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Ao otimizar os parâmetros de corte, ajustar as sub-rotinas e adicionar ferramentas auxiliares, a qualidade e a eficiência da produção da máquina de corte a laser no processamento de chapas finas são aprimoradas.

As máquinas de corte a laser são usadas principalmente no processamento de peças de chapa metálica e produtos de chapa média e grossa. Suas vantagens são uma ampla gama de aplicações e alta precisão de processamento. Metal e não-metais de diferentes materiais e espessuras podem ser processados, especialmente no processamento de curvas e em pequenas quantidades. Há uma grande vantagem no processamento de pequenos lotes de peças com formatos especiais. Devido ao alto valor dos ativos fixos das máquinas de corte a laser, como melhorar a eficiência da produção e a qualidade do processamento a laser e reduzir os custos de produção durante o uso é um elo importante que precisa ser resolvido no local.

As peças de corte a laser processadas pela empresa para a empresa profissional de suporte de chapas automotivas são materiais para portas de automóveis. As peças são primeiro cortadas com um laser e depois soldadas a laser com folhas de alta resistência de diferentes espessuras e, em seguida, puncionadas e formadas para atingir requisitos da resistência local dos componentes.

Requisitos técnicos para peças de corte a laser

A produção mensal desta peça é de cerca de 4000 peças, o tempo de entrega é curto e a precisão de processamento do produto deve ser alta, conforme mostrado na Figura-1.

• O tamanho da peça de corte é maior, 0,65 mm × 1730 mm × 910 mm, a espessura da folha é fina e é fácil de deformar;

• Após o corte, a linearidade a deve estar dentro de 0,05 mm e a rebarba b deve estar dentro de 0,03 mm;
• Após o corte, a diagonal c deve estar dentro de 1,0 mm e o nivelamento d deve estar dentro de 1,0 mm;
• A simetria e após o corte deve estar dentro de 0,5 mm.

Devido à alta complexidade do corte a laser equipamentos de máquinas, principalmente as peças de controle e programação, são utilizadas as peças importadas. As instruções de operação chinesas são muito simples de escrever e não há instruções para chamar e modificar as sub-rotinas correspondentes. Existem muitos na operação inicial da máquina de corte a laser. Os aspectos precisam ser explorados e familiarizados na prática.

Por meio do corte experimental de amostra, as estatísticas de defeitos do produto são mostradas na Figura 2. A partir das estatísticas de corte experimental, pode ser visto que na baixa qualidade das peças de corte a laser, a proporção de rebarbas é a mais alta, seguida pela simetria, e há também o problema da baixa eficiência de produção do produto.

Análise da Razão

1. Como a máquina de corte a laser é um equipamento recém-adquirido, se você deseja processar produtos de alta qualidade, precisa estar familiarizado com o ajuste dos parâmetros relacionados e deve ter um conhecimento profundo do desempenho da máquina-ferramenta e rica experiência operacional. Os principais motivos que afetam as rebarbas de corte são: configuração inadequada do foco do laser; Ajuste impróprio da potência do laser; Ajuste impróprio da velocidade de corte; Ajuste impróprio da pressão do gás.
2. Como o comprimento e a largura do material são 1.730mm × 910mm, e o comprimento possui um erro de 7mm, é difícil garantir a precisão da simetria e após o corte, e isso afeta a eficiência da produção do processamento a laser.
3. No manual, o gás de corte usado para cortar materiais diferentes é diferente. Para corte de aço carbono, oxigênio de alta pureza é usado e nitrogênio de alta pureza é usado para cortar metais não ferrosos e aço inoxidável. O material a ser cortado é SPT83BQ (grau de aço japonês), que é um aço carbono de alta resistência com uma camada antiferrugem de liga de zinco na superfície. Oxigênio puro foi usado como gás de corte durante o corte experimental, resultando em nódulos graves na seção de corte.
4. A máquina de corte a laser é um equipamento de precisão, que possui certos requisitos para poeira e vibração no ambiente local. Uma vez que a máquina de corte a laser está atualmente instalada na planta do centro de estampagem, que fica perto da área de estampagem e área de operação de soldagem de rebitagem, a poeira na área de estampagem e os vapores durante a operação de soldagem de rebitagem são graves, e a vibração do cisalhamento máquina também é maior. Grande, terá um certo impacto na precisão do processamento da máquina de corte a laser.
5. A precisão dimensional do processamento depende da precisão do movimento da própria cabeça de corte a laser, por um lado, e por outro lado, é necessário eliminar o erro de tamanho do kerf selecionando o valor de compensação correspondente.

Por meio da análise acima, os principais motivos que afetam a qualidade do corte a laser são: Ajuste irracional dos parâmetros de corte; Seleção inadequada de gás de corte de material; Seleção inadequada do valor de compensação correspondente ao corte a laser.

Os principais motivos que afetam a eficiência da produção de corte são o erro de comprimento do material em folha e a escolha do melhor caminho de corte.

Contramedidas de melhoria técnica e implementação

Contramedida 1: Determine os melhores parâmetros de corte

1. Determine os parâmetros de posição do ponto de foco do laser

Ao depurar e comparar a qualidade de corte da placa fina do ponto de foco do laser em diferentes posições com uma espessura de material de 0,65 mm, é determinado que a qualidade da seção de corte é a melhor quando o ponto de foco está no centro da espessura da placa .

• Determine os parâmetros correspondentes de potência do laser e velocidade de corte

Através da depuração repetida muitas vezes, a velocidade de corte é aumentada dos 3m / min originais para 5m / min, e a potência do laser correspondente é aumentada para 1200W, o que pode garantir que a qualidade após o corte atenda aos requisitos.

• Determine os parâmetros de correspondência da pressão do gás

A uma velocidade de corte de 5m / min, a estabilidade da pressão do ar tem um impacto maior nas rebarbas de corte, e a faixa máxima das flutuações da pressão do ar deve ser controlada dentro de (1,0 ± 0,2) MPa para garantir que a qualidade após o corte atenda aos requisitos .

Contramedida 2: Certifique-se de que o material de corte da placa fina é o gás de corte da placa de aço SPT83BQ

De acordo com as instruções de operação, o gás de corte de aço carbono usa oxigênio puro, mas o SPT83BQ é um aço carbono de alta resistência com uma camada antiferrugem de liga de zinco na superfície. Devido ao baixo ponto de fusão da liga de zinco na superfície do material, a oxidação e os nódulos são graves. Após o teste, foi decidido cortar com nitrogênio puro 99.99% de acordo com o modo de corte de aço inoxidável, e as rebarbas após o corte podem atender aos requisitos do usuário.

Contramedida 3: Determine o caminho de corte ideal

O caminho de corte padrão da máquina é mostrado na Figura-3. Modificando manualmente o programa, o caminho de corte pode ser otimizado, conforme mostrado na Figura-4, o que economiza mais de 1 minuto de tempo de corte.

Contramedida 4: Projetar e fabricar ferramentas de posicionamento rápido

A fim de garantir o requisito de simetria após o corte de chapa fina e para obter um posicionamento rápido e eficiente, reduza o tempo de ajuste devido a erros de comprimento da chapa, melhore a eficiência da produção, projete e fabrique ferramentas de posicionamento rápido, conforme mostrado na Figura-5.

Verificação do efeito de implementação

Depois que as contra-medidas forem implementadas, a qualidade das peças cortadas a laser após 2.000 peças de produção contínua será contada, conforme mostrado na Tabela 1.

A julgar pelas estatísticas acima, a taxa de aprovação das rebarbas de corte de chapa fina é 99,6%, que é uma melhoria maior do que a produção experimental. No entanto, na operação real, verifica-se que o gás de corte usado na produção é de 5,3 m3 / garrafa de nitrogênio puro. Quando cada garrafa de nitrogênio está quase esgotada, o operador deve ajustar a pressão do ar de corte a tempo devido à queda na pressão do ar, caso contrário, as rebarbas de corte ficarão maiores. Além disso, devido ao alto consumo de nitrogênio ao cortar com nitrogênio, uma garrafa de nitrogênio precisa ser substituída toda vez que cerca de 15 peças são cortadas. O tempo de substituição de cada garrafa de nitrogênio leva cerca de 7 minutos, e leva 49 minutos para trocar o ar todos os dias. A eficiência da produção é baixa e o local Há muitos cilindros de gás empilhados, o que ocupa seriamente o local de produção.

Desenvolver medidas de melhoria

• Para reduzir o tempo de troca de garrafas e melhorar a eficiência da produção, decidiu-se usar 120kg / tanque de nitrogênio líquido, sendo que cada tanque de nitrogênio líquido equivale a 20 garrafas de 5,3m³/ garrafa de nitrogênio puro.
• Para resolver o problema de formação de gelo na superfície do corpo do tanque durante a gaseificação do nitrogênio líquido, o volume de gaseificação não consegue acompanhar o consumo de gás durante o corte, considere adicionar um conjunto de vaporizador e usar dois tanques de nitrogenio liquido em paralelo para atender às necessidades de produção.
• Modifique as sub-rotinas no programa de corte e feche a válvula de controle de nitrogênio durante o curso ocioso para economizar o consumo de gás.
• Reforce o monitoramento da pressão do botijão de gás, e estipule que a pressão do botijão seja verificada a cada 100 peças cortadas.

Efeito de implementação aprimorado

Depois que as medidas de melhoria foram implementadas, a qualidade de corte das peças cortadas a laser ficou relativamente estável, a produção mensal ficou estável em 4000-5000 peças e a taxa de aprovação na inspeção final atingiu 99,9%. Como um grande tanque de nitrogênio líquido é usado em vez de uma pequena garrafa de nitrogênio, cada tanque grande de nitrogênio líquido pode cortar cerca de 300 peças, enquanto uma pequena garrafa de nitrogênio puro pode cortar apenas 15 peças, e cada peça pode economizar cerca de US $ 0. 5 de nitrogênio. Além disso, devido à modificação do subprograma de controle numérico, o consumo de nitrogênio quando o curso ocioso é fechado pode economizar US $ 0,02 por peça. A frequência de substituição de gás também foi reduzida de 7 vezes ao dia para uma vez a cada 2 dias, o que pode economizar US $ 1.500 em custos de fabricação em um ano.

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