光纖激光切割設備安裝調試與維護保養要點

張建柱，李 鑫

（山東鐳鳴數控激光裝備有限公司，山東濟南 250101）

1 光纖激光切割設備的安裝

1.1 設備安裝前的準備工作

（1）設備到達前的溝通。為了順利完成光纖激光切割設備的安裝調試工作，需要廠家技術人員提前和客戶進行溝通。準備工作包括：①需要客戶提前聯系好設備相應噸位的叉車或行車1輛，為機器到貨卸車做準備?？蛻粜枰才艑Ｈ耍?～2）人全程跟蹤參與培訓，包括機器到貨驗機、機器安裝、機器操作調試、機器保養維護及其注意事項等內容。②客戶需要準備好純度為99.9%的氧氣、純度為99.99%氮氣或潔凈無油的空氣等氣源（氣體純度越高，切割質量越好），便于機器調試使用。③需客戶將經常加工或計劃加工的各種厚度的不銹鋼或碳鋼板材準備齊全，便于機器調試切割使用。④需要客戶提前預定好機器安裝位置，便于機器安裝。⑤需要客戶準備2桶或40 L左右的純凈水、等離子水或蒸餾水，便于機器安裝使用。⑥機器需要有效接地，客戶要提前預定好接地裝置或地點，便于安裝接地線。⑦客戶需要提前準備好相關切割圖形的電子版圖，便于調試板材使用。⑧客戶要提前準備好相關潤滑油，建議使用長城重負荷車輛齒輪潤滑油90 GL-5，定期檢查潤滑油量，及時添加潤滑油。⑨客戶需要準備好電源，根據設備功率決定斷路器型號。

（2）人員組織與培訓。光纖激光切割設備比較昂貴，在對其首次安裝和調試期間，應配合相關技術工程師進行安裝調試工作。需要安裝設備的單位，應在工程師到達前，做好周到的準備工作，以免影響安裝調試進度。工作包括：①光纖激光切割設備的操控人員需要認真挑選，在挑選過程中，應根據人員的操作技能，選配出數控知識掌握到位、反應靈活敏捷和有責任心的操作員。②設備監控人員主要責任：準備和執行相關計劃和措施，以阻止可能由激光束造成的損害；激光控制區域的設置和管理，設備操作按鍵的控制；設備的檢查、維修及服務記錄的保存。③進行有關本設備的安全教育。設備操作人員的任用也需要考慮周全，設備操作人員應由激光設備監控人員任用，具備危險處理、激光基礎知識和危險電壓等相關基礎知識，且經過完整的機床操作培訓。

1.2 光纖激光切割設備的安裝流程

（1）在安裝光纖激光切割設備時，要適當的將起重機或叉車等機械設備應用到其中，與此同時，安裝光纖激光切割設備的人員還應該對安裝調試工作進行周密的謀劃和準備。

（2）安裝光纖激光切割設備的主要流程：①根據實際情況，提前安排客服人員對機器地基預埋工作進行協調，溝通客戶根據地基圖紙進行地基施工。②設備到達后仔細檢查設備外觀鈑金變形情況，并對設備的零件進行清點，確認后才可給物流人員簽字。③做好設備基礎的驗收后，做好墊鐵板或地腳擺放安裝，墊鐵板的安裝大多需要焊接來實現。④將設備吊裝起來或使用叉車，以便于調整設備，準確定位。⑤安裝地腳，調整水平后進行二次焊接固定。完成以上步驟之后，就可以進行調試工作了。

2 設備安裝調試階段要點

2.1 設備開箱及安裝注意事項

設備開箱要點。在設備打開包裝后，首先認真檢查設備外觀情況，發現鈑金變形、線斷等情況應及時聯系廠家解決。其次要仔細的對設備的零配件進行清點，清點時應將箱內零件的實際個數和名稱與配件單進行比對，逐一進行檢查，若有缺失或名稱錯誤時，應及時溝通解決。與此同時，應將激光器的打包箱做好保存工作，便于以后維修打包使用。

2.2 設備安裝注意事項

（1）光纖激光切割設備定位和調整要點。在定位和調整光纖激光切割設備時，應對設備進行平面定位、水平定位以及標高定位。在對設備進行平面定位時，應著重注意地面平整度，同時使用叉車時一定要在沒有坦克鏈的一側進行叉移，以免損壞坦克鏈和線纜。

在對設備進行水平定位時，應按機床配備的調整方式進行，嚴禁采用其他任何方式（比如用鋼棍撬動等）操作。在對設備進行標高定位時，應該設置合理的高度，考慮設備的穩定和運動速度。

（2）設備安裝時的注意事項和預防措施。①設備安裝期間，要確保起重機與叉車需由合格人員操作，其他人員嚴禁操作，任何時候無論什么原因，人身的任何部分都不能處在起重機下面。②電線連接需由合格人員操作，為避免觸電，必須確認已進行了接地工作。接地時需關閉工廠的主斷路器，在沒有完成之前切勿閉合主斷路器。同時電線連接過程中，需掛警告牌以提醒他人電線連接正在進行。③需在地面上布線時，為保護電線不被損傷，需用安全且堅固的屏蔽防護罩完全罩住電線。④如果起吊機床時，應在指定位置使用鋼絲繩索、吊具，且須保證上述物品能完全承受機床重量。⑤機床安裝完成后，開啟電源之前需進行以下檢查：所有電線的連接和潤滑油的添加都已完成；所有管路都已正確安裝且妥善固定；所有螺釘和插頭的連接均牢固可靠；擦拭機床上的水與塵埃；確保機床周圍無漏水和漏油的地方。

（3）設備調試操作前預防措施。為預防設備故障的發生，設備監控人員應在操作開始之前檢查指定項目：①檢查工作區域和機床的可移動部分是否有障礙物。②檢查地面上是否有水和油，以防滑倒。③旋轉電源開關按鈕，需嚴格遵守本手冊中的步驟。④確保每一個門和防護罩安全關閉。⑤檢查所有防護設備的功能，確保其沒有故障和損傷。⑥打開電源之后，檢查的內容：顯示器不顯示任何錯誤信息或報警；電機和齒輪無異常聲音；電氣柜制冷風扇正常旋轉；所有軸和導軌表面都提供了充分的潤滑；對機床進行預熱（不包括激光器）；在激光控制區域內切勿遺留易燃物等。

（4）設備調試操作中的預防措施。①嚴禁破壞，移除或重新定位任何安全裝置或聯鎖裝置。②操作過程中應遵守：請勿打開機床安全護罩；請勿進入機床的可移動部分；機床運行中，請勿進行再次緊固、測量工件、移除切屑或機床周圍清理的任何工作。③外光路調整過程中應遵守：請勿把身體的任何部分置于傳感器座（即切割頭）下；在軸移動操作開始之前，請確認其移動方向的正確性；切勿對人的身體進行激光束照射；切勿直視或接觸激光指示紅光、激光束或其散射光，否則可能會導致嚴重的人身傷害（包括失明和灼傷）；進行激光切割時，應穿戴指定防護衣和護目鏡，否則，可能會導致嚴重的人身傷害；在操作前為煙霧和氣體提供通風、塵埃收集和排氣裝置。否則，肺功能可能會受到嚴重影響。④操作過程中如果機床突然停止，應找出故障的原因，明白恢復操作的步驟。在此之前禁止再次開始操作的內容：切割之后請勿用手直接接觸材料，以防毛刺或灼熱導致傷害；對任何開關、鑰匙或按鈕進行操作時，請勿佩戴手套；請勿在機床、工作臺或周圍的地方遺留任何工具或部件，以免引起誤動作，碰傷工人或造成加工位置的移動；操作過程中，嚴禁將身體的任何部位斜靠在機床上，以免接觸開關或鑰匙而引起誤動作；如果機床沒有正常動作，有報警信息顯示在屏幕上，或有任何故障征兆，請立即通知設備監控人員和維修人員。

3 設備維護保養要點

3.1 設備的日常維護保養

（1）激光器、冷水機、空壓機的檢修周期按其使用說明書上規定的檢修周期進行檢修。

（2）設備的首次使用24 h后初次檢修，100 h后進行二次檢修，半年后再進行一次檢修。以后每隔半年或一年進行一次檢修。①每日開機前，仔細檢查激光器，水冷機組，水量和管道有無泄漏。②檢查激光準備狀態按鈕是否有損壞、設備急停按鈕是否正常。③檢查X軸、Y軸、Z軸的限位開關及撞塊安裝螺釘有無松動，各軸的限位開關是否靈敏。④檢查交換工作臺各限位開關是否靈敏。⑤長時間使用后，檢查聚焦鏡鏡片和保護鏡片有無損傷。⑥工作完成后，及時清理切割廢料，清掃工作現場，保持工作現場的整齊、干凈；同時做好設備的清潔工作，保證設備各部分干凈無污痕，設備各部分都不能放置雜物。⑦每日工作完成后，將空壓機底部儲氣筒的泄水閥打開進行排水，待廢水排完后，關閉該閥（如果使用壓縮空氣）。⑧每日工作完成后，按關機步驟進行關機，然后關掉整個機床的總電源。

3.2 設備運行期間的維護保養

設備在運行前請仔細檢查設備周圍有無雜物，設備運行中如發生異常聲音應立刻停機檢查，設備切割程序運行完后，請將設備工作臺面板材清理干凈，不得在設備工作臺或操作臺上擺放無關物品。①定期檢查設備潤滑油泵的油位，及時加注潤滑油，并且適當調整潤滑泵加油的時間，保證能夠向導軌及絲桿充分加注潤滑油，保證設備切割精度，保持各運動部件的有效潤滑，延長導軌的使用壽命；如果發現設備運動時聲音變大，檢查齒輪、齒條潤滑情況，及時加注潤滑油。②每周必須清理Z軸直線導軌及絲桿上的灰塵。③每周清潔風口，設備的各過慮網上的雜物灰塵。④每周檢查激光器內部冷卻水水位，若不足必須及時添加。⑤及時檢查保護鏡與聚焦鏡表面的污染情況，及時科學的清潔光學鏡片，以保證其使用壽命。⑥定期檢查設備外部電纜是否有被劃壞，檢查配電柜內線路接口有無松動。

3.3 設備的長期維護保養

（1）水路及氣路系統維護保養。光纖激光切割設備的水路系統包括兩部分：一是冷卻水從冷水機出來后進入激光器，通過激光器內的散熱器對激光器進行冷卻后，返回冷水機；二是冷卻水對光路系統的切割頭進行冷卻后返回冷水機。①檢查循環水路有無動物啃咬，物品擠壓，碰撞，導致的管路損壞及堵塞現象。②檢查水循環管路老化狀況及各接口有無漏水現象。③檢查氣管路情況：檢查高壓切割氣管路有老化狀況及個接口有無漏氣現象；檢查各氣體處理元件（氣體凈化器、單向閥、減壓閥、電磁閥等）有無損壞漏氣現象；檢查高低壓氣體管路有無動物啃咬，物品擠壓，碰撞，導致的管路損壞及堵塞現象；檢查輔助氣路執行元件有無卡死損壞現象（滾輪氣缸、加緊氣缸、排風氣缸等）。

（2）油路潤滑系統維護保養。激光切割機的油路潤滑系統由油泵和管路組成，手動油泵加油每半月潤滑一次。自動油泵工作泵油間隔為4 h，每次泵油時間為10 s，當油泵油位過低時，油泵會報警，并發出報警聲，此時應向油泵加入標準潤滑油，油路系統所潤滑的各個執行終端機構長時間后會積聚較多灰塵容易造成油路堵塞，影響潤滑效果增加油泵的工作壓力，減少油泵使用壽命。需定期清理各軸導軌和齒條的灰塵，檢查潤滑油路有無漏油及管路老化現象。①檢查油位是否在合適位置，注意添加標準潤滑油。②檢查油路有無動物啃咬，物品擠壓，碰撞，導致的管路損壞及堵塞現象，及時清理。③檢查油泵工作狀態及供電電壓確保油泵正常工作。

（3）冷卻水的檢查及更換。①打開冷水機的放水閥門，將水箱中的水放干凈。②檢查水箱內有沒有污物和浮著的微生物。③關上放水閥門，向水箱中加注蒸餾水或純凈水，將水加至水箱總容量的90%左右。④連接水管，打開冷水機開關，并檢查有無漏水情況。

4 激光器及光路維護保養

激光器的定期維護包括：①激光器的具體保養以所選用的激光器的說明書為主。②檢查電源線，且保證激光器外殼與大地導通。通電前可用萬用表導通擋檢測激光器外殼是否與大地（PE黃綠線）有效導通。③激光器各控制線及電壓必須符合產品技術要求，否側將造成產品不可恢復性損壞，故激光器上電工作前，請檢測各電壓信號是否符合產品要求。④注意光纖保護及光纖輸出頭保護，切勿彎折及受力。此部分屬易損品，請注意防護檢查。⑤注意激光器光纖輸出頭鏡片防塵保護，若有灰塵請按照鏡片清潔操作規范進行清潔（無水乙醇，純度為 99.9%以上；無塵棉簽，切勿使用普通棉簽，易掉棉絮，造成鏡片二次污染）。⑥注意日常正確的開關機順序：水冷機（保證工作正常且水溫適合，約25℃）→激光器上電→控制軟件啟動→氣路工作正?！刂葡到y工作正?！す馄鳒蕚涑龉狻踩雷o→切割系統工作；關機工作順序：關閉設備控制系統→關閉激光控制信號→激光器電源斷電→水冷機停止工作。⑦其他注意事項：激光器工作過程中，請注意水路、氣路、電路均工作正常，否則請斷電檢查故障原因及檢測。⑧激光器工作過程中出現任何故障，請先記錄故障時間，故障現象，故障時系統工作狀態，然后排查故障原因，若有疑問請聯系鐳鳴工作人員。⑨長時間的激光器使用需要清理冷卻水管路、保持激光器的干凈衛生、定期更換冷水機內的冷卻水。

5 設備長期閑置的維護保養

設備的長期閑置時要拆開防塵罩在導軌上涂抹黃油，激光器需要清理干凈冷卻水管路，保持激光器的干凈衛生；清理干凈激光切割頭和冷水機內的冷卻水，做好防護工作。

水冷機冬季保養時

（1）為更好的保護激光設備，避免不必要的損失，森峰激光為使用設備做出了要求：①加裝空調或供暖設施使環境溫度保持約10℃。②24 h運行制冷機，水在流動的狀態下不會結冰。（確保廠區24 h不斷電）。③在水冷機中添加乙二醇防凍液（推薦科萊恩）防凍。其冰點隨著乙二醇在水溶液中的濃度變化而變化。

（2）防凍液配比要以每年的最低溫度為依據，結合實際使用情況進行配比，經檢測后得出的結論見表1。①推薦使用Clariant(科萊恩）公司的AntifrogenN防凍液，添加比例是3：7（3份防凍液，7份水）添加防凍液之后能抵抗-20℃而不結冰。②如果使用激光器外圍環境溫度在（10～40）℃，無需添加任何防凍液。另外，在夏季，請把水冷機里的防凍液排干凈后，再注入蒸餾水使用。③冷啟動時請先看水狀態。④設備長期不用或停電時，請務必把制冷機水箱內和激光器內的水排空。

表1 防凍液配比

（3）排水方法包括：①關掉設備電源，打開制冷機后面的排污閥，排空水箱內的水。②擰開制冷機內的過濾芯，排空過濾芯內的水。擰開水泵下面的排水螺絲，排空水泵內的水。③取下水箱后面的水管，做好標記。用0.2 MPa的氣體接到Φ12 mm水管的一端，排空激光器內的水（低溫區）。④用0.2 MPa的氣體接到Φ8 mm水管的一端，排空光纖頭內的水（高溫區）。注意：用于排水的氣體壓力過大容易損壞激光器。防凍液濃度過高會增加水循環阻力。

6 結論

光纖激光切割設備安裝調試和維護保養的質量，直接影響到企業的效益。因此，應重視對光纖激光切割設備的安裝調試和維護保養工作，確保安裝調試質量，提升維護保養工作工藝化、規范化及制度化，提高光纖激光切割設備維護工作的水平，保證各項生產工作的安全性，進而有效提升設備整體的運行質量和水平。