本科毕业设计激光切割机的运行与维护.docx

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本科毕业设计激光切割机的运行与维护

论文题目：

激光切割机的运行与维护

年级：

09级机电二班

院系：

机电学院

学生姓名：

董强

指导教师：

谢清莲

12年5月

内容摘要………………………………………………………3

摘要译文………………………………………………………4

正文引言………………………………………………………5

第一章激光切割机的原理…………………………………6

1）.激光切割的原理与分类………………………………6

2）.激光切割机的特点……………………………………7

第二章激光切割机的应用与基本操作…………………9

1）电源on/off.………………………………………………9

2）操作画面.…………………………………………………10

3）程序设置…………………………………………………12

第三章激光切割机的日常维护与修理…………………28

第四章Safety注意事项…………………………………29

参考文献…………………………………………………………………31

相关专业英文资料及翻译……………………………………………32

摘要

三星电机所选用的是SED公司专门为其生产的激光切割机！

它能满足三星电机对手机摄像头PCB最严格的要求，它的切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割PCB的尺寸最高精度可达±0.005mm，而三星所要求的是±0.02mm。

激光切割机还有如下特点：

1）切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。

2）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，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形

本实践报告主要写SED激光切割机的基本操作的使用与检测故障安全并维护修理，主要从设备操作、机种变更、故障诊断及安全等几方面进行介绍，通过自己在车间的亲身实习和阅览设备说明书，对这几方面的内容做了简单的介绍和总结，包括在生产过程中，设备的稼动可能给制品带来多种不良的产生，设备的瞬间停机、调试、故障维修等。

关键词：

SED激光切割机机种变更维护修理

Abstract

TheSAMSUNGelectricalmachineryselectsisSEDCorporationspeciallyforitsproductionlasercutter!

ItcansatisfytheSAMSUNGelectricalmachinerytothehandsetcameraPCBstrictestrequest,itscuttingmarginthinnarrow,andkerfnearbytwoparallelwithsurfacevertical,cutsPCBthesizehighestprecisiontobepossibletoreach±0.005mm,whatbutSAMSUNGrequestsis±0.02mm.

Thelasercutteralsohasthefollowingcharacteristic:

1）cutsthesurfacebrightlyandcleanlyartistic,surfaceroughnessonlythenseveraldozensmicrons,evenlasercuttingmaytakethefinish,doesnotneedthemachine-finishing,thesparepartmayusedirectly.

2）Thematerialafterlasercutting,theheat-affectedzonewidthisverysmall,thekerfnearbymaterialperformancealsonearlydoesnotreceiveaffects,andtheworkpiecedistortsslightly,thecuttingprecisionishigh,thekerfgeometryshapeisgood,thekerflateralsectionshapepresentsamoreregularrectangle

ThispracticereportmainlywritestheSEDlasercuttertheelementaryoperationeouseandtheexaminationbreakdownsecurityandthemaintenanceandrepair,mainlyfromtheequipmentoperation,theaircrafttypechange,thebreakdowndiagnosisandthesecurityandsoonseveralaspectscarriesontheintroduction,throughoneselfinworkshopbyoneselfpracticeandthereadingequipmentspecification,hasmadethesimpleintroductionandthesummarytotheseaspectcontent,includingintheproductionprocess,theequipmentcropsmovespossiblybringsmanykindsofnotgoodproductionstotheproduct,theequipmentinstantaneousengineoff,thedebugging,thebreakdownserviceandsoon.

Keyword:

SEDlasercutterAircrafttypechangeMaintenanceandrepair

机关切割机的应用与维护

引言

SED激光切割机，由两台PC进行控制，作用是切割PCB中仅零点及毫米的连接点将其切断，其精密度在世界领先，主要运用在精密电子产业中。

手机随着人们生活水平的提高已经逐渐地普遍化，而手机的功能也不再局限于打电话上。

彩信、彩铃、彩屏、和弦、等手机功能越来越强大，照相功能也在手机功能中占有了很大的比例。

现在分析的这台设备就是摄像头生产中最具重要的一个部分，它对于此项制品的生产起了至关重要的作用。

如果要想在生产中达到效率的最大化，那么该设备就是生产中的领导者，不客气的说如果该设备出现故障，那么生产最少将降低85%，甚至不能生产!

选择这台SED激光切割机为论文对象有充分的研究价值。

对于个人将来在对待紧密仪器中也有非凡的意义。

第一章激光切割机的原理

激光切割原理、分类及特点

激光切割原理及分类

（1）激光切割的原理

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。

激光切割属于热切割方法之一。

（2）激光切割的分类

激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。

1）激光汽化切割

利用高能量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（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。

2）激光熔化切割

激光熔化切割时，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性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。

激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。

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。

3）激光氧气切割

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。

喷吹出的气体一方面与切割金属作用，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和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。

由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热，所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。

激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

4）激光划片与控制断裂

激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。

激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

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。

⑴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。

①激光切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。

②切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。

③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，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。

激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1，切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。

⑵切割效率高

由于激光的传输特性，激光切割机上一般配有多台数控工作台，整个切割过程可以全部实现数控。

操作时，只需改变数控程序，就可适用不同形状零件的切割，既可进行二维切割，又可实现三维切割。

表1激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较

切割方法

切缝宽度/mm

热影响区宽度/mm

切缝形态

切割速度

设备费用

激光切割

0.2～0.3

0.04～0.06

平行

快

高

氧乙炔切割

0.9～1.2

0.6～1.2

比较平行

慢

低

等离子切割

3.0～4.0

0.5～1.0

楔形且倾斜

快

中高

⑶切割速度快

用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板，切割速度可达600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。

材料在激光切割时不需要装夹固定，既可节省工装夹具，又节省了上、下料的辅助时间。

⑷非接触式切割

激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损。

加工不同形状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。

激光切割过程噪声低，振动小，无污染。

⑸切割材料的种类多

与氧乙炔切割和等离子切割比较，激光切割材料的种类多，包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。

但是对于不同的材料，由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同，表现出不同的激光切割适应性。

采用CO2激光器，各种材料的激光切割性能见表2。

表2各种材料的激光切割性能

材料

吸收激光的能力

切割性能

金属

Au、Ag、Cu、Al

对激光的吸收量小

一般来说，较难加工，1～2mm的Cu和Al的薄板可进行激光切割

W、Mo、Cr、Ta、

Ti（高熔点材料）

对激光的吸收量大

若用低速加工，薄板能进行切割。

但Ti、Zr、等金属需用Ar作辅助气体

Fe、Ni、Pb、Sn

比较容易加工

非金属

有机材料

丙烯酰、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯

可透过白热光

大多数材料都能用小功率激光器进行切割。

但因这些材料是可燃的，切割面易被碳化。

丙烯酰、聚四氟乙烯不易碳化。

一般可用氦气或干燥空气作辅助气体

皮革、木材、布、橡胶、纸、玻璃、环氧树脂、酚醛塑料

透不过白热光

无机材料

玻璃、玻璃纤维

热膨胀大

玻璃、陶瓷、瓷器等在加工过程中或加工后易发生开裂。

厚度小于2mm的石英玻璃，切割性良好

陶瓷、石英玻璃、石棉、云母、瓷器

热膨胀小

⑹缺点

⑹缺点

激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且随着工件厚度的增加，切割速度明显下降。

激光切割设备费用高，一次性投资大。

激光切割的应用范围

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。

激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。

德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。

在航空航天领域，激光切割技术主要用于特种航空材料的切割，如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。

用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。

不仅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；还能切割加工柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等，如用激光进行服装剪裁，可节约衣料10%～12%，提高功效3倍以上。

.

第二章激光切割机的应用与基本操作

激光切割机外形

1.PowerOn/Off

设备电源输入方法

Step1

连接电源Cable

Step2

ELBS/WON

Step3

若EmergencyS/W被按住,请将解除

Step4

请按PowerOnButton

1“EMSSWITCH”紧急状况时按EMSS/W.

若按EMSOutput输出功力将切断所有

MotorStop将停止运转.

2“REGULATORS/W”是调节空压S/W.

将空压S/W转至左侧供给空气至M/C

将空气供给至设备前先确认驱动部位有无受到干扰

3“POWERCONNECTOR”

使用于设备的电源输入连接Powercable

4“TOWERLAMP”

Towerlamp显示设备的状态

RED:

设备发出Alarm.（警铃）

YELLOW:

设备处于待机状态

GREEN:

设备在Autorunning中.

5“BUZZER”设备发出警讯buzzer开始启动.

Buzzer启动时按Stopkey.

实行Program

“Laser–CuttingSystem”PCBooting后,应用Program将自动实行点击“确认”键。

2.操作画面

<图2.1操作画面>

2.1操作画面说明

1）操作FileDisplay

Display做Laser–CuttingSystem的Open及选择着的擦操作File.

System状态表示现在,标示System的状态.

2）工作信息表示

-LotNuber:

Display做操作员输入的LotNumber.

-PCBModer:

Display做操作员输入的PCBModel.

-Operator:

Display做操作员输入的Name.

-WorkStartTime:

Display约定有关Lot的工作开始时间.

-WorkTime:

开始工作之后,Display进行工作进行开始.

-WorkNumber:

Display做工作数量.

-SkipNumber:

Display做Skip数量.

-TactTime:

Display做TactTime.

3）自动工作状态表示

-LaserCuttingSystem的Running能确认进行状态.

4）System操作Button

①初始化按钮

②自动工作开始按钮

为了LotNumber/PCBModel/Operator输入,在输入之后,点击‘OK’按钮,2.1画儿的3次输入在工作报告画面的内容适用。

此外,2.1画儿的8次运转按钮之中‘LotEnd’按钮被活动化。

现在要开始新Lot准备完的着,工作开始按钮一次点击,该开始自动工作。

自动工作程序

1.工作Stage向自动向材料供应位置迁移.

2.System双手供给按钮的Lamp闪烁,打簧表2秒间响.

3.操作员在工作Stage供给PCBJIG.

4.操作员关上工作Door.

5.操作员双手按钮同时做Push,工作进行.

6.工作完,工作Stage向自动向供给位置迁移.

工作Stage材料供应等候中（在双手按钮闪烁中）的情况,左的双手按钮是0.5秒以上Push状态,Stage的VacuumON正好。

右的双手按钮0.5秒以上做Push,Stage的VacuumOFF正好.

③自动工作停止键

进行自动工作的时候,停止键被活动化而,点击,停止自动工作。

（有同系统前面部SwitchPanel的“Stop”按钮的功能。

）

④LotEND

要在自动工作的时候,Lot信息输入之后,按钮被活动化而结束有关Lot的工作的情况,点击‘LotEND’按钮,该结束Lot工作。

这时候,System以File保存工作信息。

程序终止时一定是要LotEND状态。

3.程序设置

-按Pass号码之后,点击Enter按钮,装备设定图像Display。

3.1装备设定图像

1

<图3.2装备设定图像>

装备设定图像说明

1）FileName

:

现在着Open的FileNameDisplay做。

2）现在,位置窗

:

现在ServoMotor位置Display做。

3）‘-‘Jog按钮

-方向Jog迁移的时候,使用:

。

（按鼠标‘-‘方向Jog迁移,把鼠标摘下,停止Jog迁移。

）

4）‘+’Jog按钮

+方向Jog迁移的时候,使用:

。

（按鼠标,加号方向Jog迁移,把鼠标摘下,停止Jog迁移。

）

5）DriverAlarm

标示:

ServoDriverAlarm状态。

:

发生Alarm的时候,Click做Lamp,AlarmReset做。

6）ServoOn/Off

:

ServoOn/Off时,使用。

7）JogTable窗

定:

XJog输入窗–XServoMotor的Jog速度。

定:

YJog输入窗–YServoMotor的Jog速度。

设定DistanceMode选择Lamp–DistanceMode,Jog迁移的时候,有指定的街道迁移:

。

:

以Distance输入窗–DistanceModeJog迁移的时候,每一下JogButtonClick时迁移的街道设定。

8）DataBase设定Table

1.Name:

现在Display显示在DataBase被选择的位置名字。

2.MoveButton:

把马达去拿到MoveButtonClick时,现在被选择的位置。

3.ApplyCurrent:

PositionValue2）反悔现在用Motor的位置价换。

4.Pos.:

现在在DataBase被选择位置的Motor迁移位置价设定。

7.Vel:

现在设定在DataBase被选择位置的Motor迁移速度价值。

8.Acc:

现在在DataBase被选择位置的Motor迁移加速也设定值。

9Dec:

现在在DataBase被选择位置的Motor迁移减速也设定值。

9）‘ApplyPos’Button

在DataBase适用:

被设定在DataBase设定Table的值。

10）DataBase窗

1.Home:

是ServoMotor的Home位置。

2Loading:

操作员Loading做PCBJig的位置。

3.CalVision:

在Camera认识Laser的CalibrationMark的位置。

4CalLaser:

Cutting做Laser的CalibrationMark的位置。

5.FirstFID:

PCBJig上第一个PCB左上段的PCBFiditialMarkCamera认识的位置是。

6.ThetaFID:

PCBJig上第一个PCB右上段的PCBFiditialMarkCamera认识的位置。

–使用在PCBThetaAlign。

7.RaitoFID:

PCBJig上第一个PCB右下铺（FirstFID的对角）PCBFiditialMarkCamera认识的位置是。

（演算PCB的X、YRatio的时候,使用。

）

8.FirstDieHole:

PCBJig上第一个PCB左上段的第一DieHoleCenterCameara认识的位置是。

11）自在Setting图像

1.JIGTap:

能定PCBJig。

2.PCBTap:

能定PCB上的Data。

3VisionTap:

能定VisionData。

4LaserTap:

能设定/Test做有关Laser的部分。

5IOTap:

能Test做System的I/O。

12）Apply’Button

在System适用:

在自在Setting图像设定的Data。

13）OPENButton

Open时,使用不同的工作File。

点击FileOpen按钮,与3.3画儿一模一样的FileOpen图像Display.

<图3.3FileOpen画面>

选要结的File之后,点击‘热气’按钮,工作File量有关File变换.

14）SAVE

点击储存按钮,同下次的讲话图像Display,Parameter值被点击证实按钮,

15）SaveAS

现在,Parameter值别名的File或者保存在新的File使用。

点击别名储存按钮,同下次的SaveAs图像Display。

<图4.4SaveAs画面>

选原有存在的不同的FileName或,输入新的FileName

能保存。

16）Return

结束ServoMotorSetupMode的时候