光纤激光切割设备安装调试与维护保养要点

张建柱，李 鑫

（山东镭鸣数控激光装备有限公司，山东济南 250101）

1 光纤激光切割设备的安装

1.1 设备安装前的准备工作

（1）设备到达前的沟通。为了顺利完成光纤激光切割设备的安装调试工作，需要厂家技术人员提前和客户进行沟通。准备工作包括：①需要客户提前联系好设备相应吨位的叉车或行车1辆，为机器到货卸车做准备。客户需要安排专人（1～2）人全程跟踪参与培训，包括机器到货验机、机器安装、机器操作调试、机器保养维护及其注意事项等内容。②客户需要准备好纯度为99.9%的氧气、纯度为99.99%氮气或洁净无油的空气等气源（气体纯度越高，切割质量越好），便于机器调试使用。③需客户将经常加工或计划加工的各种厚度的不锈钢或碳钢板材准备齐全，便于机器调试切割使用。④需要客户提前预定好机器安装位置，便于机器安装。⑤需要客户准备2桶或40 L左右的纯净水、等离子水或蒸馏水，便于机器安装使用。⑥机器需要有效接地，客户要提前预定好接地装置或地点，便于安装接地线。⑦客户需要提前准备好相关切割图形的电子版图，便于调试板材使用。⑧客户要提前准备好相关润滑油，建议使用长城重负荷车辆齿轮润滑油90 GL-5，定期检查润滑油量，及时添加润滑油。⑨客户需要准备好电源，根据设备功率决定断路器型号。

（2）人员组织与培训。光纤激光切割设备比较昂贵，在对其首次安装和调试期间，应配合相关技术工程师进行安装调试工作。需要安装设备的单位，应在工程师到达前，做好周到的准备工作，以免影响安装调试进度。工作包括：①光纤激光切割设备的操控人员需要认真挑选，在挑选过程中，应根据人员的操作技能，选配出数控知识掌握到位、反应灵活敏捷和有责任心的操作员。②设备监控人员主要责任：准备和执行相关计划和措施，以阻止可能由激光束造成的损害；激光控制区域的设置和管理，设备操作按键的控制；设备的检查、维修及服务记录的保存。③进行有关本设备的安全教育。设备操作人员的任用也需要考虑周全，设备操作人员应由激光设备监控人员任用，具备危险处理、激光基础知识和危险电压等相关基础知识，且经过完整的机床操作培训。

1.2 光纤激光切割设备的安装流程

（1）在安装光纤激光切割设备时，要适当的将起重机或叉车等机械设备应用到其中，与此同时，安装光纤激光切割设备的人员还应该对安装调试工作进行周密的谋划和准备。

（2）安装光纤激光切割设备的主要流程：①根据实际情况，提前安排客服人员对机器地基预埋工作进行协调，沟通客户根据地基图纸进行地基施工。②设备到达后仔细检查设备外观钣金变形情况，并对设备的零件进行清点，确认后才可给物流人员签字。③做好设备基础的验收后，做好垫铁板或地脚摆放安装，垫铁板的安装大多需要焊接来实现。④将设备吊装起来或使用叉车，以便于调整设备，准确定位。⑤安装地脚，调整水平后进行二次焊接固定。完成以上步骤之后，就可以进行调试工作了。

2 设备安装调试阶段要点

2.1 设备开箱及安装注意事项

设备开箱要点。在设备打开包装后，首先认真检查设备外观情况，发现钣金变形、线断等情况应及时联系厂家解决。其次要仔细的对设备的零配件进行清点，清点时应将箱内零件的实际个数和名称与配件单进行比对，逐一进行检查，若有缺失或名称错误时，应及时沟通解决。与此同时，应将激光器的打包箱做好保存工作，便于以后维修打包使用。

2.2 设备安装注意事项

（1）光纤激光切割设备定位和调整要点。在定位和调整光纤激光切割设备时，应对设备进行平面定位、水平定位以及标高定位。在对设备进行平面定位时，应着重注意地面平整度，同时使用叉车时一定要在没有坦克链的一侧进行叉移，以免损坏坦克链和线缆。

在对设备进行水平定位时，应按机床配备的调整方式进行，严禁采用其他任何方式（比如用钢棍撬动等）操作。在对设备进行标高定位时，应该设置合理的高度，考虑设备的稳定和运动速度。

（2）设备安装时的注意事项和预防措施。①设备安装期间，要确保起重机与叉车需由合格人员操作，其他人员严禁操作，任何时候无论什么原因，人身的任何部分都不能处在起重机下面。②电线连接需由合格人员操作，为避免触电，必须确认已进行了接地工作。接地时需关闭工厂的主断路器，在没有完成之前切勿闭合主断路器。同时电线连接过程中，需挂警告牌以提醒他人电线连接正在进行。③需在地面上布线时，为保护电线不被损伤，需用安全且坚固的屏蔽防护罩完全罩住电线。④如果起吊机床时，应在指定位置使用钢丝绳索、吊具，且须保证上述物品能完全承受机床重量。⑤机床安装完成后，开启电源之前需进行以下检查：所有电线的连接和润滑油的添加都已完成；所有管路都已正确安装且妥善固定；所有螺钉和插头的连接均牢固可靠；擦拭机床上的水与尘埃；确保机床周围无漏水和漏油的地方。

（3）设备调试操作前预防措施。为预防设备故障的发生，设备监控人员应在操作开始之前检查指定项目：①检查工作区域和机床的可移动部分是否有障碍物。②检查地面上是否有水和油，以防滑倒。③旋转电源开关按钮，需严格遵守本手册中的步骤。④确保每一个门和防护罩安全关闭。⑤检查所有防护设备的功能，确保其没有故障和损伤。⑥打开电源之后，检查的内容：显示器不显示任何错误信息或报警；电机和齿轮无异常声音；电气柜制冷风扇正常旋转；所有轴和导轨表面都提供了充分的润滑；对机床进行预热（不包括激光器）；在激光控制区域内切勿遗留易燃物等。

（4）设备调试操作中的预防措施。①严禁破坏，移除或重新定位任何安全装置或联锁装置。②操作过程中应遵守：请勿打开机床安全护罩；请勿进入机床的可移动部分；机床运行中，请勿进行再次紧固、测量工件、移除切屑或机床周围清理的任何工作。③外光路调整过程中应遵守：请勿把身体的任何部分置于传感器座（即切割头）下；在轴移动操作开始之前，请确认其移动方向的正确性；切勿对人的身体进行激光束照射；切勿直视或接触激光指示红光、激光束或其散射光，否则可能会导致严重的人身伤害（包括失明和灼伤）；进行激光切割时，应穿戴指定防护衣和护目镜，否则，可能会导致严重的人身伤害；在操作前为烟雾和气体提供通风、尘埃收集和排气装置。否则，肺功能可能会受到严重影响。④操作过程中如果机床突然停止，应找出故障的原因，明白恢复操作的步骤。在此之前禁止再次开始操作的内容：切割之后请勿用手直接接触材料，以防毛刺或灼热导致伤害；对任何开关、钥匙或按钮进行操作时，请勿佩戴手套；请勿在机床、工作台或周围的地方遗留任何工具或部件，以免引起误动作，碰伤工人或造成加工位置的移动；操作过程中，严禁将身体的任何部位斜靠在机床上，以免接触开关或钥匙而引起误动作；如果机床没有正常动作，有报警信息显示在屏幕上，或有任何故障征兆，请立即通知设备监控人员和维修人员。

3 设备维护保养要点

3.1 设备的日常维护保养

（1）激光器、冷水机、空压机的检修周期按其使用说明书上规定的检修周期进行检修。

（2）设备的首次使用24 h后初次检修，100 h后进行二次检修，半年后再进行一次检修。以后每隔半年或一年进行一次检修。①每日开机前，仔细检查激光器，水冷机组，水量和管道有无泄漏。②检查激光准备状态按钮是否有损坏、设备急停按钮是否正常。③检查X轴、Y轴、Z轴的限位开关及撞块安装螺钉有无松动，各轴的限位开关是否灵敏。④检查交换工作台各限位开关是否灵敏。⑤长时间使用后，检查聚焦镜镜片和保护镜片有无损伤。⑥工作完成后，及时清理切割废料，清扫工作现场，保持工作现场的整齐、干净；同时做好设备的清洁工作，保证设备各部分干净无污痕，设备各部分都不能放置杂物。⑦每日工作完成后，将空压机底部储气筒的泄水阀打开进行排水，待废水排完后，关闭该阀（如果使用压缩空气）。⑧每日工作完成后，按关机步骤进行关机，然后关掉整个机床的总电源。

3.2 设备运行期间的维护保养

设备在运行前请仔细检查设备周围有无杂物，设备运行中如发生异常声音应立刻停机检查，设备切割程序运行完后，请将设备工作台面板材清理干净，不得在设备工作台或操作台上摆放无关物品。①定期检查设备润滑油泵的油位，及时加注润滑油，并且适当调整润滑泵加油的时间，保证能够向导轨及丝杆充分加注润滑油，保证设备切割精度，保持各运动部件的有效润滑，延长导轨的使用寿命；如果发现设备运动时声音变大，检查齿轮、齿条润滑情况，及时加注润滑油。②每周必须清理Z轴直线导轨及丝杆上的灰尘。③每周清洁风口，设备的各过虑网上的杂物灰尘。④每周检查激光器内部冷却水水位，若不足必须及时添加。⑤及时检查保护镜与聚焦镜表面的污染情况，及时科学的清洁光学镜片，以保证其使用寿命。⑥定期检查设备外部电缆是否有被划坏，检查配电柜内线路接口有无松动。

3.3 设备的长期维护保养

（1）水路及气路系统维护保养。光纤激光切割设备的水路系统包括两部分：一是冷却水从冷水机出来后进入激光器，通过激光器内的散热器对激光器进行冷却后，返回冷水机；二是冷却水对光路系统的切割头进行冷却后返回冷水机。①检查循环水路有无动物啃咬，物品挤压，碰撞，导致的管路损坏及堵塞现象。②检查水循环管路老化状况及各接口有无漏水现象。③检查气管路情况：检查高压切割气管路有老化状况及个接口有无漏气现象；检查各气体处理元件（气体净化器、单向阀、减压阀、电磁阀等）有无损坏漏气现象；检查高低压气体管路有无动物啃咬，物品挤压，碰撞，导致的管路损坏及堵塞现象；检查辅助气路执行元件有无卡死损坏现象（滚轮气缸、加紧气缸、排风气缸等）。

（2）油路润滑系统维护保养。激光切割机的油路润滑系统由油泵和管路组成，手动油泵加油每半月润滑一次。自动油泵工作泵油间隔为4 h，每次泵油时间为10 s，当油泵油位过低时，油泵会报警，并发出报警声，此时应向油泵加入标准润滑油，油路系统所润滑的各个执行终端机构长时间后会积聚较多灰尘容易造成油路堵塞，影响润滑效果增加油泵的工作压力，减少油泵使用寿命。需定期清理各轴导轨和齿条的灰尘，检查润滑油路有无漏油及管路老化现象。①检查油位是否在合适位置，注意添加标准润滑油。②检查油路有无动物啃咬，物品挤压，碰撞，导致的管路损坏及堵塞现象，及时清理。③检查油泵工作状态及供电电压确保油泵正常工作。

（3）冷却水的检查及更换。①打开冷水机的放水阀门，将水箱中的水放干净。②检查水箱内有没有污物和浮着的微生物。③关上放水阀门，向水箱中加注蒸馏水或纯净水，将水加至水箱总容量的90%左右。④连接水管，打开冷水机开关，并检查有无漏水情况。

4 激光器及光路维护保养

激光器的定期维护包括：①激光器的具体保养以所选用的激光器的说明书为主。②检查电源线，且保证激光器外壳与大地导通。通电前可用万用表导通挡检测激光器外壳是否与大地（PE黄绿线）有效导通。③激光器各控制线及电压必须符合产品技术要求，否侧将造成产品不可恢复性损坏，故激光器上电工作前，请检测各电压信号是否符合产品要求。④注意光纤保护及光纤输出头保护，切勿弯折及受力。此部分属易损品，请注意防护检查。⑤注意激光器光纤输出头镜片防尘保护，若有灰尘请按照镜片清洁操作规范进行清洁（无水乙醇，纯度为 99.9%以上；无尘棉签，切勿使用普通棉签，易掉棉絮，造成镜片二次污染）。⑥注意日常正确的开关机顺序：水冷机（保证工作正常且水温适合，约25℃）→激光器上电→控制软件启动→气路工作正常→控制系统工作正常→激光器准备出光→安全防护→切割系统工作；关机工作顺序：关闭设备控制系统→关闭激光控制信号→激光器电源断电→水冷机停止工作。⑦其他注意事项：激光器工作过程中，请注意水路、气路、电路均工作正常，否则请断电检查故障原因及检测。⑧激光器工作过程中出现任何故障，请先记录故障时间，故障现象，故障时系统工作状态，然后排查故障原因，若有疑问请联系镭鸣工作人员。⑨长时间的激光器使用需要清理冷却水管路、保持激光器的干净卫生、定期更换冷水机内的冷却水。

5 设备长期闲置的维护保养

设备的长期闲置时要拆开防尘罩在导轨上涂抹黄油，激光器需要清理干净冷却水管路，保持激光器的干净卫生；清理干净激光切割头和冷水机内的冷却水，做好防护工作。

水冷机冬季保养时

（1）为更好的保护激光设备，避免不必要的损失，森峰激光为使用设备做出了要求：①加装空调或供暖设施使环境温度保持约10℃。②24 h运行制冷机，水在流动的状态下不会结冰。（确保厂区24 h不断电）。③在水冷机中添加乙二醇防冻液（推荐科莱恩）防冻。其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化。

（2）防冻液配比要以每年的最低温度为依据，结合实际使用情况进行配比，经检测后得出的结论见表1。①推荐使用Clariant(科莱恩）公司的AntifrogenN防冻液，添加比例是3：7（3份防冻液，7份水）添加防冻液之后能抵抗-20℃而不结冰。②如果使用激光器外围环境温度在（10～40）℃，无需添加任何防冻液。另外，在夏季，请把水冷机里的防冻液排干净后，再注入蒸馏水使用。③冷启动时请先看水状态。④设备长期不用或停电时，请务必把制冷机水箱内和激光器内的水排空。

表1 防冻液配比

（3）排水方法包括：①关掉设备电源，打开制冷机后面的排污阀，排空水箱内的水。②拧开制冷机内的过滤芯，排空过滤芯内的水。拧开水泵下面的排水螺丝，排空水泵内的水。③取下水箱后面的水管，做好标记。用0.2 MPa的气体接到Φ12 mm水管的一端，排空激光器内的水（低温区）。④用0.2 MPa的气体接到Φ8 mm水管的一端，排空光纤头内的水（高温区）。注意：用于排水的气体压力过大容易损坏激光器。防冻液浓度过高会增加水循环阻力。

6 结论

光纤激光切割设备安装调试和维护保养的质量，直接影响到企业的效益。因此，应重视对光纤激光切割设备的安装调试和维护保养工作，确保安装调试质量，提升维护保养工作工艺化、规范化及制度化，提高光纤激光切割设备维护工作的水平，保证各项生产工作的安全性，进而有效提升设备整体的运行质量和水平。