，配备精密直线导轨等传动机构，通过西门子 PLC 系统，集合而成的精密数控 激光三维切割机，是集激光切割、精密机械、数控技术等学科于一体的高新技术产品，主要用于形状 复杂的三维工件的切割和成形，如汽车车门、保险杠、B 柱等。具有高精度、高效率、高性价比等特 点。 注：根据选择激光器功率的大小，材料切割范围有所不同。 2.4 使用环境条件 a) 供电电源规格： 三相五线Hz； b) 电源品质：三相不平衡度2.5%，线%。 c) 接地保护：机床接地，在机床侧打地桩接地线，也可将机床接到电源的地线 Ω。 d) 要求通风条件好、无粉尘、无腐蚀、无污染的场地环境。 e) 安装地基要求周边不能有大的振动。 f) 冷水机组是用于冷却激光器、切割头、QBH 等专用设备，冷却循环水要求使用高质量的纯净水或 蒸馏水； g) 为预防火灾的发生，加工场地应配置好适当的灭火器并预留一定的灭火通道。 h) 机床左侧和后侧距车间墙壁的距离应在 1.2M 以上；激光器四周距墙壁应在 1.0M 以上；空压机可 放在室外，但距激光器应在 10M 内。 i) 控制单元、伺服单元和显示器及控制面板为机床的核心部件，对环境有一定的要求，并应避免机 床遭受电磁波的干扰，例如电弧焊和放电加工机等，以影响机床正常工作。 2.5 对环境及能源的影响 a) 该激光切割机的激光器属４类激光产品，其射出光束和漫反射光都可能对人体（尤其是眼部）造 成损伤，操作人员及在场人员应注意防护，必须佩戴眼镜予以防护，其型号可选用 SD-4、规格 为 1064nm 防护 。 2.6 产品结构与工作原理 2.6.1 总体结构及其工作原理、工作特性 RC2000H 数控激光切割机，主要组成部分有：机床主机部分、机器人、控制系统、激光器、冷 水机、空压机、冷干机等。以上几部分中除冷干机外都有自己的使用手册或操作说明书，在这里主要 就主机部分和电器控制系统的主要构造及组成作详细说明。其余请参阅各该部分的说明书。 机床主机部分：机床主机部分是整个激光切割机的最主要的组成部分，主机部分由床身、立柱、 横梁部分、工作台、气路及水路等部分组成。详细介绍见 2.6.2 节。 其他辅助外围设备包括冷水机组，冷风系统，详细介绍见 2.6.2 节 2.6.2 主要部件或功能单元的结构、作用及其工作原理 a 床身部分 床身采用球墨铸铁（Q235 ）焊接而成，焊件采用退火方式消除铸造内应力（热时效），并一次性 加工而成，应力消除较为彻底，减小了床身的变形，确保了机床的精度长期保持不变。 b 立柱、横梁部分 立柱、横梁部分均采用球墨铸铁（Q235 ）焊接而成，焊件采用退火方式消除铸造内应力（热时 效），并一次性加工而成，横梁安装在立柱上，整体强度、刚度大，保证机器人倒挂安装后，长期保 持较高的精度。 c 工作台 工作台为整体焊接结构，具有较好的强度及稳定性。 工作台具有多次定位功能，工件在一侧切割时，另一侧可以上下料，可提高切割机的工作效率， 并且切割范围全封闭，有效保护了操作人员的安全。工作台通过链装置传动，实现快速定位，大大提 高了生产效率。工作台表面配有螺纹孔，用于固定及定位工件。 9 d 电气控制部分 RC2000H 数控激光切割机电气控制系统主要由 ABB 机器人本体、PLC 、触摸屏和低压电气系统 组成。 图2-2 触摸屏操作主界面 2.6.3 各单元结构之间的机电联系、故障报警系统 图2-3 单元结构联系图 如图 2-3 所示机床各部分紧密联系，相辅相成：稳压电源为冷水机、激光器及主机提供优质电源； 冷水机为激光器及主机提供冷却，机床其他各部分都为切割机主机服务，为主机正常加工运行的有力 措施。 2.6.4 辅助装置的功能结构及其工作原理、工作特性 2.6.4.1 气路系统 激光切割机的气路为提供给切割头的切割气体以及陶瓷体冷却气体，有清洁干燥压缩空气、高纯 氧气和高纯氮气。 对于压缩空气而言，从压缩机出来的气体经过储气罐和冷干机进入气控柜后，经过一套精密空气 处理系统，变成清洁干燥的气体，分成三路，一路作为切割气体、一路作为气缸使用气体。其使用压 力由对应的调压阀来调整。 切割气体分为三种气体：压缩空气、氧气和氮气，并且这三种气体可根据不同要求来选择。压缩 空气与氧气主要是用来切割普通碳钢；氮气主要用来切割不锈钢和合金钢及铝合金。针对不同的材料 来选用不同的切割气体。另外在切割气体系统里面由于安装了压力传感器，确保了机床在气体压力不 够的时候能及时停止工作，避免了切割零件的报废。其气压阈值可以由压力传感器上部螺钉调节设定, 切割用的压缩空气和氧气也可以由程序控制比例调节阀来调节。 2.6.4.2 水路系统 激光切割机的水路系统的冷水机采用的是双温冷水机，一路冷却水对激光器进行冷却，一路冷却 11 水对 QBH 与切割头进行冷却。 2.6.4.3 配置稳压电源 稳压电源能保证机器输入电压的稳定，使机器在比较良好的状态下工作，容量为 50KVA 的稳压 电源能满足整个主机、激光器、和CNC 的总负荷。 说明：为保证整个机床及激光器的正常运行，保持激光器功率的稳定和激光模式的良好，以上辅助设 备和辅助手段是极其重要的。如果用户擅自使用不符合本机床要求的水、电、气所引起的激光功率低、 激光模式差以及其它零件的损害，均不在保修范围内。 第 3 章 安全说明和预防措施 3.1 综述 在操作机床和进行日常维修之前，操作人员必须仔细阅读本章节，以对机床安全措施和要求有所 了解，并遵守相关的安全预防措施。 3.2 本机器涉及的安全标准 激光加工设备和操作均应遵照 GB7247-87 激光产品辐射安全、设备分类、要求和用户指南及 GB10320-88 激光设备和设施的电气安全两个国家标准执行。 3.3 安全警告标识及说明 见下文 5.3 使用前和使用中的安全及安全防护、安全标志及说明。 3.4 安全管理的警告 a) 指定安全管理员，确定其职责范围，并对激光加工操作者进行安全操作及安全防护教育。 b) 指定激光安全管理区域，在管理区域的出入口设立警告牌，内容包括：激光加工机的功率、激光 种类、禁止外人进入、注意保护眼睛和安全管理者姓名等。 c) 激光加工机的操作人员，必须经过专门培训，达到一定水平，并在安全管理员同意的前提下，才 能上岗操作。 3.5 激光安全通告 激光对人体的主要危害是眼睛和皮肤，激光照射到人体的任何部位都会引起灼伤。尤其光纤激 光长时间观察会严重危害到眼睛视网膜！所有操作人员必须严格佩戴 1064nm 激光防护 眼镜！禁止不佩戴眼镜进行操作以及观察！应避免将身体任何部位置于激光设备的飞行光路 中，以免误操作造成伤害。 3.5.1 眼和皮肤的保护 在激光加工中，通常使用 CO2、YAG 与光纤激光器，不同类型的激光，对人体造成的伤害是不 同的。YAG 与光纤激光有可能损伤眼睛的视网膜，由于 YAG 与光线激光的波长对眼睛的 透射率极高，危害性也更大。CO2 激光的危害主要是对眼睛角膜的灼伤。两种激光照射均有 可能引起眼睛的白内障和对皮肤产生灼伤的危险。因此，在调整激光时，要根据激光的种类不 同，采用相应的防护措施。该机床所配激光器为光纤激光器，所以严格佩戴防护眼镜。 3.5.2 防火保护 激光切割加工时，经常用到氧气，加上切割时火花的飞溅，氧气容易导致火灾的危险。因此工作 区不应有易燃易爆物品存在，同时具备相应的防范设施。 13 3.6 电气安全 a) 不要用湿手接触任何开关以免触电。机床贴有闪电标牌的部位，表示这些部位有高电压用电 器或电气元件，操作者在接近这些部位或打开维修时应格外小心，以免触电。如：伺服电机 位置的防护罩、立柱背后接线盒、机床变压器柜、电气柜门等。 b) 全面仔细阅读机床说明书及电气原理图，以便熟悉各项功能和对应键的操作方法。 c) 不要轻易打开电气柜门,禁止私自改变已设定的机床参数、电位器和计时器。如果需要改变， 必须由设备制造厂培训且取得认可的专业人员操作，并记录下变动前的参数值，以便在必要 时，能恢复原始状态。 d) 加工用的激光，一般供电电压为几千伏至几万伏，应防止激光器高压电及高压电下电子管产 生的 X 射线伤害的危险。 e) 在通电状态下不要触摸电气柜内带电的元器件，如：数控装置、伺服装置、变压器、风扇等。 警 告 断电后，必须等待 5 分钟以上再触及端子。因断电后在一段时间内动 力线端子间留有高电压。为避免触电请不要立即触及 3.7 机器的防护措施 指定安全管理员，确定其职责范围，并对激光加工操作者进行安全操作及安全防护教育。 指定激光安全管理区域，在管理区域的出入口设立警告牌，内容包括：激光加工机的功率、激光 种类、禁止外人进入、注意保护眼睛和安全管理者姓名等。 激光加工机不用时，应拔出开关钥匙，由专人保管，以免闲杂人员误操作引起危害。 应把加工过程中产生的烟尘气体及激光工作气体通过废气管道排放到室外，所有气瓶均应摆放整 齐、稳固。 3.8 使用人员常识 激光加工机的操作人员，必须经过专门培训，达到一定水平，并在安全管理员同意的前提下，才 能上岗操作。 激光加工机的操作者或在激光使用期间接近激光的人员，应戴上适当的激光防护镜（激光防护眼 镜参考型号为 SD-4、规格为 1.06 μm ），并穿上防护衣，在戴防护镜区域内，一定要有良好的室 内光照，以保证操作者顺利操作。 为了对操作者进行保护，必须具备加工室或者保护屏围等设置。加工室中应有防护激光扩散、保 护操作者安全的装置；当加工室开门时，应关闭激光光闸。 第 4 章 运输、安装、调试 4.1 交货检查 4.1.1 开箱注意事项 用木箱包装的请按木箱外的提示打开，以免造成箱内设备的损坏。机床等设备用保护膜包装的请 勿用锋利物品划开，以免造成设备表面划痕和电气安装保护管路的损坏，如客户自行造成的损坏本公 司不负责更换。 4.1.2 检查内容 a) 打开包装后请确认是否是您购买的产品； b) 检查产品在运输途中是否有损坏； c) 对照清单确认各部件是否齐全，有无损伤； d) 如存在产品型号不符、缺少附件或运输损坏等情况，请及时与我公司联系； 4.2 安装环境要求、方法及注意事项 安装和固定机床请按照地基图、吊运图、平面布置图、电源配线图安装机床。 （当与标准安装图有偏差的时候，以设备一同提供的安装图为准） 在安装和固定机床中不得损坏机床，如有问题请及时与我公司联系。 a）地面要求： 1）设备的安装地基，要求平整，激光器、床身及工作台范围内的高度差不得超过 10mm。对稍微 不平的地方必须用调整垫铁来找平。 2）床身及工作台支脚的的整个安装面混凝土的厚度不得低于 200mm，耐压强度不得小于 30N/mm2，载荷大于 30KN/m2。 3)机身整个安装面必须在各个承重点的范围内由一块表面平整的连续底板构成。对于新制的底板/ 压板必须要避免例如干燥时出现超出下列数值的压痕。不允许由于倾斜机床造成的变化使激光束在 透镜上的游走范围多于 0.5 mm。 b）环境要求： 1）环境温度 设备运行时，环境温度必须在 +10℃ 与 +43℃之间。设备关机状 态下，安装地点的环 境温度不得降低到 +4℃以下。 提示：要避免一侧受太阳光直射和一侧进风而引起热变形 （例如安装在窗口位置时可装上百 叶窗以避免发生这些情况）。 15 2）外界空气 为了不过份影响发射质量，必须确保激光器的安装地点没有能够吸收波长为 1.06 µm 射 线的颗粒或物质。这些为例如在油漆时散发出含溶剂的蒸汽，或从除油设备上发出的蒸汽。 3）激光器耐热装置 当环境温度为 +35℃至 +43℃时设备必须装配激光器耐热装置 （如空调等）。 4）控制系统的冷却 控制系统的冷却由封闭在控制系统外壳内的内部空气循环来完成。由此保证了部件最大 限度地不被灰尘和脏物污染。 湿润的房间不 于控制系统运行，因为特别是接触器和继电器触点会腐蚀，从而导致发 生控制系统故障。 c）震动要求： 由于设备周边区域内的加载改变而造成的外部作用会影响工件切削质量。例如： 叉车、陆地运输车等。 直接在设备旁边安装或者拆卸其他机器。 运行造成震动的机器，如冲压机,折弯机,剪板机等。 因此,需要做震动隔离措施，详见安装图。 4.2.1 气体的联接： 警告： 气体供应原则上建议用户针对气体供应在任何情况下均与气体供应商保持联系 气体管道和电气电缆排布在一条电缆通道或者其他类似的管道中。 由于短路可能造成气体 管道损坏或者造成火灾。 在进行所有气体管道安装时必须注意气体管道不可与电缆一起布线 ！ 总是将气体管道单独引至机床连接处！ a) 激光器工作气体的联接 该机配置光纤激光器无需任何激光器专用气体！ b) 辅助气体的联接 1) 切削气体 纯度要求： 激光气体 纯度 应用板材 氧气(O2) 99.99% 碳钢 氮气 （N2） 99.999% 不锈钢 压缩空气 （Air） 99.999% 要求不高的碳钢等 2 ）切削气体消耗 切削气体消耗量相关的变量有以下几点： 喷嘴直径 切削气压 激光切削时间长度 切削气体消耗量估算：下面列出了在标准压力切削和高压切削时的消耗量，以便能大约估算出所 需的切削气体消耗量。可以借助机床的数据积累来对确定的 材料品种和材料厚度进行不同的估算。 标准压力切削：标准压力切削是指喷嘴出口处压力为小于 6 bar 的切削。需要氧气或氮气作为切 削气体。使用 O2 进行标准压力切削时，机床连接处可用的流压至少为 8 bar(当气体消耗量为 10 Nm3/h、喷嘴出口 Ø1.7mm，且切削气压为 6 bar 时)。 高压切削：高压切削是指射口处压力为大于 6 bar 的切削。一般来说使用氮气来作为切削气体， 少数情况下也使用氧气。 高压切削是作为加工不锈钢和铝合金型材的选项来提供的。 c）切削气体供给的输入管路 切削气体连接位置 切削气体的输入管路由用户方铺至机床入口的连接处。 供气管道必须安至安装图中所表明的连接位置。 连接管道排布必须离地面至少 150 mm。连接位置之前的管道必 须至少有 1m 的自由 排布段，以便在更换滤器时可以将管道向下弯过来。 整套输气系统的安装，从贮气瓶或集中供气的气罐到机床，均通过管道来实现。 汽化器必须能够按照符合所有连接的机床的最大消耗量来设计。为此必须将汽化器 到机床的管路尽可能短地敷设。 设计安装外部输气系统时，要注意到机床连接位置输入管路和 连接位置本身不要结 冰。 在每个连至单个机床的输入管路内必须安装一个停止旋塞。以使输入管路可由此停 止输入，例如在进行服务时，并且可以对机床连接位置的喷射阀进行排气。 提示：气体温度不允许超过 50℃。这些只是当由升压装置来生成所需气压的时候才有意义 ！ 气瓶或气瓶组 以用于气瓶或气瓶组的气瓶减压器是最简便的切削气体供给方法，但是根据消耗量 而要求大量手工作业。1 个气瓶组包含 12 个气瓶 = 约 120 Nm3 气体。 当更换气瓶或气瓶组时气流将中断。 该供给方式在有前提的条件下 用于 N2 高压切削。 换气方法及注意事项 切割气体应选用正规公司生产的优质气体，单个储气瓶供应，适合于 O2 切割碳钢的加工，而组 17 合储气瓶或储气罐适合于高压 N2 切割不锈钢或者铝板等的加工。根据加工情况选择液体储气罐是最 简洁和经济的气体供应方法。高压气体的管路安装要求专业的安装人员，初次安装应排气保证管路清 洁后才可接入机床。 准备好切割用的气体 N2 或 O2 和压缩空气 Air。 首先检查切割专用气瓶上的铭牌，是否符合机床使用气体的要求。如 N2 或 O2 的纯度和压力等要 求。气体的等级不能低于建议的气体级别。 其次用正确的方法将气瓶的气体与机床联接，逐步将气瓶联接阀门旋开，检查气路确保气路的密 封。空压机的压缩空气要先经过空气清净除水器、过滤器、冷干机，精密过滤器等设备处理合格后才 可以与机床联接。 注意事项： 切勿将气瓶完全用尽。归还气瓶时，瓶内残余压力须比空气压力高至少一个大气压。 激光气体压力低时，激光切割机操作终端会报警。请及时换气。 4.2.2 冷水机的安装调试 压力：最小 1.5kgf/cm2,最大 3 kgf/cm2。 进出水压力差：最少 2kgf/cm2 以上。 温控范围：20±2°22±2°。 冷却水：不含矿物质的纯净水、蒸馏水或者去离子水（禁止用矿泉水）； 阀门和管道：全部是不锈钢或者高压胶管，不能用镀锌材料，管接头用不锈钢钢夹。 外接激光器水管：光纤激光器专用水管（激光器附带）。若冷水机管道长度超过 10 米，要增加管 道口径，一定要保证激光器需要的压差。各种激光器不同，各管连接规格尺寸也有差异。 其他冷却水管：注意管接头处的密封。 a) 安装条件 冷水机组应安装在防雨雪和无腐蚀性气体及环境温度在 2-38℃场合。安装过程中应留有充分的 机组进出风通风空间，机组顶部距离其他物件 2.5 米以上，机组四周距离其他物件 1.5 米以上以 保证空气流动畅通，严禁将机组安装在不通风的封闭房间中，必须保证冷水机组吹出的热风排出 后不回流到机组的冷凝器进风面。 b) 机器检查 先清理水箱里面的杂物，确保水箱里面清洁无杂质；然后检查水管系统的接头有无松脱的现象。 c) 安装方法 按照冷水机组外壳上的标志连接进出口水管与激光器的进出口相连，并注意进出水口的方向，切 忌不要把水管的进出口方向连接错位。在连接水管前，应确保外管路无垃圾和异物，连接后管道 在转弯处无被强行折瘪现象。 d) 水质标准 打开进水阀，向水箱内加水。水位高度应低于水箱上沿 30mm～50mm，以防止水从水箱内溢出。 冷水机组不允许使用一般自来水，必须使用不含矿物质的纯净水、蒸馏水或者去离子水。否则将 会对冷水机组的制冷机和激光器的散热器造成结垢，损坏机器的元件。禁止添加任何有腐蚀性的 液体或非指定品牌的防冻剂。 e) 通电调试 开机接通电源，检查并确保机组内三相保护器的指示灯为绿灯，即确保相序和电压正常。长期停 机后再次使用应预先给机组通电 2 小时以上，使压缩机底部油加热器自动进行压缩机内的冷冻油 预热（预热状态是指：通电后冷水机组控制面板的处于通电停机状态）然后方可正常开机运转。 具体要求参考冷水机组使用说明书。 f) 开机试运行 开机前确保冷水机组进出水连接管路的进出水阀门已与用户的仪器设备连接并处于完全开启状 态，如冷水机组有内循环旁路，应开启旁路阀门。确认水泵和风机的转向正确。确认各指示仪表 正常，检查管路密封性，并根据激光器所需的流量和压力要求调节回路水压调节阀门调整冷水机 组出水水压。如果水箱里的冷却水不够，应及时添加。根据激光器对冷却水温度的要求，设定冷 却水温度。 g) 注意事项： 1) 当水温达到所控制的温度时，冷水机组将自动进行水温恒定控制，而机组内的水泵照样运 转 。 2) 初次开机前，一定要水泵的排空阀打开放气，否则容易损坏水泵，要同时调节好水路系统中 的各阀门的开启度。在以后的开机过程中，尽量不要调节水路系统中的各个阀门。 3) 在冷却水的水温、进出水的压力差都达到激光器所要求的数值后，才能开启激光器。 h) 仓储： 不含矿物质的水只允许短时间仓储，以使水质不至被影响。 此水必须在干净的塑料容器 (无沉淀，无异味) 中运输。 i) 使用： 请您避免任何与此水的无必要接触 (例如用手)。与除了由大族激光专用物品之外的异物 接触，将会影响水的质量。 19 所有注水的辅助设备，如泵、软管或停止旋塞等，均应只用于此系统用水。 加注之前必须对该不含矿物质的水进行颜色、混浊度和气味方面的简单检查 j) 颜色/混浊： 任何混浊 (例如由于悬浮物、丝状、絮状、颗粒等) 均显示出水被污染。此时不允许注入 此水！ k) 气味： 任何有别于正常气味的异味均首先显示出生态性的污染。此时不允许注入此水！ 4.2.3 电气连接 a) 电源要求：220V，50Hz，激光器电气连接详见激光器说明书 b) 详细阅读机床电气原理图；根据激光切割机电源配线图接线。 c) 检查总电源空开及各个分电源空开动作是否灵敏。 d) 检查设备电源接线是否正确，详见电源配线图。 e) 检查总电源空开及分电源空开（如主机，激光机、空压机等）必须满足图纸标示的容量。 f) 电源线、地线、零线的线径不得小于电源配线图上的线径。 g) 检查电源线的地线是否接好。 h) 检查所有强电电线端子（特别是电源变压器的输入、输出点）是否可靠、牢固，所有的插头 及插板是否连接可靠。 警 告 电源线的地线必须可靠接地。否则机床电柜 内的信号会受到干扰且遇到漏电时会造成危险。 4.3 安装调试方法及相关说明 机床调试需要专业人员进行，必须按照相关规定严格执行，调试前请先了解本机床性能及阅读 相关随机技术资料。正确的调试是保证机床正常工作的基础，如有不明之处请及时与我公司联系，我 们一定会在最快的时间内，给您满意的答复。 注意：本调试方法包括了机床联机上电正常后的调试方法. 4.3.1 光纤的调试安装 该机所配光纤激光器免光路调试，但必须严格将操作光纤放置于各轴拖链内，且必须保证弯曲半 径大于 200mm。禁止运动半径小于 200mm，固定半径小于 100mm。 将光纤缓缓从盘纤架旋出，沿机床光纤进口以及各轴拖链放入光纤直到切割头尾部扩束部分，确 定光纤长度。将光纤头QBH缓慢插入到切割头尾部扩束内并固定好。确保各水管气管连接正常无泄漏！ QBH 插入前必须确保 QBH 头清洁，按以下方法清洁： 使用专用显微镜组件观察 QBH 头，使用专用压缩空气或专业清洁剂（乙丙醇）以及清洁工具光纤 专用棉签、专用镜头纸清理 QBH 头灰尘等污物！必须确保 QBH 头干净无污染方可插入切割头扩束内！ 调整切割头镜片同轴以及焦点，然后试切！反复调整到最佳位置！ 安装光纤必须要求经过培训的专业人员安装光纤,严禁非专业人员插拔 QBH ！ 4.3.1.1 镜片使用注意事项 1) 聚焦镜、保护镜、QBH 头等光学表面，不要用手直接触摸，这样容易造成镜面划伤或腐蚀。 若镜面上有油渍或者灰尘，将严重影响镜片的使用，应及时对镜片进行清洗。 2) 光学表面严禁使用水、洗洁精等清洗。镜片的表面镀有一层特殊的膜，若使用这些来清洗镜 片会损伤镜片的表面。 3) 请勿将镜片放置在阴暗潮湿的地方，这样将会使镜片表面老化。 4) 镜片表面必须清洁如沾有灰尘、污物、或者水汽，容易吸收激光造成镜片镀膜损坏；轻则影 响激光光束的质量，重则激光光束无法穿过或反射。 5) 在安装或者更换反射镜或者聚焦镜时，不要使用太大的压力，否则会引起镜片的变形，从而 影响光束的质量。 4.3.1.2 安装或者更换光学镜片的方法 1) 安装光学镜片前要注意：穿戴干净的衣物，用肥皂或者洗洁精清洁双手，并戴上轻薄干净的 白色手套；严禁用手的任何部位接触镜片；取镜片时从镜片的侧面拿取，不要直接触摸到镜 片镀膜表面上。 2) 组装镜片时，不要用口对着镜片吹气；镜片应平稳放置在洁净的桌面上，下面垫上几张镜头 专业纸。取镜片时应尽量小心，防止碰伤和摔伤，并且不准在镜片的镀膜表面施加任何力； 安装镜片的镜座应清洁干净，用干净的空气喷枪清理镜座里的灰尘及污物，然后，将镜片轻 轻地放入镜座里。 3) 在镜片安装到镜座时，固定镜片不要用太大的力量，以免镜片变形，从而影响光束的质量。 4) 更换光学镜片时的注意事项：从包装盒中取出镜片时要十分小心，防止碰伤镜片；在包装纸 未打开之前，不要向镜片上施加任何压力；从包装盒中取出反射镜和聚焦镜时，应戴上干净 的手套，从镜片的侧面拿取；取下镜片上的包装纸时，应避免灰尘等物掉在镜片上；取出镜 片后，用喷枪清除镜面上的灰尘，然后将镜片放在光学镜片专用纸上；清除镜片支持架及固 定架上的灰尘及污物，切忌组装时其它异物掉在镜片上；安装镜片在镜座上时，不要过度用 21 力，以免镜片变形；镜片组装完成后，用干净的空气喷枪再次清除镜片上的灰尘及异物。 4.3.1.3 清洁镜片的步骤 不同的镜片清洁的方法是不同的。当镜面是平面且无镜座时，使用镜头纸清洁，例如：清洁 反射镜；当镜面是曲面或者镜面带镜座时，无法使用镜头纸时，应使用棉签清洁。例如：清洁聚 焦镜的具体步骤如下： 1) 用镜头纸清洁镜片的步骤：用吹气球吹掉镜片表面的灰尘；用酒精或者镜头纸清洁镜片的表面， 应该将镜头纸光洁的一面平放在镜片的表面，滴上 2～3滴高纯度酒精或者高纯度丙酮，向操作者 方向水平地将镜头纸慢慢抽出，反复上述动作操作几次，直到镜面上干净为止，禁止在镜头纸 上施加压力，防止产生划痕，如镜面很脏，可将镜头纸对折 2～3 次，反复上述步骤，直到镜面干净 为止。禁止用干燥的镜头纸直接在镜面上拖拉。 2) 用棉签清洁镜片的步骤：先用喷枪吹掉镜面上的灰尘；再用干净的棉签去掉污物；用新的沾有 高纯度酒精或者丙酮的棉签从镜片中心沿圆周运动，擦洗镜片，每擦完一周后，换另一干净棉 签，重复上述操作，直到镜片干净为止；将清洗好的镜片拿到光线充足的地方观察，若镜片的 反射情况良好，表明镜片已经清洁干净，若镜片的反射情况不好，则要继续清洁镜片；将已经 清洁好的镜片，按照上面所述的方法，将镜片安置在镜座上。禁止使用用过的棉签来进行操作。 a) 光学镜片的储存 1) 光学镜片妥善储存，可以保持镜片的质量完好。 2) 储存环境温度 10～30℃，不可将镜片放入冷冻室或者类似的环境，否则取出时冷凝结霜，容易 损伤镜片；储存环境的温度不可大于 30℃，否则会影响镜片表面的镀膜。 3) 将镜片保存在盒内，镜片应放置于不振动的环境，否则容易造成镜片的变形，从而影响镜片的 使用性能。 4.3.1.4 激光器调节 光纤激光器如家用电器免调节，但客户必须为光纤激光器配置电脑一台用于实时监控激光器各 数据（电脑必须安装 windows XP 系统，其他配置根据客户实际情况而定） 4.3.1.5 光纤专用切割头 右图各部件名称： 1. QBH 插口； 2. 接地； 3. 安装板； 4. 驱动电机； 5. 切割头； 6. 联管螺母； 7. 插入式传感器； 8. 切割喷嘴； 左图各部件名称： 1. 接地； 2. 电机线. 电机控制线. 冷却水接口； 8. 传感器接口； 安装注意 1. 镜片禁止用手直接接触； 2. 应分清楚镜片的正反面； 3. 使用专用工具拆装镜片； 4.3.2 喷嘴的功能及中心的调整 4.3.2.1 喷嘴的作用及调节 4.3.2.1.1 喷嘴作用 喷嘴的设计和喷气流动的情形，直接影响到切割的质量；喷嘴的制造精度，与切割品质息息相关。 喷嘴的主要功能有： 1) 防止切割熔渍等杂物往上反弹进入切割头损坏聚焦镜片。 2) 喷嘴可以改变切割气体喷出的状况，可控制气体扩散的面积及大小，从而影响到切割质量。 图4-4 为安装喷嘴和不安装喷嘴的时候，气体喷出的情形。 23 图4-4：有无喷嘴的切割气体效果示意图 4.3.2.1.2 激光与喷嘴同心调整 调整喷嘴使激光从喷嘴中心穿过的步骤，具体方法是： 1、将喷嘴移动到大约切割高度位置。 2、将喷嘴的端面涂上印泥，再将白色不干胶带贴在端面上。 3、调整激光器输出功率 20W～150W，一般可以直接调用CNC 内存中调同轴程序来处理。激光器 出光停止后，将白色的不干胶拿下来，注意不要转动其相对位置。若喷嘴位置与激光中心相 差过大时，不干胶上将无法打出中心孔；由于激光中心是固定不变的，因此要通过调节镜腔 手柄上的调整螺钉来改变聚焦镜的中心，使其与激光中心相对应。反复上述动作，直到激光 在白色不干胶上打出的孔与喷嘴的中心重合，这样才确认激光中心与喷嘴中心重合。 调整螺钉， 前后左右四个 4.3.2.2 喷嘴对切割品质的影响及喷嘴孔径的选择 a) 喷嘴与切割品质的关系： 喷嘴中心与激光的中心不同轴时，对切割质量的影响： 1) 影响切割断面，当切割气体在喷出时，造成气量不均匀，使切割断面较容易出现一边有熔 渍，另一边没有的现象，或者零件断面四周品质不一致，有时会造成无法正常切割。 2) 影响尖角质量，在切割有尖角或者角度较小的工件时，容易产生局部过熔现象，切割厚板 时，可能无法切割。 3) 影响穿孔，在穿孔时不稳定，时间不易控制，对厚板的穿透会造成过熔的情况，且穿透 条件不易掌握，对薄板的穿孔影响较小。 综上所述，喷嘴的中心与激光的同心度是造成切割质量优劣的重要因素之一，尤其是切割的工件 越厚时，它的影响就更大。因此，必须调整喷嘴中心与激光的同心度，以获得更好的切割断面。 注意：喷嘴发生变形或者喷嘴上有熔渍时，其对切割质量的影响如上面所述，因此，喷嘴应小心放置， 不得碰伤以免造成变形；喷嘴上沾有的熔渍应及时清理。喷嘴的质量在制造时就有较高的精度要求， 安装时也要求方法正确。如果由于喷嘴的质量不良造成切割时要改变各项条件，应及时更换喷嘴。 b) 喷嘴孔径的选择 喷嘴孔径的差别见下表 4-1 喷嘴的孔径 气体流速 熔融物去除能力 小 快 强 大 慢 弱 表 4-1：孔径与辅助气体流速关系表 喷嘴的孔径有φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm、φ3.0mm 等几种。三维切割一般薄板，使用φ 1.2mm、φ1.5mm 两种即可。两者的差异是： 1) 2mm 以下的薄板：使用φ1.2mm，切割面会较细；使用φ1.5mm，切割面会较粗。 2) 2mm 以上的厚板：因切割功率较高，相对散热时间较长，相对切割时间也增长。用φ1.2mm， 气体扩散面积小，因此使用时不太稳定。用φ1.5mm，气体扩散面积大，气体流速较慢，故切割时较 稳定。 综上所述，喷嘴孔径的大小对切割质量、穿孔质量有严重的影响，目前激光三维切割多使用φ 1.2mm、φ1.5mm 孔径的喷嘴。 喷嘴孔径越大时，相对的对镜片的保护就越差，因为切割时熔化物的火花飞溅，往上弹的几率很 大，使得镜片的寿命也就越短。 4.3.3 光束焦点的调整 激光切割过程中，光束焦点与切割板材表面的相对位置对切割的质量影响很大，正确调节焦点位 置非常重要。本激光切割机配备高度自动跟随调节装置，当板材高度变化后，数控系统会自动调节保 证喷嘴与板面的高度恒定，保证焦点的位置稳定。 手动调节方法，调节激光切割头下部的调节螺母，使焦点位置满足切割需要，前提是找到零焦点 25 的位置。切割过程中，也可以根据情况手动调节操作面板的高度调整选钮微量改变切割高度，需要足 够经验的操作人员才可在切割过程中调节高度。 自动调节焦点，配备自动调焦切割头的设备，可根据参数设置自动调整焦点的位置，优点是可提 高加工效率，可以弥补光程变化时所引起的焦点位置的改变，可以提高产品的成品率。 4.3.3.1 寻找焦点的方法 利用三角块找焦点（也可用倾斜的木板代替） a) 工作台上放置一平整的平板，再在平板上固定放置垫块与一个硬纸板成三角结构。如图 4-6 所示。 图4-6：激光调焦示意图 1 b) 将喷嘴拆下，调整调焦螺母到焦点最低位置，移动 Z 轴和调整 Z 轴高度，下降的高度不能与三角 块干涉即可。 c) 输入执行找焦点程序，此时 Z 轴高度不变移动 Y 轴，输出激光在三角块上面会出现烧熔的痕迹， 而烧熔最小点即为激光的焦点，如图 4-7： 图4-7：激光调焦示意图 2 d) 装上喷嘴，移动 Y 轴使切割嘴中心至焦点位置上方，可用红光辅助，手动调整焦点调节螺母使切 割嘴紧贴板面，即此时切割头刻度所示位置为零焦点的位置，应牢记。如图 4-8： 图4-8：激光调焦示意图 3 e) 焦点设定原理：切割嘴在切割工件表面上方的距离为 A，称为喷嘴切割高度或打孔高度。焦点位 置定义：焦点到切割工件上表面的距离，如图 4-9 所示，B 为焦点高度，焦点位置在表面上一般称为 正焦点，焦点位置在表面下一般称为负焦点。 图4-9：激光调焦示意图4 4.3.3.2 焦点的位置与切割材料及断面的关系说明 下表所列出的是在切割不同的板材时，激光切割焦点处于不同的位置，对板材打孔和切割断面造 成的影响，以及在切割不同材质和不同厚度的板材时，焦点位置的选择，见表 4-2。 名称及焦点的位置 切割材料及断面特征 薄板切割时使用。 零焦点：激光焦点在切割工件上表面 焦点在工件上表面，上表面切割光滑，下表面则 不光滑。 碳钢等材料的使用方式。 焦点在表面上，因此平滑面范围较大，割缝比零 正焦点：激光焦点在切割板材表面上 焦距的割缝宽，切割时气体流量较大，穿孔时间 比零焦距长。 不锈钢、铝板等切割时的使用方法。 负焦点：激光焦点在切割板材里面或下面 不锈钢切割时，切割用高压氮气，吹去溶渣保护 断面，割缝随工件板厚的增加而增宽。 表 4-2：焦点与切割材料的关系 4.3.4 设定喷嘴与工件的距离 图4-10：喷嘴与工件距离示意图 27 在调整好传感器调整盒后，喷嘴与工件的随动距离主要通过 YRC 切割头示教盒来调整，请参阅切 割头说明书。 4.4 激光切割工艺原理 激光切割是材料加工中一种先进的和应用较为广泛的切割工艺。它是利用高能量密度的激光束作 为“切割刀具”对材料进行热切割的加工方法。采用激光切割技术可以实现各种金属、非金属板材、 复合材料等的切割，在各领域都有广泛的应用。 4.4.1 激光切割原理 激光切割是利用经聚焦的高功率高密度的激光束照射工件，使被照射处的材料迅速熔化、气化、 烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流去除熔融物质，从而实现割开工件，激光切割属于 热切割方法之一。 4.4.1.1 激光切割的主要方式 激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧助熔化切割和控制断裂切割四种： A、激光汽化切割 利用激光高能力密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点， 材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。材料 的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。 激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割 B、激光熔化切割 激光熔化切割是用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化气体（N2、 Ar、He 等）依靠气体的强大压力使液态金属排除，形成割缝。激光熔化切割不需要使金属完全汽化， 7 2 所需激光能量只有汽化切割的十分子一左右，约 10 W/cm 。 ①、激光束照射到工件表面，除反射损失外，剩下的能量被吸收，加热材料 蒸发成小孔； ②、一但小孔形成，它作为黑体将吸收所有光束能量，小孔被熔化金属壁所包围，依靠气流的高 速流动，使熔壁保持相对稳定； ③、熔化等温线贯穿工件，依靠辅助气流喷射压力将融化材料吹走； ④、随着工件或者切割头的移动，小孔横移并成一条切缝，激光束继续沿着这条缝的前沿照射， 熔化材料持续或脉动地从缝内被吹掉。 对薄板材料，切割速度过慢会使大部分激光束直接通过切口白白损失能量，速度提高使更多光束 照射材料，增加与材料的耦合功率，获得保证切割质量的较宽参数调节区，对厚板材料，由于激光蒸 发作用或熔化产物移去速度不够快，光束在割缝内材料切面上多次反射，只要熔化产物能在它被冷气 流凝团前除去，切割过程将继续进行。 所有激光切割口边缘都呈条纹状，其原因是： ①、切割过程开始于导致氧燃烧的某功率值，而在较低的功率水平停止； ②、切割断面是如此的陡，以致在它上面的功率密度不能持续地维持熔化过程，而在切割面形成 台阶，使切割面在切割过程中间歇地前进； ③、切割产生的吸收或反射等离子或烟雾可引起间歇效应。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。 切割质量好，但成本比氧气切割高。 C、激光氧助熔化切割 激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割 ，它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割 气体。喷出的气体一方面与金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物 与熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。简要分析如下： ①、在激光照射下，材料表面加热到达燃点温度，随之与氧气接触，发生激烈氧化反应，放出大 量热量。在此热量作用下，材料内部形成充满蒸气的小孔，小孔周围被熔融金属壁所包围。 ②、蒸气流动运动使周围熔融金属壁向前移动，并发生热量和物质转移。 ③、氧和金属的氧化速度受控于氧化物质转移成熔渣，和氧气扩散通过熔渣到达点火前沿的速度。 氧气流速越高，燃烧化学反应和材料去除速度越快。同时，也导致切缝出口处反映产物— 氧化物的快速冷却。 ④、最后达到燃点温度的区域，氧气流作为冷却剂，缩小热影响区。 ⑤、显然，氧助切割存在着两个热源：激光照射能和氧-金属放热反应能，粗略估计，切割碳钢 时，氧化反应提供的能量要占全部切割能量的 60%左右，很明显，与惰性气体比较，使用氧 气做辅助气体可获得较高的速度。 ⑥、氧燃烧速度高于光束行进速度，这时割缝宽且粗糙；激光束行进速度比氧燃烧速度快，所得 切缝狭窄而光滑，再快，会突变切不穿。 ⑦、因氧化反应热占很大作用，所以氧气的纯度与板材的质量对切割的质量有严重影响。 激光氧气切割主要用与碳钢等易氧化的金属材料。也可用于不锈钢等材料的加工，但断面发黑且 粗糙，而成本低于惰性气体切割。 D、控制断裂切割 通过激光束加热，容易受破坏的脆性材料高速、可控地切断，称为控制断裂切割。其切割原理为： 激光束加热脆性材料小块区域，引起热梯度和随之而来的严重机械变形，使材料形成裂缝。控制断裂 29 切割速度快，只需很小的激光功率；功率太高会造成工件表面熔化，并破坏切割边缘。控制断裂切割 主要可控参数是激光功率和光斑尺寸。 4.4.1.2 激光切割的特点 激光切割与其他热切割方法相比较，总的特点是切割速度快、质量高。具体概括为如下几个方面。 （1） 切割质量好 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能够获得较好的切割质量。 （2） 激光气割切口细窄、切缝两面平行并且与表面垂直度好，切割零件的尺寸精度可参 见 4.4.5.8 （3） 切割表面光洁美观，甚至可作为最后一道加工工序，无需机械加工，零件可直接使 用。 （4） 材料经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响， 并且工件变形小，切割精度高。 激光切割、水切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见下表，切割材料为 6mm 的低碳 钢板。 切割方法 切缝宽度/mm 热影响区宽度/mm 断面质量 切割速度 成本费用 激光切割 0.2—0.3 0.04—0.06 垂直、光洁 非常快 高 水切割 0.7—1.0 无 楔形较粗糙 非常慢 低 氧乙炔切割 0.9—1.2 0.6—1.2 较粗糙 慢 低 等离子切割 3.0—4.0 0.5—1.0 楔形较粗糙 快 中高 （5） 切割速度快，例如：2500W 的激光切割 1mm 厚的冷轧碳钢板，切割速度可达 16－ 19m/min。 （6） 非接触式切割，激光切割时喷嘴与工件无接触，不存在工具磨损。 4.4.1.3 激光切割的工艺分析 激光切割是熔化和汽化相结合的过程，影响其切割质量的因素很多，除机床工艺参数、加工材料 等因素外，还有其他对加工质量有影响的因素，概略如下： ⑴、穿孔带内的选择，根据实际情况确定穿孔点的位置； ⑵、引线方式、角度、长短等的选择； ⑶、材料利用率和热影响对零件间距、板材间距的合理设置； ⑷、考虑热变形对的加工路径的选择； ⑸、微圆弧倒角的合理应用； 应根据生产实际总结经验，合理地根据加工零件选择最佳的加工工艺。 4.4.2 激光切割速度的选择说明 激光切割时，切割的速度选择是根据切割板材的材质、板材的厚度来确定的，不同的切割速度， 对激光切割的品质会造成极大的影响。选择适当的切割速度，能得到良好的切割质量。 a)、氧气作为辅助气体的“燃烧”切割，采用 1200W 的快速轴流CO2 激光器 b)、氧气作为辅助气体的“无氧”切割，采用 6000W 的快速轴流CO2 激光器 c)、试样材料为 2.5mm 的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢。试样为一长方体 图4-11 切割速度对切割质量影响示意图 下面就不同的切割速度对切割质量的影响进行讨论： 4.4.2.1 如何判断切割进给速度的快慢 从切割火花可判断进给速度的快慢：一般切割火花是由上往下扩散的，火花若倾斜时，则进给速 度太快；若火花呈现不扩散且少，凝聚在一起，则说明进给速度太慢。如图所示适当的切割速度，如 下图 4-12，切割面呈现较平稳线条，且下半部分无熔渍产生。 图4-12：切割速度产生切割火花效果图 4.4.2.2 切割进给速度对切割质量的影响 4.4.2.2.1 激光切割进给速度太快对切割质量的影响 1) 可能造成无法切割，火花四溅。 2) 有些区域可以切断，但有些区域不能切断。 31 3) 造成整个切割断面较粗。 4) 如图所示，切割进给速度太快，造成对板材无法及时切断，切割断面呈现斜条纹路，而且 下半部分产生熔渍。如图 4-13 所示。 图4-13：切割效果图 4.4.2.2.2 激光切割进给速度太慢对切割质量的影响 1. 造成切割板材过熔的情况，切割断面较粗糙。 2. 切缝会相应变宽，在较小圆角或者尖角部位造成整个区域溶化，得不到理想的切割效果。 3. 切割效率低，影响生产能力。 4.4.3 激光切割气体及压力的选择说明 激光切割时，根据切割板材的材质的不同，来选择不同的切割气体。切割气体及其压力的选择， 对激光切割品质有很大的影响。 a)、氧气作为辅助气体的“燃烧”切割，采用 1200W 的快速轴流CO2 激光器 b)、氧气作为辅助气体的“无氧”切割，采用 6000W 的快速轴流CO2 激光器 c)、试样材料为 2.5mm 的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢。试样为一长方体 切割气体的作用主要：助燃及散热、及时吹掉切割产生的熔渍、防止切割熔渍向上反弹进入喷 嘴、保护聚焦透镜等。 a) 切割气体及压力对切割质量的影响 1) 切割气体有助于散热及助燃，吹掉熔渍，从而得到质量较好的切割断面。 2) 当切割气体的压力不足时，会对切割质量造成以下影响：切割时产生熔渍，切割速度 无法满足影响生产效率。 3) 当切割气体的压力过高时，对切割质量的影响：切割面较粗糙，而且切缝较宽；同时会 造成切断断面部分熔化，无法形成良好的切割断面。 b) 切割气体的压力对穿孔的影响 1) 当气体压力过低时，激光不易穿透切割板材，打孔时间增长，造成生产率低。 2) 当气体压力太高时，造成穿透点熔化，形成较大的熔化点，从而影响切割的质量。 3) 激光打孔时，一般对薄板件打孔采用较高的气体压力，而对厚板件的打孔则采用特定的 打孔方式，消除低气压对镜片的保护不利因数。 4) 激光切割机在切割普通碳钢时，材料厚度越厚，切割气体的压力相对降低。而在切割 不锈钢时，切割气体压力相对来说随着材料的厚度而增加。 总之，激光切割时切割气体及压力的选择，必须在切割时根据实际情况去调整，在具体应用中需 根据具体情况而选用不同的切割参数。 4.4.4 激光切割功率对切割质量的影响说明 激光切割时，激光功率大小的选择对切割品质也有一定影响，切割功率需根据切割板材的材质及 板材的厚度来确定，功率过大或过小都无法得到良好的切割断面。 a) 激光切割时，激光功率过小，将造成无法切割。 b) 激光功率设定过大时，整个切割面熔化，切缝过大，得不到良好的切割质量。 c) 激光功率设定不足时，会产生切割熔渍，切割断面上产生瘤疤。 所以设定适当激光功率的，配合适当的切割气体和压力，能得到良好的切割质量，无熔渍产生。 为了方便客户更快更好的学习工艺方法的调整，我们对影响切割质量的的各要素的调整改善方法 做了一个大致的总结，请参照附录 2 。 4.5 安装调试后的验收试验项目、方法和判断 按照用户与公司签订的合同里的技术协议验收。 33 第 5 章 使用、操作 5.1 操作概括与操作指南 RC2000H 机器人三维激光切割机的操作面板主要由触摸屏、机台控制主操作面板组成。触摸屏 由日本著名的人机界面富士公司生产，操作界面主要主画面、切割头操作画面、程序选择画面、切割 参数设定画面、I/O 监控画面等几个部分。 5.1.1 触摸屏操作主画面 图5.1-1 触摸屏操作主画面 各主要功能键介绍： 设备状态指示: 分别表示: 1.设备有无报警,有报警时闪烁; 2.切割程序状态,可以选择打同轴程序或切割程序; 3.正在调用的切割工艺层,DO_START1- DO_START6 共六个工艺层; 4.正在运行的工位状态指示; 找同轴程序：找切割嘴同轴度时调用，此时自动调用找同轴的工艺参数，机器人保持不动。 报警复位按键： 启动及复位按键与控制柜面板上的启动/停止/复位按钮功能相同，复位所有报警信息。 只用机器人控制盒控制时选择“手动”,反之通过远程模式用”启动”或”停止”控制,批量生产或调同 轴时选择自动模式。 气体控制按键： 先选择气体类型，然后按下开气，便可控制气体开/ 闭，切割过程中显示正在切割所使用的气体。 35 切割头随动/非随动选择按键： 随动选上时呈现红色，切割嘴靠近板面保持随动状态反之关闭随动。 切割头回原点选择按键： 每次按下此键切割头回一次原点，第一次给设备上电时要先回切割头原点。 设备运行模式选择按键： “调试模式”表示不出光不出气，”切割模式” ，机器人运行过程出光出气。 激光器上高压选择按键： 切割准备前先给激光器上高压，如果激光器没有报警，便可直接进入切割状态。 5.1.2 切割头操作画面 图5.1－2 位控选择按钮： 位控打开时，切割头电机自动停在 PP1 设定的位置，PP1~PP4 的位置与切割头手操盒POS1~POS4 设定的高度一致。 随动功能选择按钮： 随着随动功能的打开，切割嘴离板面的高度随着“随动高度 1~4”的改变而改变，随动高度 1~4 的高度与切割头手操盒Zn1~Zn4 设定的高度一致。 切割头伺服开启/关闭选择按钮： 伺服开启表示整个切割头控制功能打开，反之关闭切割头控制。 37 切割头报警打开/关闭选择按钮 报警关闭时，所有切割头部分的报警全部关闭。 5.1.3 程序选择操作画面 图5.1－3 在用户程序选择画面里，用户可根据需要选择不同的用户程序，并进行参数设定. 5.1.4 参数设定操作画面 图5.1－4 本界面可以进行切割参数和调同轴参数设定,可以进入 I/O 监控画面 39 5.1.5 调同轴参数设定画面 图5.1－5 按亮 可以测试气压大小，并根据调同轴所需的气压大小进行设定。 5.1.6 输入点监控画面 图5.1－6 进入此画面可以在线监控 PLC 各输入点的工作状态，特别适用于检修或排查故障时使用。 41 5.1.7 输出点监控画面 图5.1－7 进入此画面可以在线监控 PLC 各输出点的工作状态，特别适用于检修或排查故障时使用。 5.1.8 切割参数设定画面 图5.1－8 每一组切割参数共分六个工艺层，分别对应于机器人内部 DO_START1~ DO_START6 调用的工艺参 数。 5.2 切割头调整盒的操作指南 切割头调整盒可以实现回原点、随动高度设定、报警监控等功能。 调整盒密码：USER:_ _ _ _6840 OEM : _ _ _ _7657 5.2.1 切割头随动高度设定 1. 在调整盒菜单中找到 Settings [→] Nominal distances, 打开显示如下界面 2.选择需要设定的随动高度 Zn1~Zn4, 比如更改Zn2 的高度从2mm 变为 5mm 43 5.2.2 切割头自动标定 1．在调整盒菜单中找到Service [→] auto calibr ，打开显示如下界面 2 ．通过上下箭头移动切割头贴近板面： 3 ．通过上下箭头移动切割头贴近板面： 4 ．选择start 开始进行自动标定： 5.3 机床的操作指南 5.3.1 整机开机程序 1. 上电前检查设备整体：主要查看机器人各运动部件的轨迹路线上及工作台有无异常等。 2. 外部设备启动： a. 启动总供电设备：总电源开关，稳压设备。 b. 冷水机启动：检查状态是否正常，供水是否正常，水路有无漏水现象。 c. 激光器启动：包括冷水机及激光器主机，检查状态有无异常。 d. 辅助气体供应设备：启动空压机，打开所需供气阀，检查气路中的各过滤设备及各压 力表的状态是否正常。 5.3.2 整机关机程序 1：机器人回原点。 2: 关闭激光器:电源。 3: 关闭冷水机电源。 4 ：关闭空气压缩机阀门与电源。 a: 对空气压缩机进行手动排水、排油，将空气压缩机底部储气罐的泄水阀打开进行排水，待废 水排完后，关闭该泄水阀。 b: 对空气清净器进行手动排水（未装自动排水器时）、排油,将空气清净器底部的排水阀打开进行 排水，待废水排完后，旋紧该排水阀。 5: 关闭冷干机、机床电源、稳压电源、及外部总开关。 6：关闭切割用辅助气体。 7 ：封闭切割头喷嘴，防止空气中粉尘进入到聚焦镜片。 8：巡视机床周边环境状况，检查是否有火种或高温物体存在，预防火灾，消除安全隐患。 5.3.3 伺服驱动器设置、故障指示及对策 具体操作及故障解决请参安川电机使用手册 5.3.3.1 伺服驱动器参数 安川电机(V 系列)伺服单元参数设置 参数号 设定值 出厂值 功 能 备 注 Pn000 0010 0000 控制模式选择 位置控制 Pn100 40 40 速度环增益 Pn20E 65536 4 电子齿轮比（分子） Pn2010 375 1 电子齿轮比（分母） Pn50A 8100 2100 Pn50B 6548 6543 注：个别参数设定后，要重新上电。 5.3.3.2 伺服驱动器报警及故障处理 具体见安川电机使用说明书。 45 第 6 章 维护、保养和故障排除 6.1 综述 为了保证 RC2000H 激光切割机的正常使用,必须对设备进行日常保养和维护。由于整个机床采用 高精密的部件组合而成，在日常维护过程中必须格外小心，严格按照各部分的操作规程进行，并且由 专人进行维护，不得野蛮操作，以免损坏元器件。 一般准则 用最适合的润滑剂来进行专业润滑是保持机床质量的前提。这样可以避免运行故障及其后果。在 这个意义上应当注意下述注意事项。 投入运行之前：机床投入运行之前，必须根据润滑说明认真地润滑机床。如果机床较长时间没有用 过（例如远洋运输），必须检查整个机床的润滑情况。 润滑注意事项：机床的润滑根据润滑图和对润滑图的说明
