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老式等离子和激光切割机可以升级吗?

发布时间:2019/11/11 09:42

老式等离子和激光切割机可以升级吗?

改装!

升级扩展了切割能力

发布于:2019年11月11日
发表人:江苏科茂自动化有限公司
关于:数控切割机,等离子切割机

为了在当今市场上保持竞争力,制造商不断评估当前和潜在客户群,车间运营和工作流程以及加工技术领域的许多变量。如果这些基本要素不平衡,那么工厂的整体生产效率将下降。

您可能希望通过切割更多当前切割的零件或添加当前没有的功能来扩展产能。

可以对旧的等离子和激光板切割机进行改造,以帮助提高性能,以追求更大的产能。那么,您什么时候应该考虑对新机器进行改造?通常建议在车间受占地面积限制,设备仍处于良好状态或您无法以合理的价格购买主要资本设备的情况下进行翻新。

您还应该考虑容量的增加将如何影响工作流程。例如,如果您的工作流程在喷漆间遇到瓶颈,那么增加切割能力并不一定会改善整个车间的产量。另一方面,如果改造可以消除二次操作中的瓶颈,则可以大大提高整体生产率。

激光系统改造可扩展材料厚度能力

激光系统改造包括三个主要部分:

  1. 激光头
  2. 谐振器(激光)
  3. 数控机床

这些组件中的任何一个都可以单独或以几乎任何组合进行改装。

切割头。一个激光系统上的最常见和最昂贵的改装的是激光头。通常进行翻新以从接触式切换到非接触式(电容式)高度感应系统。等离子切割对比
通常需要进行改型,以从触点(左)切换到非触点(电容式)高度感应系统(右)。

其他功能升级通常包括快速样式的镜头更换架,防撞保护,数字焦点位置指示器以及附加的焦距选项。

 

但是,切割头的改型仅在很小程度上影响激光机将板切割能力扩展到更大厚度或更高速度的能力。更长焦距的镜头可以增加聚焦深度,以进行更厚的板切割;采用新型气流技术的各种喷嘴可以改善从切缝处去除熔融材料的能力。
切割样品

对具有4 kW谐振器的激光器进行改造,可使激光器切割多达20毫米的低碳钢。

谐振腔对于热加工来切割板,切割过程必须具有足够的功率输入以克服功率损耗。热量随着熔融的喷射流离开切割区,并通过传导进入切缝周围的块状材料中。这类似于在桶中加一个孔。输入功率就像是从软管流入水桶的水,功率损耗就像是从孔中流出的水。

正如填充具有较大孔的水桶需要从较大的软管中获取更多的水一样,在激光系统上切割较厚的板也需要更高功率(瓦数)的谐振器。许多已安装的系统都有1.5或2千瓦(kW)的谐振器。这些系统通常的最大软钢厚度容量为1/4至3/8英寸(6至9毫米),不锈钢和铝的容量更薄。升级为3或4 kW谐振器后,低碳钢的厚度范围扩​​大到12至19毫米。

除了扩展厚度功能之外,通过升级谐振器可以实现的其他好处还包括更好的光束质量,更好的指向稳定性和更低的运行成本,以及更可靠的组件以及更快的启动和预热时间。

通常,谐振器的改造需要几天的时间才能完成,并且需要升级冷却器以处理更高的功率。您可能必须更换光束传输光学器件(水冷镜)和切割头才能接受更大直径的光束。另外,您可能需要更改物料处理系统以处理较厚的板的重量增加。

随着板厚增加到1/2英寸以上,激光切割的材料质量成为重要问题。激光级板在各种结构等级中变得越来越普遍。它通常具有均匀,附着力强的轧制鳞片,没有生锈,并且激光友好的合金元素混合有助于控制不必要的燃烧。

如果升级的目标是添加3/4英寸。产能,请向您的供应商核实激光级钢的可用性,或者向其他客户提供激光切割可用板材的参考。确保将材料妥善存放在您的设施中,以防生锈。

谐振器改造的最后一个要考虑的因素是要切削的主要金属类型。最适合低碳钢,铝或不锈钢的模式(或射束功率分布)可以有很大不同,这取决于谐振器的类型。扩散冷却的平板谐振器的模式将功率集中在中心(TEM00),可以在不锈钢和铝上提供高质量的性能。直流(DC)或射频(RF)激发的快速轴流谐振器通常具有以环形(TEM01)分布的功率,并且在厚氧软钢的氧气辅助切割中提供更好的切割质量盘子。

CNC。激光系统上的CNC改造通常与共振器和切割头改造同时进行。

完整的系统改造(CNC,磁头和谐振器)的最常见原因是将许多最新技术带入现有系统,而花费却比新系统的成本低。这些新技术包括用于控制切割头中焦点位置的附加伺服轴,高级监视和控制功能,联网功能以及嵌套/ CAD软件包。这些改造通常是最昂贵的,需要花费最长的时间完成,并且经常涉及更换驱动器和电动机。

检查机器上的所有运动部件(滚珠丝杠,齿条和小齿轮,线性滑轨和导向装置等),并在必要时对其进行重新加工,以确保改造完成后精度和正确的运动。

等离子系统改造以提高切割质量

与激光系统改造类似,等离子体系统改造包括三个主要部分:

  1. 等离子炬
  2. 等离子系统(电源和割炬)
  3. 数控系统

等离子火炬。对于某些较旧的等离子系统,等离子炬升级是成本最低的选择。共同的好处包括更长的易损件寿命,更高的切割速度以及更低成本的易损件。由于电流和气流由电源控制,因此确保升级与现有电源兼容并进行优化非常重要。但是,割炬的改装不会将传统的等离子系统变成高清系统,也不会增加系统的电流。

等离子系统。激光功率的等离子体当量是安培数,和激光模式的等价物是常规的或高清晰度等离子体。

尽管等离子切割比激光切割在工业上的切割过程更长,但等离子切割过程和系统仍在继续进行实质性技术开发。例如,高清等离子是这样一种过程,其中等离子弧非常紧缩,因此等离子流变得非常僵硬。这样可以改善切边的垂直度和公差。

 

处理此过程中较高能量密度的能力要求对等离子气流进行良好的控制,从而对耗材,控制电子设备,功率电子设备和其他组件提出了更高的要求。结果,消耗品的复杂性增加,使得它们的制造成本更高,并且它们对磨损更敏感。同时管理气体和电流对等离子系统中的控制电子设备和组件提出了更高的要求,而向更高的安培数方向发展则给许多电力电子设备带来了压力。所有这些方面的改进使得新的高性能等离子切割系统(电源和割炬)可以提高切割速度和质量(矩形度和公差),同时降低切割成本(请参见图3)。
性能曲线图

随着等离子切割过程变得更加精确和清晰,最终的切割质量变得更加依赖于平滑的运动轮廓,以减少对角切割,长方形孔和拐角过冲时的波动。


等离子系统的改造通常可以提高切割速度,提高质量,同时降低切割成本。

现代制造业不断地推动公差和重复性的极限,因此,对切割零件公差和质量的仔细考虑需要超越第一手检查。在耗材的使用寿命内需要始终保持质量控制。

由于大多数等离子系统是龙门式机床,具有固定的材料切割床板,因此等离子切割过程不会出现材料重量和质量问题。然而,机器的运动曲线可能变得非常重要。

 

CNC和工作台。随着等离子切割过程变得更加精确和明确,最终的切割质量变得更加取决于平滑的运动轮廓,并且不规则性变得更加明显。旧系统掩盖的运动组件(齿轮箱,导轨,齿条和小齿轮,驱动器和调音)的不正确之处将显示为对角切口,长圆形孔和拐角过冲处的波纹(请参见图4)。

如果机器不“紧”,则可以迅速牺牲升级后的切削工具带来的更高公差。对于这种情况,可能的补救措施是改造CNC和驱动器。现代数字驱动器可以更精确地控制机器中的速度和位置曲线,而功能强大的CNC具有良好的高度控制可以提高切割质量。

许多系统软件包还提供了许多自动化功能,包括预编程的切割表,自动气体控制台,联网功能,CAD和嵌套软件。仔细检查机械驱动部件,以确保它们可以使用CNC /等离子系统改造提供的好处。

等离子还是激光?

如果您的商店同时使用等离子和激光,您如何决定要进行哪些改造?几乎所有的改造都可以提供投资回报,但是期限可以从两个月到三年不等。

这个问题很难回答,因为改造很可能会改变可以完成的工作的数量和类型,因此基于当前客户和项目量的任何计算都是不准确的。但是,一些主要的考虑因素是预算,退货期的时间范围,机器将要运行多少班次以及要切割的零件类型。

要求非常严格的公差并在运行多班次的机器上有许多孔的零件更适合激光操作。通常,在一台机器上运行一档的大型内部零件很少的内部功能部件,可以使用高性能的等离子系统进行处理。

升级激光系统可以消除等离子切割零件所需的一些辅助操作,而等离子系统升级则可以减轻激光系统的板切割操作负担,从而扩大切割薄板的能力。

仔细考虑整个车间的工作流程,以确保可以容纳扩大的产能,并在必要时咨询供应商以备有可用材料。


每个工厂根据功能,服务和客户都有自己独特的位置。最大的成功来自于这些因素与用于以最低成本提供最佳质量的设备的最佳匹配。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控切割机制造商