大族三维激光切割机—使用说明书 - 图文

RC2000H机器人三维激光切割机

使 用 说 明 书

（版本：机器人专用）

深圳市大族激光科技股份有限公司

www.hanslaser.com

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 声 明

版权所有 ? 大族激光科技股份有限公司 保留一切权利。

未经深圳市大族激光科技股份有限公司的许可，任何组织和个人不得擅自摘抄、复制文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。

商标声明

和其它大族商标均为大族激光科技股份有限公司的注册商标，并对其享有独占使用、许可使用、转让、续展等各项法定权利，未经深圳市大族激光科技股份有限公司允许，任何组织或个人不得在商品上使用相同或类似的商标。

注意

在所规定的支持保修范围内，深圳市大族激光科技股份有限公司履行承诺的保修服务，超出所在规定的保修范围的，恕不承担保修服务。对于在使用本产品过程中可能造成的损失，深圳市大族激光科技股份有限公司不承担相关责任。如发生任何争议，应按中华人民共和国的相关法律解决。

深圳市大族激光科技股份有限公司随时可能因为软件或硬件升级对使用说明书的内容进行更新，所有这些更新都将纳入使用说明书新的版本中，恕不另行通知。

1

前 言

版本说明

本资料版本为中文简体A2版，对应产品型号为：RC2000H。本资料只适用于对应产品型号的标准配置，对于特殊订制的产品，请仔细阅读另附的说明资料。

本资料对产品的工作原理、安装方法、操作使用、故障排除、运输储存、维护保养等进行说明。如果你是第一次使用该产品，请在安装使用之前仔细阅读此资料。 请妥善保管此资料，以便将来查阅参考。

符号说明

为了预防可能对人体造成的伤害或设备损坏，本使用说明书用以下安全标志加以提示，在使用设备时请注意标志提示的内容，以确保您和周围人员的安全以及正确使用设备。 警 告 激光辐射注意内容，存在激光辐射的危险，请做好激光防护措施！

危 险 电气安全注意内容，可能引起触电的危险，造成人身伤害！

警 告 防火安全注意内容，可能引起火灾，注意防火！

注 意 一般注意事项，如不遵循该提示内容操作，可能造成设备的损坏和故障

? 说 明 对操作内容的描述进行补充和说明

2

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 目 录

声 明 ............................................................................................................................ 1 前 言 ............................................................................................................................ 2 目 录 ............................................................................................................................ 3 第1章 序言 ................................................................................................................. 6

1.1欢迎 ........................................................................................................................................... 6 1.2公司简介 .................................................................................................................................... 6

第2章 产品的概述 ....................................................................................................... 7

2.1综述 ........................................................................................................................................... 7 2.2产品特点及外观图 ..................................................................................................................... 7 2.3主要用途及适用范围 ................................................................................................................. 8 2.4使用环境条件 ............................................................................................................................ 8 2.5对环境及能源的影响 ................................................................................................................. 9 2.6产品结构与工作原理 ................................................................................................................. 9 2.6.3各单元结构之间的机电联系、故障报警系统 ................................................................... 11 2.6.4辅助装置的功能结构及其工作原理、工作特性 ................................................................ 11

第3章 安全说明和预防措施 ....................................................................................... 13

3.1综述 ......................................................................................................................................... 13 3.2本机器涉及的安全标准 ............................................................................................................ 13 3.3安全警告标识及说明 ............................................................................................................... 13 3.4安全管理的警告 ....................................................................................................................... 13 3.5激光安全通告 ........................................................................................................................... 13 3.5.1眼和皮肤的保护 ............................................................................................................... 13 3.5.2防火保护 .......................................................................................................................... 13 3.6电气安全 .................................................................................................................................. 14 3.7机器的防护措施 ....................................................................................................................... 14 3.8使用人员常识 .......................................................................................................................... 14

第4章 运输、安装、调试 ...................................................................................... 15

4.1交货检查 .................................................................................................................................. 15 4.1.1开箱注意事项 .................................................................................................................... 15 4.1.2检查内容 ........................................................................................................................... 15 4.2安装环境要求、方法及注意事项.............................................................................................. 15 4.2.1气体的联接： ................................................................................................................... 16 4.2.3 电气连接 ......................................................................................................................... 20 4.3安装调试方法及相关说明 ........................................................................................................ 20 4.3.1光纤的调试安装 ................................................................................................................ 20

4.3.1.1镜片使用注意事项 .................................................................................................. 21 4.3.1.2安装或者更换光学镜片的方法 .............................................................................. 21 4.3.1.3清洁镜片的步骤 ...................................................................................................... 22 4.3.1.4 激光器调节 ............................................................................................................. 22

3

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 光纤激光器如家用电器免调节，但客户必须为光纤激光器配置电脑一台用于实时监控激光器各数据（电脑必须安装windows XP系统，其他配置根据客户实际情况而定） .... 22 4.3.1.5 光纤专用切割头 ..................................................................................................... 23

4.3.2 喷嘴的功能及中心的调整 ................................................................................................. 23

4.3.2.1 喷嘴的作用及调节 ................................................................................................. 23 4.3.2.2喷嘴对切割品质的影响及喷嘴孔径的选择 .......................................................... 24

4.3.3光束焦点的调整 ................................................................................................................ 25

4.3.3.1 寻找焦点的方法 ..................................................................................................... 26 4.3.3.2焦点的位置与切割材料及断面的关系说明 .......................................................... 27

4.3.4 设定喷嘴与工件的距离 ................................................................................................... 27 4.4激光切割工艺原理 ................................................................................................................... 28 4.4.1激光切割原理 .................................................................................................................... 28 4.4.1.1激光切割的主要方式 ...................................................................................................... 28 4.4.1.2激光切割的特点 ............................................................................................................. 30 4.4.1.3激光切割的工艺分析 ...................................................................................................... 30 4.4.2激光切割速度的选择说明 ................................................................................................. 31

4.4.2.1如何判断切割进给速度的快慢 .............................................................................. 31 4.4.2.2切割进给速度对切割质量的影响 .......................................................................... 31

4.4.3激光切割气体及压力的选择说明 ...................................................................................... 32 4.4.4激光切割功率对切割质量的影响说明 .............................................................................. 33 4.5安装调试后的验收试验项目、方法和判断 .............................................................................. 33

第5章 使用、操作 ..................................................................................................... 34

5.1操作概括与操作指南 ............................................................................................................... 34

5.1.1触摸屏操作主画面 ............................................................................................................ 34 5.1.2 切割头操作画面 .............................................................................................................. 37 5.1.3 程序选择操作画面 ........................................................................................................... 38 5.1.4 参数设定操作画面 ........................................................................................................... 39 5.1.5 调同轴参数设定画面 ....................................................................................................... 40 5.1.6 输入点监控画面 .............................................................................................................. 41 5.1.7 输出点监控画面 .............................................................................................................. 42 5.1.8 切割参数设定画面 ........................................................................................................... 43 5.2 切割头调整盒的操作指南 ....................................................................................................... 43 5.2.1 切割头随动高度设定 ........................................................................................................... 43 5.2.2 切割头自动标定 .................................................................................................................. 44 5.3 机床的操作指南 ...................................................................................................................... 44 5.3.1 整机开机程序 .................................................................................................................. 44 5.3.2整机关机程序 ................................................................................................................... 44 5.3.3 伺服驱动器设置、故障指示及对策 ................................................................................. 45 5.3.3.1 伺服驱动器参数 ........................................................................................................... 45 安川电机(V系列)伺服单元参数设置 .............................................................................................. 45 5.3.3.2 伺服驱动器报警及故障处理 ........................................................................................ 45

第6章 维护、保养和故障排除 ............................................................................. 46

6.1综述 ......................................................................................................................................... 46

4

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 6.2外围设备的日常维护、保养 ..................................................................................................... 47 6.2.1气路部分的保养 ................................................................................... 错误！未定义书签。 6.2.1.1空压机的维护保养 ............................................................................. 错误！未定义书签。 6.2.1.2冷干机的维护保养 ............................................................................. 错误！未定义书签。 6.2.1.3 空气除水清净器的维护保养 ............................................................. 错误！未定义书签。 6.2.1.4 主路过滤器和微雾分离器的维护保养 ............................................... 错误！未定义书签。 6.2.2水路部分的维护保养 ......................................................................................................... 47 6.2.2.1大功率冷水机的维护保养 .................................................................. 错误！未定义书签。 6.2.3稳压器的维护保养 ............................................................................................................. 48 6.2.4激光器的维护保养 ............................................................................................................. 49 6.3光学系统检查和清洁 ................................................................................................................ 49 6.4长期停放时的维护、保养 ........................................................................................................ 51 6.5设备润滑 .................................................................................................................................. 51

第7章 运输、装运和储存 ........................................................................................ 52

7.1 机床运输 ............................................................................................................................... 52 7.2 包装 ..................................................................................................................................... 53 7.3 运输和装运的方法和注意事项 ............................................................................................. 53 7.4 储存条件、储存期限及注意事项 ........................................................................................... 53

附录A：电气图纸 ....................................................................................................... 54

5

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 第1章 序言

1.1欢迎

谢谢您购买深圳市大族激光科技股份有限公司RC2000H激光切割机。如果您是第一次使用该产品，请在安装使用前务必仔细阅读此使用说明书。

1.2公司简介

大族激光科技股份有限公司（以下简称大族激光）是亚洲最大、世界知名的激光加工设备生产厂商，国家重点高新技术企业，国家科技成果推广示范基地-重点推广示范企业，国家规划布局内重点软件企业，广东省装备制造业重点企业，广东省名牌产品企业，主要科研项目被认定为国家级火炬计划项目。 ? 产品

大族激光为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施，主要产品包括：激光打标机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、激光演示系列、PCB激光钻孔机系列、CTP激光制版机系列、直线电机系列、数码影像机系列等多个系列二百余种工业激光设备及其配套产品。广泛应用于电子电路、集成电路、仪器仪表、印制电路、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑建材、服装服饰、城市灯光、金银首饰、工艺礼品、印刷制版等行业。 ? 质量

大族激光依据ISO9001质量控制体系，对已定型产品在其来料、加工过程、整机、出货各个环节严格把关，确保出货产品的性能和质量。 ? 服务

大族激光专门成立了营销管理中心，在全国设立八家分公司、一百多家办事处，同时在海外设立十多个分支机构,常驻技术服务人员，为客户提供全面的售前、售中、售后支持和服务。有大族激光产品的地方，就有大族公司的优质服务！

6

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 第2章 产品的概述

2.1综述

激光切割是激光加工行业中最广泛的一种加工方法。本公司生产的RC200H型激光切割机采用进口高精度机器人、高功率光纤激光器、德国西门子PLC、日本富士触摸屏,是集激光切割、精密机械、数控技术等学科于一体的高新技术产品，具有高速、高精度、高效率、高性价比等特点。

用户在使用RC2000H激光切割机前，请务必详细阅读该使用说明书。

在使用过程中，如有棘手的问题，请及时与我们联系，我们一定会在最快的时间内，给您满意的答复。

用户在开箱时，请检查附件箱中的使用手册，若手册不全，请及时与我公司联系。

2.2产品特点及外观图

图2-1 机床外观图

说明：本说明书所有图片除特别说明外，仅供参考，提供用户产品以实物为准。 a) 采用龙门倒挂结构、整体焊接立柱、横梁和床身，具有较高的刚性、稳定性、抗震性。

7

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 b) 采用STAUBLI-RX160L高精度机器人，重复定位精度±0.05mm。床身采用精密直线导轨作为传

动元件，精度高、速度快，实现快速定位及双工位切换。

c) 采用西门子PLC和日本富士触摸屏对机器人、激光器等进行集中控制。

d) 配有手动调整焦点的切割头，反映灵敏准确。切割头通过电容式传感器来控制电机驱动切割头上

下运动，使切割时激光焦距（喷嘴）相对切割板材距离保持不变，保证了切割的质量；同时，可以根据切割板材的材质和厚度，上下调节焦点的位置，保证切割质量。

e) 气路元件全部采用进口元器件，设计先进可靠，可同时装有三种不同的切割气体且可以自由选择，

整个气路系统采用耐高压设计，在切割不锈钢板时，氮气压力可达1.5Mpa，保证了系统的稳定性、提高了切割机的可靠性和保证了切割面的表面质量。 f)

操作台操作舒适，美观大方，操作机床如同柜员机取款一样开心。

2.3主要用途及适用范围

激光切割是材料加工中采用较先进的一种加工方法。本公司生产的RC2000H型激光切割机，采用高功率光纤激光器，配备精密直线导轨等传动机构，通过西门子PLC系统，集合而成的精密数控激光三维切割机，是集激光切割、精密机械、数控技术等学科于一体的高新技术产品，主要用于形状复杂的三维工件的切割和成形，如汽车车门、保险杠、B柱等。具有高精度、高效率、高性价比等特点。

注：根据选择激光器功率的大小，材料切割范围有所不同。

2.4使用环境条件

a) 供电电源规格： 三相五线制，380V 50Hz； b) 电源品质：三相不平衡度<2.5%，线电压波动<5%。

c) 接地保护：机床接地，在机床侧打地桩接地线，也可将机床接到电源的地线，要求接地电阻＜4

Ω。

d) 要求通风条件好、无粉尘、无腐蚀、无污染的场地环境。 e) 安装地基要求周边不能有大的振动。

f) 冷水机组是用于冷却激光器、切割头、QBH等专用设备，冷却循环水要求使用高质量的纯净水或

蒸馏水；

g) 为预防火灾的发生，加工场地应配置好适当的灭火器并预留一定的灭火通道。

h) 机床左侧和后侧距车间墙壁的距离应在1.2M以上；激光器四周距墙壁应在1.0M以上；空压机可

8

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 3.6电气安全

a) 不要用湿手接触任何开关以免触电。机床贴有闪电标牌的部位，表示这些部位有高电压用电

器或电气元件，操作者在接近这些部位或打开维修时应格外小心，以免触电。如：伺服电机位置的防护罩、立柱背后接线盒、机床变压器柜、电气柜门等。

b) 全面仔细阅读机床说明书及电气原理图，以便熟悉各项功能和对应键的操作方法。

c) 不要轻易打开电气柜门,禁止私自改变已设定的机床参数、电位器和计时器。如果需要改变，

必须由设备制造厂培训且取得认可的专业人员操作，并记录下变动前的参数值，以便在必要时，能恢复原始状态。

d) 加工用的激光，一般供电电压为几千伏至几万伏，应防止激光器高压电及高压电下电子管产

生的X射线伤害的危险。

e) 在通电状态下不要触摸电气柜内带电的元器件，如：数控装置、伺服装置、变压器、风扇等。

警 告 断电后，必须等待5分钟以上再触及端子。因断电后在一段时间内动力线端子间留有高电压。为避免触电请不要立即触及

3.7机器的防护措施

? 指定安全管理员，确定其职责范围，并对激光加工操作者进行安全操作及安全防护教育。 ? 指定激光安全管理区域，在管理区域的出入口设立警告牌，内容包括：激光加工机的功率、激光

种类、禁止外人进入、注意保护眼睛和安全管理者姓名等。

? 激光加工机不用时，应拔出开关钥匙，由专人保管，以免闲杂人员误操作引起危害。

? 应把加工过程中产生的烟尘气体及激光工作气体通过废气管道排放到室外，所有气瓶均应摆放整

齐、稳固。 3.8使用人员常识

? 激光加工机的操作人员，必须经过专门培训，达到一定水平，并在安全管理员同意的前提下，才

能上岗操作。

? 激光加工机的操作者或在激光使用期间接近激光的人员，应戴上适当的激光防护镜（激光防护眼

镜参考型号为SD-4、规格为1.06μm），并穿上防护衣，在戴防护镜区域内，一定要有良好的室内光照，以保证操作者顺利操作。

? 为了对操作者进行保护，必须具备加工室或者保护屏围等设置。加工室中应有防护激光扩散、保

护操作者安全的装置；当加工室开门时，应关闭激光光闸。

14

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 第4章 运输、安装、调试

4.1交货检查 4.1.1开箱注意事项

用木箱包装的请按木箱外的提示打开，以免造成箱内设备的损坏。机床等设备用保护膜包装的请勿用锋利物品划开，以免造成设备表面划痕和电气安装保护管路的损坏，如客户自行造成的损坏本公司不负责更换。 4.1.2检查内容

a) b) c) d)

打开包装后请确认是否是您购买的产品； 检查产品在运输途中是否有损坏； 对照清单确认各部件是否齐全，有无损伤；

如存在产品型号不符、缺少附件或运输损坏等情况，请及时与我公司联系；

4.2安装环境要求、方法及注意事项

安装和固定机床请按照地基图、吊运图、平面布置图、电源配线图安装机床。 （当与标准安装图有偏差的时候，以设备一同提供的安装图为准） 在安装和固定机床中不得损坏机床，如有问题请及时与我公司联系。 a）地面要求：

1）设备的安装地基，要求平整，激光器、床身及工作台范围内的高度差不得超过10mm。对稍微不平的地方必须用调整垫铁来找平。

2）床身及工作台支脚的的整个安装面混凝土的厚度不得低于200mm，耐压强度不得小于30N/mm2，载荷大于30KN/m2。

3)机身整个安装面必须在各个承重点的范围内由一块表面平整的连续底板构成。对于新制的底板/压板必须要避免例如干燥时出现超出下列数值的压痕。不允许由于倾斜机床造成的变化使激光束在透镜上的游走范围多于0.5 mm。 b）环境要求：

1）环境温度 设备运行时，环境温度必须在 +10℃ 与 +43℃之间。设备关机状 态下，安装地点的环境温度不得降低到 +4℃以下。 提示：要避免一侧受太阳光直射和一侧进风而引起热变形（例如安装在窗口位置时可装上百叶窗以避免发生这些情况）。 15

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 2）外界空气 为了不过份影响发射质量，必须确保激光器的安装地点没有能够吸收波长为 1.06 μm 射线的颗粒或物质。这些为例如在油漆时散发出含溶剂的蒸汽，或从除油设备上发出的蒸汽。 3）激光器耐热装置 当环境温度为 +35℃至 +43℃时设备必须装配激光器耐热装置（如空调等）。 4）控制系统的冷却 控制系统的冷却由封闭在控制系统外壳内的内部空气循环来完成。由此保证了部件最大限度地不被灰尘和脏物污染。 湿润的房间不适于控制系统运行，因为特别是接触器和继电器触点会腐蚀，从而导致发生控制系统故障。 c）震动要求：

由于设备周边区域内的加载改变而造成的外部作用会影响工件切削质量。例如： ? ? ? 叉车、陆地运输车等。

直接在设备旁边安装或者拆卸其他机器。

运行造成震动的机器，如冲压机,折弯机,剪板机等。 因此,需要做震动隔离措施，详见安装图。

4.2.1气体的联接： 警告： 气体供应原则上建议用户针对气体供应在任何情况下均与气体供应商保持联系

气体管道和电气电缆排布在一条电缆通道或者其他类似的管道中。 由于短路可能造成气体管道损坏或者造成火灾。 在进行所有气体管道安装时必须注意气体管道不可与电缆一起布线！ 总是将气体管道单独引至机床连接处！ a) 激光器工作气体的联接

该机配置光纤激光器无需任何激光器专用气体！

b) 辅助气体的联接 1) 切削气体 纯度要求：

16

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 激光气体 氧气(O2) 氮气（N2） 压缩空气（Air）

2）切削气体消耗

切削气体消耗量相关的变量有以下几点： ? ? ? 喷嘴直径 切削气压 激光切削时间长度 纯度 99.99% 99.999% 99.999% 应用板材 碳钢 不锈钢 要求不高的碳钢等 切削气体消耗量估算：下面列出了在标准压力切削和高压切削时的消耗量，以便能大约估算出所需的切削气体消耗量。可以借助机床的数据积累来对确定的 材料品种和材料厚度进行不同的估算。

标准压力切削：标准压力切削是指喷嘴出口处压力为小于 6 bar的切削。需要氧气或氮气作为切削气体。使用O2进行标准压力切削时，机床连接处可用的流压至少为 8 bar(当气体消耗量为 10 Nm3/h、喷嘴出口 ?1.7mm，且切削气压为 6 bar时)。

高压切削：高压切削是指射口处压力为大于6 bar 的切削。一般来说使用氮气来作为切削气体，少数情况下也使用氧气。 高压切削是作为加工不锈钢和铝合金型材的选项来提供的。 c）切削气体供给的输入管路

切削气体连接位置 ? ? ? ? ? ? ? 切削气体的输入管路由用户方铺至机床入口的连接处。 供气管道必须安至安装图中所表明的连接位置。 连接管道排布必须离地面至少 150 mm。连接位置之前的管道必 须至少有 1 m 的自由排布段，以便在更换滤器时可以将管道向下弯过来。 整套输气系统的安装，从贮气瓶或集中供气的气罐到机床，均通过管道来实现。 汽化器必须能够按照符合所有连接的机床的最大消耗量来设计。 为此必须将汽化器到机床的管路尽可能短地敷设。 设计安装外部输气系统时，要注意到机床连接位置输入管路和 连接位置本身不要结冰。 在每个连至单个机床的输入管路内必须安装一个停止旋塞。以使输入管路可由此停止输入，例如在进行服务时，并且可以对机床连接位置的喷射阀进行排气。 提示：气体温度不允许超过 50℃。这些只是当由升压装置来生成所需气压的时候才有意义！ 气瓶或气瓶组 ? ? 以用于气瓶或气瓶组的气瓶减压器是最简便的切削气体供给方法，但是根据消耗量而要求大量手工作业。1 个气瓶组包含 12 个气瓶 = 约 120 Nm3 气体。 当更换气瓶或气瓶组时气流将中断。 ? 该供给方式在有前提的条件下适用于 N2 高压切削。

换气方法及注意事项

17

RC2000H机器人三维激光切割机使用说明书 切割气体应选用正规公司生产的优质气体，单个储气瓶供应，适合于O2切割碳钢的加工，而组合储气瓶或储气罐适合于高压N2切割不锈钢或者铝板等的加工。根据加工情况选择液体储气罐是最简洁和经济的气体供应方法。高压气体的管路安装要求专业的安装人员，初次安装应排气保证管路清洁后才可接入机床。

准备好切割用的气体N2或O2和压缩空气Air。

首先检查切割专用气瓶上的铭牌，是否符合机床使用气体的要求。如N2或O2的纯度和压力等要求。气体的等级不能低于建议的气体级别。

其次用正确的方法将气瓶的气体与机床联接，逐步将气瓶联接阀门旋开，检查气路确保气路的密封。空压机的压缩空气要先经过空气清净除水器、过滤器、冷干机，精密过滤器等设备处理合格后才可以与机床联接。

注意事项：

切勿将气瓶完全用尽。归还气瓶时，瓶内残余压力须比空气压力高至少一个大气压。 激光气体压力低时，激光切割机操作终端会报警。请及时换气。 4.2.2冷水机的安装调试

---压力：最小1.5kgf/cm2,最大3 kgf/cm2。 ---进出水压力差：最少2kgf/cm2以上。 ---温控范围：20±2°---22±2°。

---冷却水：不含矿物质的纯净水、蒸馏水或者去离子水（禁止用矿泉水）；

---阀门和管道：全部是不锈钢或者高压胶管，不能用镀锌材料，管接头用不锈钢钢夹。

---外接激光器水管：光纤激光器专用水管（激光器附带）。若冷水机管道长度超过10米，要增加管道口径，一定要保证激光器需要的压差。各种激光器不同，各管连接规格尺寸也有差异。 ---其他冷却水管：注意管接头处的密封。 a) 安装条件

冷水机组应安装在防雨雪和无腐蚀性气体及环境温度在2-38℃场合。安装过程中应留有充分的机组进出风通风空间，机组顶部距离其他物件2.5米以上，机组四周距离其他物件1.5米以上以保证空气流动畅通，严禁将机组安装在不通风的封闭房间中，必须保证冷水机组吹出的热风排出后不回流到机组的冷凝器进风面。 b) 机器检查

先清理水箱里面的杂物，确保水箱里面清洁无杂质；然后检查水管系统的接头有无松脱的现象。 c) 安装方法

18

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zfnt.html