激光机 机械光闸密码箱打不开怎么办,怎样排除故障? CNC输入信号后没有回应

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cnc2000操作手册
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840D数控系统NCK报警21612故障处理
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CP4000激光器的操作、使用、故障处理
安全至关重要,值得反复讲,再三讲。
激光器如使用不当,极其危险。使用者应充分理解所有安全要点。
激光器故障(机械、电气、软件)会造成机器的反常运行,可能伤害眼睛或皮肤,机床的运动部件可能造成物理伤害。
激光器本身具有安全特性,以保护维护和操作人员不受电气、机械、辐射等危害。通常,不允许修改或删除任何硬件或软件。否则,不仅使激光器的保修承诺作废,而且可能导致设备的使用和维护都不安全。
以下事项,一般人多半会忽略,故特地提醒,请格外注意。
& 加工后的材料可能会发烫和/或尖利,应适当防护手和眼部
& 红光指示器属二类激光器,波长635nm
& 只有有资格的人员才能连接或切断系统、才能维护光学器件(包括清洁和准直)
& 使用此设备时必须有防火装置
CP激光器发出的是不可见高能激光束。
不遵守操作程序和警示可能导致失明、人身伤害、烧伤,甚至电击死亡。
CP激光器的主要危害有:
1) 激光辐射
激光辐射主要伤害眼睛或皮肤。
严重暴露于激光辐射,会导致角膜或视网膜烧伤(或同时)。
长期暴露于过度水平的激光辐射,可能导致角膜白内障或视网膜损伤。
严重暴露于高水平的激光辐射可能会导致皮肤烧伤。
2)呼吸道危害
激光加工会产生危险的微粒和气体产物,这些产物可能对呼吸道产生危害。
3)电气危害
激光器存在致命的电气危害。
4)化学危害
爆炸反应和/或化学反应物,可能产生致毒效应。
此设备虽然具有预防意外危险电压的特点,内置的联锁开关,保证操作的安全性。但本激光器的电压足以致命,故修理和维护时仍要小心。在做任何内部维护前,必须确认激光器已断电。
不要触碰任何未用接地棒(随机提供)放过电的电器零件。未接过地的电源可能会在想不到的位置存在致命高电压,十分危险。
进行任何电气修理或在激光器工作区域内/周围工作时,都应切断&主断路器& (MCB1)。
安全联锁开关
门联锁开关用于保证安全操作激光器。
在光束管上也有联锁开关,未正确连接时,不能出光。
切勿擅自更改任何联锁或安全电路。否则后果可能是致命的。
激光器所用电压足以致命。进行任何维护前,应切断所有电源,确定高压已从电容器中释放。
接近高电压部件前,必须切断电源,否则可能导致严重的电击甚至死亡。
3.高电压预防措施
在激光器的高压区域附近工作时,应始终遵守以下安全预防措施:
1) 不要单独或疲倦时在高压区域工作。
2) 身体带汗,不要在高压区域工作 (汗湿的身体电阻会大大下降) 。
3) 不要在口袋中装金属物品;不要使用金属皮带扣;不要佩戴任何首饰(手表、戒指、项链)。
主断路器(MCB1)位于控制面板的左上角。在ON (红/1) 位置,激光器带电;在OFF (绿/0) 位,整个激光器、高压电源、控制系统都被切断。
急停按钮通过接头J3 和J5连接到激光器。按下急停按钮,将切断整台激光器的电源,停止发射激光,仅维持PLC输入控制电压。只能通过释放急停按钮来重启激光器。复位(备用钥匙) KEY1 (CNC 主电源钥匙开关),KEY2 (光闸钥匙开关)和KEY3 (主电源钥匙开关),再进行正常的PC控制激光器启动程序。高压电路对人的危险远超过激光束,所以要有适当充分的联锁安全设施,以保护使用和维护人员。
电源中的电容器能长时间贮存电能。必须确认所有电压都已经释放,再接近激光器。
始终保持身体远离激光。
在工作区域周围应始终有保护屏或罩,以阻挡吸收工件反射的能量。
CP激光器是CO2激光器,属4类激光产品,输出10.6&m波长的不可见光束。必须佩戴合格的安全眼镜。
注意防护镜标明的光学密度和波长。防护镜应舒适并带有遮边,以防止危险的边缘辐射。建议定期检查防护防护镜,以保证其仍然可用。
切勿直接或间接地注视光束,否则会导致严重烧伤或失明!
光闸打开出光时,所有身体部位都应在激光器的罩壳之外。皮肤暴露于激光束会导致严重烧伤。激光光闸打开时,安全罩壳的门必须保持关闭。
在激光束附近处理易燃材料(气体、液体、 固体)时, 应小心。
在光路附近应极为小心,尤其是当导光管或镜片已取下时。必须使用光束终止器、挡板或罩壳,以保证周围人员和环境的安全。
激光加工中,一些材料会放出危害性毒烟。必须有排烟措施,以避免操作人员吸入有害物质。千万注意通风。
激光束完全封闭在激光器内,只有在开启光闸时,才会从激光器的出光口射出光束。并且,光束全程封闭在光路中,直到聚焦透镜。
2.远程联锁开关
可以把外部联锁信号连入激光安全电路(如工作区防护门、安全挡板/屏风或其他意在保护周围人员的装置)。
触发时,外部联锁信号将切断激光器,使关闭光闸并禁用高压电源。
激光器只能通过正常的故障复位,并从激光器的PC控制装置启动来恢复运行。在接头J3 和J5上有急停联锁。
3.主电源钥匙开关
在J3,针1/3上有一个钥匙开关接口,是主电源控制开关 (钥匙3)。钥匙只有在OFF 位才能拔出;没有钥匙,激光器不能运行。此钥匙可防止激光器被误用。
高压由PC控制,并由联锁信号和其他状态决定。
4.CNC主电源钥匙开关和光闸钥匙开关
CNC主电源钥匙开关(钥匙1)和光闸钥匙开关(钥匙2)也必须打开,以运行激光器。它们在T33 和T34还有复位安全继电器SRL1的功能。
如果远程联锁、急停或安全回路起作用,或发生了功率损耗,CP4000 激光器不会在功率恢复或联锁信号消失时自动运行。要重启激光器,安全继电器复位回路钥匙(CNC主电源钥匙1和光闸钥匙2) 必须转到OFF,再转回ON,以复位安全继电器SLR1。主电源钥匙开关 (钥匙3)也必须接通,以使激光器安全重启。
5.激光警示灯
激光警示灯可表示激光发射状态。有激光时,黄灯亮。在状态显示面板上还有一个&出光&显示器。
6.光闸控制
在激光器中有一个光闸,用于在一定情况下中断光束。光闸由电力驱动,控制激光束的输出。 如果此光闸关闭,镜片把光束偏转到吸收器。如果开启光闸,光束就射出激光器。要开启光闸,各种安全条件都必须满足,由激光器PLC控制。光闸可随时开关,但光闸关闭时,才能上高压。另外,只有在所有联锁信号、安全回路、急停回路都满足安全要求时,光闸才能打开。
7.外部光闸联锁
在CNC接头J3的针2/4上有外部光闸联锁信号。此电路使得激光器能够监测安全电路,并在条件未满足时禁止光闸开启。此信号对于光闸的正确运行和出光是必须的。
如果联锁信号被人为禁用,厂商对由此造成的危害不负责任。
8.安全标记
激光器上标示了激光介质(CO2)、功率、激光器类别(4类)、出光口位置。
标签及其位置
在激光器的不同位置贴有许多不同的安全标签。
图 1标签原文
图 2标签释义
图 3标签原文
图 4 标签释义
图 5 标签原文
图 6 标签释义
图 7 标签原文
图 8 标签释义
VISIBLE AND INVISIBLE LASER
&RADIATION WHEN OPEN AND
&INTERLOCK DEFEATED,AVOID
&EYE OR SKIN EXPOSURE TO
&DIRECT OR SCATTERED RADIATION
当打开防护门且安全联锁开关失效时,当心可见和不可见激光辐射。
避免眼睛或皮肤暴露于直射或散射辐射。
图 9 标签原文&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&图 10 标签释义
图 11 标签原文
图 12 标签释义
图 13 标签原文
图 14 标签释义
200W - 4000W
光束传播指数M2
& 2.5 (标准为2.2-2.4)
光束发散角
半角1.5 mrad
14.5mm @1/e2,全光束19mm
&250&s,70 &sec 分辨率
指向稳定性
10 ℃-40 ℃
&95% 无凝结
红光指示器
激光器型号
400V-460V,3相
要求冷却功率
133 LPM (35 GPM)
最大入口压力
额定入口压力
65%蒸馏水+35% Dowfrost HD
过滤器要求
水蒸气、碳氢化合物、氧气含量小于10 ppm
消耗量:20 SLPH - 70 SLPH
13.4 SLPH - 46.8 SLPH
0.9 SLPH - 3.0 SLPH
5.8 SLPH - 20.2 SLPH
1200 kg (2650 lbs)
1.25& 软管宝塔接头 (x2)
6mm 管接头 (x4)
0.5& 管接头
CP激光器有一定的占地面积、水电要求。在激光器的周围应该至少留下1.5米 (5英尺)的空间,以便维护。地面应水平,光滑,不受其它机械的振动的影响。
接地三相电源,输入电压可来自Y形或三角形电源,范围可为400~460V&10%。根据激光器型号,电源容量必须为28~34kW。
注意: 输入电缆内的接地导线必须连接到激光器的接地端STD1(位于主断路器MCB1旁边)。
以下是为激光器配置正确电压的步骤。此步骤包括对三相电机和泵的正确旋转的相位检查。
千万注意:在开始前断开主电压 。
主输入变压器 XFMR1:找出位于电气面板底部的TB4 (见电气原理图)。现场电力要求的跳线TB4列在XFMR1的主电压表中。
相探测器和定相:连接三相电力到激光器. 打开主电源电压,断路器CB4和主断路器MCB1。物理性检查相探测器,确认二极管发光,显示的是正确的定相。如果二极管未发光,关闭主断路器MCB1, 关闭激光器主电力切断并在MCB1的输入处互换两个三相腿。打开激光器主电力切断和主断路器MCB1,检查相位探测器,确认在向真空泵或涡轮机通电前二极管发光。
冷却水的成分为65% 蒸馏水+35% DOWFROST HD(体积比),流量为35 GPM。在激光器中有大约15 PSI
激光器气体中的杂质会降低输出功率,损害性能,导致放电变得不稳定。还会污染谐振腔(包括导光系统),增加气体的消耗量。
CP激光器气体必须符合以下纯度规格:
供气系统应保证不污染气体,将纯净的瓶装气体输送到目的地。不同输送材料的渗透特性(污染物经由管道材料扩散并析入气体的过程),输送系统最好由不锈钢或铜管制成。塑料中的聚乙烯最便宜,并有最佳的渗透性,可以使用。
如果使用不锈钢或铜管材,以下条件必须达到,使气体污染最小:
& 应用化学溶剂清洗管道,清除油污。管道应塞住,直到装配。
& 用轨道TIG法焊接不锈钢。焊接时,应在管内使用依托气体。
& 使用管内的依托气体钎焊铜管,以防止形成铜氧化物。铜氧化物微粒可能损伤激光器内部镜片。
& 不锈钢管和铜管都可用压缩型配件。
气体通过高纯度(HPG) 调节器(设为80 PSI)供给激光器。各种气体在气体混合器中以正确的比例混合(4.1 % CO2、28.2% N2、67.7%He)。
激光器的最大空气压力是80PSI!
的安装/启动步骤
激光器的安装、启动,由团结普瑞玛负责。
激光器一拆箱,就能在后端的CNC接口连接器上看到以蝴蝶结形包裹的两个钥匙。用钥匙打开激光器接触面上的三个面板,有文件包和玻璃排气弯管组件(从谐振腔上拆下以做装配的)。还有一小袋子泡沫堵头,用于在激光器安装后堵塞安装孔,以帮助密封。
文件包括该激光器的所有最终测试数据和模式效果,以及所有CP激光器的手册和CD-ROM。这套东西应该始终保存在一起,其中包含了所有操作和维护激光器的重要信息。目前来说,这套东西应该放在一边,稍后当接口将完成时再参照。玻璃弯管组件应拆开放在一边,在船运硬件拆除后不久将安装。清除船运中固定涡轮机的四个螺栓(见图48和49)。每个热交换器都是用螺栓固定的。取下这些螺栓(见图50),把它们和涡轮机的四个螺栓放在一起,以备以后再次运输激光器之用。
图 15 涡轮机运输用螺栓&& &&&&&&&&&& 图 16 涡轮机运输用螺栓
还有一个橙色塑料垫片,用来保护谐振腔的动态座。它位于激光器的后部,端板和中央供应管道之间。要去掉这个垫片,必须在拔的时候稍微向上扳动端板(见图51)。
图 17 热交换器螺栓&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图 18去除垫片
安装两个玻璃排气弯管:第一,取掉所有开放端口上的船运用堵头。核实零件上没有留下残余碎片。如有必要,用酒精或其他溶剂进行清洗。松动法兰上的螺丝,使弯管就位。必须小心,以免在安装时破损或打碎玻璃。把弯管紧持到位着收紧螺丝。
进行这些工作的技工必须受过电气安全培训。
取下激光器后部电气柜上的盖板。三相电力电缆应经过电器柜底部的孔,沿左侧向上,连接至主断路器(MCB1)的顶部端子。地线也必须牢固地连接到相关的接地螺柱上。在通电前,所有连接处必须紧固。找到电气面板底部的TB4 (见电气原理图 )。按照电气原理图第1页上的XFMR1主电压表,为现场电力要求跨接TB4上的主绕组和副绕组。
CP激光器配备了一个相位测序器,以保证真空泵正确旋转。它正位于主断路的左侧。给激光器通电,确认测序器上LED都亮。如果不亮,立即断电(在MCB1处和激光器断路器),交换激光器的两根电线。重新上电,确认测序器上的LED都亮。
CP激光器运行需要4种气体(3种工作气体和用于吹镜和驱动光闸的洁净、干燥、无油空气)。激光器对这些气体的纯度和洁净度是很敏感的。所以必须正确连接,以保证气体输送至激光器时纯净无污染。洁净无漏的气路可减少气体用量,把放电问题降至最低并延长光路寿命。CP激光器的气体连接需要6mm的管线,从电气面板底部的接头连接。一定要用聚乙烯管(不能用聚氨酯管,透过性不好), 首先给气瓶接上管子,并在激光器侧,在每条气管的末端贴上标签,以避免最后连接时混淆。连接气路时,先在管的末端垂直整齐地切掉少许,用螺母把接头穿在管子上。在气瓶侧,设定减压器为大约15PSI (1bar)。打开输出阀给气路充气,约10秒钟。关闭气瓶的输出阀,把管子穿入接头,收紧螺母直到配合。再次打开输出阀,检查泄漏。最后,把气体压力设为80PSI。每次更换气瓶时,气体连接都重复此步骤。气体系统启用程序的最后一步是最后冲净。在气路中仍有很多污染物,需要冲干净。激光器要求气体污染程度以每百万中个数计算。如果污染高于这个水平,激光器的性能将直接受到影响。但最坏的情况是,正常运行时,激光器耗气量低,污染物在气路中几天都冲不出来。为了使激光器在最短的时间内运行起来,在激光器的可编程逻辑控制器中置入了清冲命令,以尽量减少污染物进入激光器。给激光器通电时,三个清除电磁阀 (SOL 704,SOL 705,和 SOL706) 将逐一打开大约1.5秒。你也可以通过点击气体面板屏幕上的各个清除电磁阀来手动清除气路。
CP激光器的冷却系统在高流量和低压降下运行。它需要30%Dowfrost HD,其余蒸馏水的混合制冷剂。水冷机应在冷却线路上配备适当高流量的过滤器,并使用1.25&软管连接至激光器。当冷却剂和回路软管连接到激光器时,水冷机应设为18℃。然后应轻轻上下拨弄,以检查在流动过程中有无造成泄漏。在激光器被充满了冷却液后,可能需要向水冷机的贮水槽中补充冷却剂。
CP激光器的控制接口在《接口》部分有详细解释。这里只讨论最重要的一般性问题。对线路和个别信号说明。请参阅《接口》部分。接口最重要的一点是,接口信号用的24 VDC电压,来自激光器还是CNC。CP激光器可用跳线来配置成任一种方式。这些跳线在主接线盒(TB2)上。一个在TB2-8和TB2-9之间,另一个在TB2-4和TB2-5 之间(见电气原理图,页3)。如果激光器是连接到一个OEM系统中,就只需在TB2-14 和TB2-15之间有跳线器。如果激光器是单独或与服务测试盒运行的,在TB2-8 & TB2-9、TB2-14 & TB2-15之间都应有跳线。在完成接口的所有布线之后,CP Laser Panel计算机软件必须装入客户自备的电脑中。该软件在随机的CD-ROM上。把CD-ROM插入计算机,打开CP激光器接口程序文件夹,点击CP Series SETUP.EXE文件,按照提示完成安装。双击桌面上的快捷方式或从&开始&程序&CP SeriesLaser-&CP Series Display Panel&启动Laser Panel。激光器必须有电,以使Laser Panel与激光器通信。
按照以下图解,使用水平仪把激光器在其工作位置上调平。
图 19 调平激光器
既然所有水电和接口都已完成,就该启动激光器了。此时,技术人员应熟悉激光器的所有控制和运行。此处仅是简单的规则,假定技术人员是理解如何进行这些操作的。这些操作在《操作步骤》章节中有详细的说明,此处就不重复了。使用Laser Panel执行一次泄露测试。既然激光器的腔体已经在大气环境中暴露过了,开始的泄露测试可能会不理想。水分和脱气过程会影响漏气率,使激光器在此时无法达到真正好的漏气率。这个试验的目的是为了核实没有&严重&的漏气(运输或排气玻璃管装配不良造成)。此时没必要进行全部15分钟的测漏,检验后5分钟就能得到合理的读数。此时的漏气率应低于0.06Torr/min
现在可以启动激光器了(不要上高压)。略过自动预热过程。当激光器运行起来时,监视模拟屏幕。当涡轮机运行起来时,观察涡轮机温度。如果激光器被闲置了很长一段时间,轴承温度的上升可能将高于正常,那么就可能需要做一次轴承break-in。如果一个轴承的温度超过70&C到两小时以上,或超过85&C,激光器会发出一个故障信息。参看《维护》章节,有轴承break-in 的步骤。不过,这种情况很罕见。涡轮机开而不上高压,彻夜运行激光器,以清除在运输过程中谐振腔遭到的污染。在不上高压的情况下,经彻夜运行后,关闭激光器。把激光器抽空至2 Torr。回充激光器。再把激光器抽空至2 Torr。回充激光器。再一次把激光器抽空至2 Torr。回充激光器。激光器在运输中 是以坯件代替光学器件的。启动激光器,上高压,完成预热,在90%模拟指令上,运行激光器10分钟。关闭激光器,抽真空至2Torr,再回充。在90%模拟指令上,运行激光器10分钟。关闭激光器,抽真空至2Torr,再回充。
上着高压彻夜运行激光器。由于激光器带着光学坯件,在80%模拟指令上彻夜运行。
把在最终测试中要用的光学器件安装上。在激光器带着高电压运行了通宵之后,取下坯件/旧光学器件,装上原/新光学器件。功率计不用校正,这些元器件,工厂在进行最后测试时,就安装在激光器内。启动激光器,上高压前略过预热周期。设定30%的指令值,出光。激光器的功率应为1200 瓦左右。如果不是,应调节前窗镜和后窗镜以达到最大功率。把激光器的耗气量设为最大,让激光器 运行30分钟。30分钟后,关闭激光器,再做一次测漏。关掉高压几分钟,使谐振腔冷却下来。再关闭激光器,使涡轮机完全停止。执行测漏。漏气率现在应低于0.02Torr/min。
激光器现在可重新启动,功率会在几个小时的运行中逐渐上升。在增加激光器功率时,应调节为最大功率以防止激光束在谐振腔内切断。
激光器也可在正常气体消耗下运行,虽然会损失一些功率。(直到激光器腔体完全无污染)功率上升时,应监视输出电力以确认其是在容许的限度内。运行几个小时后,激光器应能以正常的气体消耗,在全功率上运行。当模式和功率得到验证后,应挂好所有盖板,以防污染和湿气。激光器现在就完全运行起来了。
安装检查清单
CP激光器是以光学坯件运输的。除非另有说明,不要安装随机原光学器件。
表 1 激光器安装检查清单
测得值/备注
检查包装箱,如果发现损坏或震动表松开,应暂停,通知Convergent公司
拆箱后检查激光器舱体,看有无明显损坏。如果有,联系Convergent 激光器公司,再继续。
查看文件和激光器出厂测试报告。
取下玻璃弯管,放好备用。
拆除涡轮机和热交换器上的运输用螺栓。
去除动态座里的垫片。
安装2个玻璃弯管。
a) 连接三相电力至MCB1。
b) 跳线连接变压器 XFMR1,TB4 以得到正确的输入电压 (见原理图,页1).。
c)检查输入的三相电压并记录读数。
d)检查相探测器灯是亮的,以确认定相是正确的. 如果不是的话,确认电是关掉的,以连接和交换2条三相电线.
e)检查230V并记录.
连接气体和空气
a) 妥善连接 3 种气体 (CO2,N2,He).
b)设定压力为552kPa (80psi).
c) 连接空气并设定输入调节器为552kPa(80psi).
连接冷却水至¼&宝塔接头
a)检查确认冷却系统有 35% DOWFROSTHD混合在蒸馏水中。
b)激光器的总流量至少应为133 LPM (35 加仑/分)。在显示器上是7.5 LPM (流至光闸吸光器)。记录读数。
c) 设定水冷机为18 +/- 1℃(华氏63度)。
用跳线器配置24 VDC控制电压。跳线器位于TB2,TB2-8 & TB2-9和 TB2-14 & TB2-15上的主控制柜里。如果机床/CNC是自供24 VDC的,则只应在TB2-14 & TB2-15里有一个跳线器。如果是激光器供应24 VDC,则在TB2-8 & TB2-9 和TB2-14 & TB2-15里都应有跳线器。
在客户自备的PC或基于PC的CNC上安装Laser Panel软件。
放平激光器。
在启动激光器的试运行之前,请阅读下文并遵守程序
由于敞腔运输CP激光器和长期停放使激光器受潮,技工/操作工必须按照这个程序启动CP激光器。顺应这一程序将使功率更加稳定,减少相应问题。有几个因素会降低对湿度的敏感性,应注意这些细节:
a)所有气路都应为干净的铜、不锈钢或聚乙烯(不要聚氨酯)管。聚乙烯的渗透特性很低,很便宜。
b) 检查气路无漏气
c)所有柜门和面板都应始终装好/闭合。安装时,要注意用随机泡沫密封所有安装孔和槽,以防止空气 进入激光器内部。
d)应向输出耦合器输送干净干燥的空气(可用氮气代替) 。所有外光路都应保持闭合并以气体清吹。始终都让空气保持清吹,以清洁光学元件,这将是非常有益的。
f) 如果可能的话,应该让激光器整夜通电,以使激光器维持正0.5psi压力的氮气。当激光器关机并第一次回充时,很多零件都是热的,因此回充的氮气是暖的。随着冷却,气体收缩,正压力下降。本激光器具有一个恒定回充系统以保持正压力,减少空气中的水分进入谐振腔。第一次回充后的实际耗气量可在Laser Panel的维护屏幕上看到,即&夜间N2 清吹时间&,量度为秒。每60秒钟,大约消耗1.4升氮气。通常时间应少于180秒。
g) 水冷机不得在激光器不运行的情况下单独运行。因为其低温可能在光学元件上造成不利的凝结。
h)必须打开真空腔的时候,应十分注意尽量缩短腔暴露于空气的时间。在初次安装激光器时也应这样。用于保持腔密闭的堵头,只有在已准备好安装排气管时才能去除。如果安装不是一次完成,余下的堵头应重新堵上,以使腔不会整夜敞开。激光器应先回充,且电力应保持以持续以氮气清吹。当腔敞开时,水冷机不应为开。在闭合/重封腔前,应擦干任何可见液滴。当真空系统中含有水分时,唯一有效的除湿办法是给系统加热,然后泵出气体。这是因为水分往往根植于内壁,遇热会逸出或变成水蒸气。即使逸出或蒸发,仍将在很长一段时间内保留在气体中除非腔被清空。在运行激光器时(尤其是潮湿环境),可能会由于湿度引发一些问题。如果腔内的湿度高,在低气作业时功率会下降,放电通道监测器故障发生的趋势将增加。要减少这些问题,应当遵循以下程序进行不同条件下的激光器开机。同时,由于敞腔运输和运输中的震荡,会弄松碎片或激光谐振腔中的污染物,建议执行以下起动程序。不履行这些程序将可能导致光学元件和激光器性能的恶化大大加速。
运转激光器
a) 做一次漏气速率测试(首次测试应小于0.06Torr/min)。记录结果。
b) 回充激光器,抽空两次。
c) 再做一次测漏。漏气速率应比第一次有改善。记录值。如果漏气速率仍然不小于0.06 Torr/min,则必须找出漏气并消除。漏气处很可能在安装的玻璃弯管连接处,Convergent 激光器公司不会发出漏气速率大于0.01 Torr/min的激光器。
启动激光器 (不要上高压)
在模拟控制屏幕上监测涡轮机的温度. 稳定后记录数值. 如果一个轴承温度上升到70℃以上2个小时,会有故障发生,激光器将停机。若超过85℃多于十秒钟,也会发出错误并关停激光器. 出现这种情况,查看手册的轴承 break-in程序
停止。继续前,涡轮机必须不上高压地整夜运行。这样有助于清除/烘干运输中进入谐振腔的污染物。
a)在激光器已不上高压地连夜运行后,使用激光器监控软件Laser Panel上的连续抽空功能,把激光器抽空至2 torr。
b) 回充 激光器
c) 抽空至2 torr。
d) 回充 激光器
e) 抽空至2 torr。
f) 再次回充
g) 启动激光器,打开 高电压,让激光器运行完预热过程(激光器 会有20 分钟为最大气体,以帮助清空谐振腔)。
h) 在90%的水平上,运行激光器10 分钟
i) 关停激光器,抽空至2 torr。
j) 回充 激光器。
k) 启动激光器,在90%模拟命令上,运行10 分钟。
l) 关停激光器,抽空至2 torr。
m) 回充激光器。此步骤应能纠正大多数问题。如果电力还是不能维持,且放电通道监测器故障在更高电力水平上仍然发生,则应重复a)~m)。
启动激光器,并上着高压、模拟命令设为50%整夜运行(打开电力监视器以保护镜片)
在整夜运行后,关停激光器并回充。
取下光学坯件,装上随机的在CONVERGENT激光器公司最终测试中所用的光学器件(注意前窗镜和后窗镜上的标识/方向)。不需要校正功率计,因为这些都是原始光学器件。
a) 把激光器抽真空至2 torr。
b) 回充 激光器.
c) 做测漏. 结果应小于0.06Torr/min
d) 抽真空至2 torr.
e) 回充激光器
f) 做测漏。结果应比c)更低(典型为0.018或更好)。
在显示面板设置页面的预热标签上,略过预热过程
启动激光器,设模拟命令为30%,上高压并出光。检查功率读数,和最终测试数据相比较。调节激光器 功率. 记录得到的功率水平。逐渐增加功率,检查最终测试数据,记录60%90%100%模拟命令的功率水平。
如果可能的话,打模式,和出厂情况比较:
a) ½ 功率6m处
b) 全功率6m处
a) 服务报告/维护报告
如果所有性能参数与激光器出厂前最终运行的结果相同,则激光器就已经被启动。
把此步骤和服务报告传真至Convergent 激光器公司( 413-598-5201)。如果激光器此时未运行,请联系Convergent 激光器公司,而不要更改激光器的设置。
在第15步,还应遵循以下启动条件:
激光器停机一夜
使用Laser Panel上的连续抽空功能,把激光器抽空至2torr。
回充激光器。
启动激光器,使其经过正常启动过程。
上高压后,激光器会经过5分钟的预热。
激光器在第一次出光后20分钟内,会是最大气量300LPH。(&调节压力&模式)
在90%的水平上,运行激光器10分钟。
关停激光器,抽空至2torr。
回充激光器。
启动激光器,正常运行。
激光器会继续维持在最大气量上几分钟,直到变为正常气体消耗 (20~70 lph)。任何由于湿气导致的猛烈的电力损失,通常只能在正常气体消耗中看到。
此步骤应能纠正大多数问题。如果电力在正常气体消耗(非最大气体消耗)下还是不能维持,且放电通道监测器故障在更高电力水平上仍然发生,则应重复5~7步,激光器会重新运行。
激光器停机两夜或更多
使用Laser Panel上的连续抽空功能,把激光器抽空至2torr。
回充激光器。
抽空至2torr。
再次回充。
启动激光器,使其经过正常启动过程。
上高压后,激光器会经过5分钟的预热。
激光器在第一次出光后20分钟内,会是最大气量300LPH(&调节压力&模式)。
在90%的水平上,运行激光器10分钟。
关停激光器,抽空至2torr。
回充激光器。
启动激光器,正常运行。
激光器会继续维持在最大气量上几分钟,直到变为正常气体消耗(20~70LPH)。任何由于湿气导致的猛烈的电力损失,通常只能在正常气体消耗中看到。
在90%的水平上,运行激光器10分钟。
关停激光器,抽空至2torr。
回充激光器。
启动激光器,正常运行。
此步骤应能纠正大多数问题。如果电力在正常气体消耗(非最大气体消耗)下还是不能维持,且放电通道监测器故障在更高电力水平上仍然发生,则应重复5~7步,激光器会重新运行。
激光器的接口
本节探讨激光器与机床连接时的接口细节,包括外部连锁、电脑数控(CNC)和串行控制接口。本处讨论的信号和线路在图52中的CNC电气接口面板上都可用到。
图 20面板接口
激光器内部安全系统通过CNC接头J3(针2和针4)和工作外壳连接。外部连锁是为了防止激光器的光闸在外部连锁绳链未满足时打开
光闸的外部连锁是为了保证激光器与切割机协同工作时的安全运行。擅自改动此安全装置会造成严重安全隐患。
另外,切割机的急停按钮采用CNC接头J3,针1&3和针5 &7来连接。在TB2的针41&42和针43 &44处还有一个选用的激光器柜急停链。这些连接使得操作者能够在紧急情况下完全关闭激光器。来自CNC操作激光器的命令和从激光器至工作站的状态信号是通过CNC(并联)接头J1路由的(见 原理图,页17),解释如下。
注: TB2针8 &9和针14 &15上的跳线必须为外部CNC的24 VDC去除。如果选用了柜急停,则必须去除TB2的针41 &42和针43 &44上的跳线。
安全连锁由CNC接口接头和安全继电气SRL1来实现。参见下列表格,有接口接头的信息;参见原理图,页6 (CP激光器安全回路 &急停回路),有安全继电气的信息。
安全继电气(SRL1)启动激光器运行所必须的连接有:柜门,安全回路,CNC急停和选用的急停链,以及钥匙开关: 客供CNC主电源钥匙开关(钥匙1)和光闸钥匙开关(钥匙2)。激光器高压电源那边的柜门装有安全开关,这样激光器在门打开时无法运行。
安全回路链查看主接触器上通常闭合的接触点(CON1 针21 &22,接触器拉入)、真空泵接触器 (CON2 针21& 22)和高压接触器(CON3针31&32)。
安全继电器还要求T33和T34之间的连接。这些连接为选用钥匙开关(钥匙1,CNC 主电源,客供)和钥匙2 (光闸钥匙开关,客供)提供条件。
表 2接头,CNC J1
模拟指令入+
模拟指令出-
光闸开/关指令
光束开指令
脉冲模式指令
强脉冲指令
脉冲系列信号
开/闭回路 (待机)指令
激光器启动/关指令
高压开/关指令
光闸开信号
激光器功率计返回
激光器功率计信号
CNC 24VDC 返回
光闸闭合信号
激光器启动
激光器高压就绪
激光器就绪出光
激光器二极管禁用
启动最大气体
表 3接头,CNC J2
气体压力故障
涡轮机故障
涡轮机温度故障
断路器故障
柜温度故障
光闸感应故障
光闸连锁故障
高压电源故障
放电管监测器故障
接触器故障
表 4 接头,J3
急停输入接触
外部光闸驱动
客户急停PB3
外部光闸连锁
终端用户盒急停
终端用户盒激光器钥匙1
外部客户急停
主接触器驱动
终端用户盒光闸钥匙2
CNC 24 VDC
主接触器和主激光器钥匙开
CNC 24 VDC返回
表 5 接头,J5
客户急停外部回路1
客户急停外部回路2
客户连锁为光闸
客户急停外部回路1
客户急停外部回路2
图 21 &RS 232针脚
模拟指令&0~10V的信号,控制激光器输出功率0~4.2 kW。如果激光器是在脉冲模式下,模拟控制信号会设定&基底&功率或脉冲的振幅。信号的输入阻抗是10k&O。
模拟控制返回&模拟控制的返回。
光闸控制&向此针供应24V,将打开激光器光闸(光束将从激光器中射出)。0V关闭光闸。
出光控制&向此针供应24V,将以任一种操作模式打开激光器光束。0V将关闭光束。
脉冲控制&向此针供应24V,将在逻辑上把激光器置入门脉冲模式(如果此针上有24V,同时在强脉冲控制针上也有24V,激光器将被置于强脉冲控制中)。
强脉冲&向此针供应24V(同时在脉冲控制针上有24V),将把激光器置入强脉冲模式。
脉冲发生器&此信号用于在任一脉冲模式下&启动&激光器。启动信号必须在&开&时向输入供应24V,并在&关& 时使其接地或使其浮动. 脉冲的频率和占空比由用户的脉冲发生器提供。
开/闭环控制&向此针供应24V将把激光器置于开回路。激光器的功率稳定性则为&2%。如果此针为0V,激光器将在闭环下运行(功率稳定性将为&0.5%)。
激光器启动控制&向此针供应24V将初始化激光器的自动启动指令序列,并且如果针保持在24 V,激光器将继续运行。0V将停止激光器,或防止其启动。
上高压控制&向此针供应24V将打开高压。
故障复位&向此针供应24V将至少200 ms复位任何在激光器内监测到的故障。
回充控制&如果&激光器启动&信号没有出现,立即向此针供应24V至少200毫秒,将初始化激光器腔的回充。
光闸为开&常闭触点,在光闸为开时打开。此信号有单独的返回。
功率指示信号返回&功率指示信号的返回。
功率指示信号&0~10V的直流信号,代表激光器的输出功率(此信号与激光器输出功率成线性关系)。
24V返回&所有数控信号的返回或接地。
24V&此针向激光器的可编程逻辑控制器提供通常的24V。
光闸为关&常开触点,在激光器光闸关闭时闭合。
激光器为开信号&此信号在激光器为开机时为高。
一般性警告代表&高= 激光器内没有警告;低=激光器内有一个警告,但是激光器可以继续运行最多5分钟(5分钟后,激光器将发出&一般故障存在&的信号)。
激光器高压就绪&此信号在激光器就绪上高压(采用高压控制输入)时为高&
激光器光束就绪&此信号在高压为开且激光器就绪Beam On指令时为高
一般故障& 高 =激光器没有故障;低 =激光器存在一个故障. 故障描述通过串联通讯端口提供给用户。
激光器模式控制是采用激光器启动指令(J1 针10),高压开指令(J1 针11) 和光束开指令(J1 针4)来执行的. 不允许同时打开这些输入为确定状态;输入必须 确定为正确的顺序,以使激光器可以正确的改变运行模式. 但是,允许同时否定这些 线路以快速减低激光器的功率。来自激光器关于激光器模式的反馈是由输出线路提供的. 在主功率启动后,激光器将确定激光器高压就绪(J1 针29) 和激光器光束就绪(J1 针30)。要打开光束,你必须启动光束开指令(J1 针4)。
控制光闸是通过光闸开指令(J1 针3)来实现的。一旦确定,光闸将打开。光闸开1 (J1 针16) 和 光闸闭合(J1 针21) 将走低。在光闸闭合时,这些信号将走高。
从并联接口有一个一般故障信号(J1 针33)输出,显示一个故障。在问题被隔离和纠正后,故障可以通过故障复位(J1 针14)复原。
脉冲模式指令(J1 针5) 把激光器置于门脉冲运行状态下。强脉冲指令(J1 针6) 在脉冲的开始设定更高的峰值。脉冲系列信号 (J1 针7)设定CNC所指令的脉冲频率和脉冲占空比。
模拟指令(模拟指令+,J1 针1和模拟指令 &,J1 针2)控制激光器的输出功率。通过控制继电气 (CR1) 向高压电源提供0~10 VDC的模拟输入(见 原理图,页 4)。
CNC 供应的24 VDC 连至J1 针20 (+24 VDC) 和 针19 (24 VDC返回)。TB2 8 & 9 和 14 &15上的跳线必须为此配置去除(原理图)。
激光器和PC的对接采用激光器的9针RS-232串行接口以连至PC的RS-232串行端口。串行通讯配置为无奇偶校验、8个数据位、1个停止位。
表 6 9针RS232 接头
数据终端就绪
数据设置就绪
激光器的结构
CP系列CO2激光器能产生高质量的光束,以用于材料加工,突出简洁、坚固、可靠的工业激光器特性。
CP激光器运行费用低廉,易于使用。设计中考虑到了运行成本的各个方面。高效的谐振腔和电源设计降低了电气成本。总效率超过11%,废热较少,降低了激光器水冷机的运行成本。精心设计的真空系统和气路,耗气量最小。最优化的密封件,使得真空系统非常紧密和可靠。气体混合器简洁可靠,独特的气体控制方案,可针对功率水平配置耗气量。设计中还考虑了维护和故障处理的成本。
CP激光器冷却系统有充足的余量,以确保所有部件和机箱的气温远远低于规定值。机械设计特性和小颗粒过滤器都已包含在激光器中,以延长光学元件的寿命。由于例行维护而不可避免的停机时间也可用客户接口面板上的相关功能进行更好的计划和管理。
CP激光器监控终端&Laser Panel&的设计,便于使用,简化激光器的维护和控制。例如:
&用户级密码保护
&状态指示器、故障报警
&注有日期和时间的日志,记录所有故障、测漏、运行设定更改和按语
&数字值和模拟值的显示
&内嵌运行时间表
&自动测漏和气体混合校准
&数据记录和图表
&功率监测功能
&激光器调节
&修改耗气参数
CP系列激光器
激光(LASER)是一个首字母缩略词:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation。有时指光,有时指产生这种光的装置。
激光具有一些非常独特的特性。所有的光子具有同样的波长和相位,并且按相同的方向传播。要理解CP激光器的工作原理,关键在于理解其主要各个子系统的功能及其协作机制。
CP激光器是快速轴流CO2激光器。此类激光器的特点是:能够以相对小的机组达到可靠的高功率水平和良好的光束模式。
其工作原理是使炽热的激光器气体以非常高的速度流出放电区,在光腔内维持很高的增益。气体在光腔的轴向上流动,这有利于保持模式质量。气体采用热交换器在谐振腔以外冷却,再循环入放电区。激光器的主要子系统有:谐振腔、气体和真空系统、冷却系统、电气系统。其中,电气系统可再细分为能量配置系统、控制系统和高压电源。
谐振腔是实际产生激光的部分。它包含了所有支撑玻璃放电管和光学器件的部分。用它来保持所有光学元件和放电管在真空力和热负载力下能够准直。它还必须能提供一个高效的气流通道和放电区域以使能量注入循环气体。所有这些因素在CP激光器的谐振腔中都已被完美地实现,最终是高效坚固的构造。它具有高质量的光束模式和指向稳定性。CP激光器的谐振腔包含一个光学支持结构,动态地安装在中心管上,它也有供气集合管的作用。光学支架由两个刚性的端板构成,来安装光学部件。这些端板彼此平行,并采用3个碳纤维管保持准直。它们具有同等的很低的热膨胀系数。这个端板结构动态的安装在刚性中心管上,支持着玻璃放电管。这两个结构在工厂里被精确的对齐。放电管带有内置电极和出气口。气流出口会在放电区域造成猛烈的流体状态。这对于产生良好均匀的电气放电是重要的。内部电极产生优良的电气绝缘,并排除了几个困难的密封垫。电极本身设计为使溅射最小化,并捕获所有溅射的阴极材料。
光学系统由位于放电管端部的4个镜片(镜座内)构成。这些对齐的镜片可穿过放电区中的激活介质来回反射相干光。这一作用放大了受激辐射的效应,产生了激光束。激光束通过一个输出耦合器射出谐振腔,直径约为15mm。镜片对10.6微米的波长是高反射性的。通过冷却水来保持温度稳定。
放电系统由12根玻璃管组成,也称为放电通道(见图6-1);还有阳极阴极、气体介质和高压电源。高压电源采用IGBT技术提供大约-17kV给阴极。放电效应是通过循环的气体介质从每个放电通道的阴极向阳极发射的。
图 6-1:放电通道
供气和真空系统用于混合激光器工作气体,并以适当的压力使混合气体在放电区域循环。其主要部件有气体混合器、涡轮机和真空泵。
图 22 气体、空气、冷却水接口
CP激光器所用的激活介质是混合气体(4.3%CO2+28.7%N2+67%He)。激光器的内腔先抽真空到4 torr的压力,然后回充入激活介质气体到85torr的额定工作压力。混合气体的比例对激光器的运行来说是至关重要的,稍有偏差会影响激光器的运行。
激光激活气体的配比取决于气体混合器上调节器,它位于真空泵的后面。向激光器(和气体混合器)供应气体的调节器应设为80PSI。要设置正确的气体混合比例(4.3%CO2、28.7%N2、67%He),必须运行CP显示面板上的气体混合测试程序并设置调节器。
回充电磁阀SOL708(见图55)是气体混合器的一部分,在激光器谐振腔的回充中使用。其作用是为氮气口加设旁路,以使氮气的回充更快(见电路图22页)。
气体介质由2400m3/h的涡轮机通过玻璃放电管循环。涡轮机(图6-4)位于激光器舱体的中部,谐振腔下方。气体由玻璃放电管通过出/入口被水冷的热交换器循环。电机是集成在涡轮机组内的,从变频器接收功率。变频器把三相380~460V(50/60Hz)的输入电压转换成三相380V(440Hz)的标称电压。
涡轮机装有水冷轴承。这些轴承镶嵌有电阻温度探测器以向可编程逻辑控制器提供温度。涡轮机气体温度也是用一个电阻温度探测器来监测的。这三个模拟信号被发送至四路电阻温度探测器的PCB、8路调制器的PCB,最终到达可编程逻辑控制器以进行监测。它们可在CP面板上查看到,F3模拟量屏。变频器采用电机中的一个温度开关来监测涡轮机电机的温度。如果电机温度太高,变频器将显示一个电机过温故障并向可编程逻辑控制器发出一个变频器故障,这将使激光器关机。
图 23气体混合器
图 24涡轮机组
可编程逻辑控制器把CP激光器的运行压力设定为85torr。激光器用气体混合器上的给气电磁阀(SOL701、SOL702、SOL703,见图6-3)、压力传感器(见图6-5)、可编程逻辑控制器和两个气体调节阀(SOL201和SOL202,三电磁阀组件的顶部阀和底部阀,见图6-4)保持此压力。一旦激光器启动,给气电磁阀以最大气量打开(300LPH),直到压力传感器检测到谐振腔达到了85torr。激光器在运行的头20分钟将保持最大气量。这时,除非激光器被设定为最大气量,可编程逻辑控制器将依据激光器的功率设定来控制气体。它将从0到100%模拟指令(功率设定),以20~70LPH的速度输入气体。如果激光器是在气体屏上手动设置为最大气量,耗气量将为300LPM。向谐振腔加入气体会提高管的压力。一旦压力超过85torr,可编程逻辑控制器会打开气体调节电磁阀(SOL201和SOL202)。这样,气体就通过真空泵逸出了谐振腔,从而降低了压力。增减谐振腔的气体以维持85torr的运行压力。
涡轮机排空电磁阀(SOL203)是一个三通阀,位于三电磁阀组件的中间(见图6-4)。此阀有两个功能:首先,当激光器运行时(开机),它通过真空泵把气体蒸汽从轴承座中抽出谐振腔(经由三电磁阀组件上的两个出口)。出口形成离开轴承座的16LPH的流速以帮助保持轴承油脂蒸汽不会进入谐振腔的气体循环。排空电磁阀的第二个作用是当激光器关机时:由于电磁阀的三通阀作用,连接真空泵到快抽电磁阀的气路的真空一边向大气开放。当激光器关机时,此作用保持真空泵油不会通过过滤器流回进谐振腔。
空气压力开关(图57)位于涡轮机右边的前下方,附着于压力传感器。此开关在激光器的回充中使用。当回充指令发出时,回充电磁阀打开,氮气进入并充满谐振腔。一旦气体压力达到大气压以上0.5psi,空气压力开关将打开,这也就是谐振腔已充满气体的信号。此信号发送至可编程逻辑控制器将反过来关闭气体混合器上的回充电磁阀,以保持激光器的腔体不会过压。
图 25 空气压力开关
压力传感器(图58)测量谐振腔内的压力,并向可编程逻辑控制器提供该信息。信号也馈送给8路模拟调制器的PCB以放大隔离,并发送至CNC。
图 26 压力传感器
真空系统采用压力调节电磁阀、压力传感器和可编程逻辑控制器来维持谐振腔的压力为大约85torr。真空泵(图59)还在启动时把激光器抽真空到4torr。
图 27 真空泵
快抽电磁阀连至谐振腔管的底部(见图60),它为直接连至真空泵的过滤器打开连接谐振腔和真空泵的气路,从而使得谐振腔抽真空更快。当激光器抽真空时,此电磁阀从压力调节电磁阀和涡轮机排空电磁阀旁通气路(有出口连接它们),这将用很长时间来抽真空。
图 28 快抽电磁阀
冷却水(18℃)是由一个外部水冷机系统供应给激光器以散热的(见电路图第21页)。图6-2显示了水冷机接口的供应和返回连接。冷却水进入激光器舱体后分别流向几个集合管,以冷却:涡轮机及其相联热交换器和轴承,舱体热交换器,光学元件,端板,光闸叶片,激光头,光库,高压电源和油箱。
电气系统的布局参看电气电路图。基本上,三相电源(见第2节的规格)是供应给激光器。三相电源驱动的子系统有:涡轮机(经过变频器的处理后)、真空泵和高压电源。XFMR1把三相电源转换为230V以供电给:可编程逻辑控制器、24VDC电源、&15VDC电源、舱体冷却风扇和高压电源。24V DC和15V DC电源供电给印刷电路板、可编程逻辑控制器和其他相联设备。
参看电路图第1、2、3页。
三相电源通过主断路器MCB1(80AMP),通过主路滤波器FLTR1进入激光器。从那里,三相电源通过相应的电路断路器路由至:频率驱动器DVR1(供电给涡轮机电机)、真空泵MOT2、高压电源和可选空气调节元件。另外,两相(引线1/2)馈入主输入变压器XFMR1,这把输入电压降至230V(见本手册的安装章节和第1页电路图,有变压器的正确配置)。
230V来自主输入变压器XFMR1的次级线圈,并由CB4保护。它提供电能给:可编程逻辑控制器、24VDC电源、&15VDC电源、舱体热交换器的五个冷却风扇和高压电源。
24VDC电能供电给:安全继电气SRL1、通道监测器、功率计、调制器和可编程逻辑控制器。
&15VDC电源提供电能给压力传感器、二极管激光器电源和四路电阻温度探测器、模拟多路调制器和水监测器印刷电路板。
光闸组件的作用(见第20页电路图)是使激光束安全地发射到工件上。当光闸闭合时,它把激光束导向一个&光库&进行安全衰减。接到CNC的指令后,可编程逻辑控制器会打开光闸使光束发射到工件上(在外部光闸连锁被满足的情况下)。光闸用接近开关提供反馈信息,告知可编程逻辑控制器它实际上是打开的还是闭合的。它也有光闸叶片和光库温度开关,能在温度过高的情况下禁止光束。光束管开关保证激光器在光束管就位的情况下才可能被操作。
(光闸打开)
(光闸闭合)
图 29 光闸组件
图 30 光闸组件
图 31 光闸组件
水监测器(图6-12)提供两个信号给8路模拟调制器板:水温度(4号路)和水流(5号路)。0~10VDC的水温度信号发至8路模拟调制器PCB(1VDC/5℃)。水流信号的范围也是0~10VDC(1VDC/2LPM)。
图 32 带浆轮的水监测器PCB
感温元件是一个电阻温度探测器。电阻温度探测器是一个在0&C时读数为100ohm的PT100。&10Vref和运算放大器(OP400)同用,以生成4mA的电流源。4mA电流源用于帮助使电阻温度探测器中散失的电能最小化,以避免会导致错误的自加热。温度监测器的输出范围是0V(0&C)~10V(50&C)。&10Vref通过一个2.4K??0.1%的电阻器连接至运算放大器的反相输入,以运算放大器中生成-4mA电流。电阻温度探测器连接入运算放大器的反馈回路。运算放大器将输出一个与电阻温度探测器电阻成比例的正电压和4mA电流在反馈里。运算放大器有一个0.400Vref连接至运算放大器的正输入,以补偿输出,使在0&C时读数为0V。输出放大器(U4)有129.87的增益以规整输出电压为5&C/V。放大器上的电位计用于修整输出。
PT100计算:
已知温度,计算电阻温度探测器电阻:
(&C * 0.385) + 100 =?
已知电阻,计算温度:
(?-100) ??0.385 = &C
水流传感器是一个带磁性元件的浆轮。传感器的电能来自+15VDC和-2.5VDC。-2.5VDC用于调节频率以适应电压转换器芯片。水流监测器的输出范围是0~10V(0~20LPM)。
四路电阻温度探测器(图6-13)的印刷电路板向8路模拟调制器板提供4个热电偶读数:涡轮机气体温度,涡轮机轴承温度,涡轮机电机轴承温度,舱体温度。这些电阻温度探测器的工作方式和水监测器板上的电阻温度探测器是同一原理(见前文&水温度监测&)。
图 33 四路电阻温度探测器板
涡轮机气体、涡轮机轴承和涡轮机电机轴承电阻温度探测器的输出范围是0V(0&C)~10V(150&C)。这三个电阻温度探测器的输出放大器的增益是43.29,以为15&C/V规整输出电压。舱体温度也有一个0V(0&C)~10V(50&)的范围。输出放大器有一个129.87的增益,以为5&C/V规整输出电压。
功率计驱动器从热电堆的针1/2(图6-14)接收一个0.5mv/w的信号(图6-15)。它为可编程逻辑控制器 MOD2 A9/A10放大这个信号为一个500W/v的信号。此信号也馈送给模拟多路调制器的PCB,以向CNC接口提供隔离和一个输出。
图 34 功率计
图 35 热电偶
路模拟扫描器
多路模拟调制器的PCB(图6-16)从四路电阻温度探测器的PCB扫描4个输入;从水监测器的PCB扫描两个输入,并向可编程逻辑控制器提供一个单独的输出作状态监测。它还以二进制形式点亮发光二极管3/4/5,以指示正在扫描的路(见图6-17)。另外,该板向CNC提供激光器输出功率和腔体压力模拟输出,用于显示。
图 36 八路调制器的PCB
六个模拟输入是由U3扫描的。然后U3再向多路调制器的模拟输出(8号针)提供输出。U3也对应正在扫描的路点亮发光二极管3、发光二极管4和发光二极管5。此二进制数据也发至P1的12/13/14针给可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器将此数据转入正在扫描的路。
发光二极管5
发光二极管4
发光二极管3
○=亮&&&&&&&&&&& ●=灭
图 37 二进制发光二极管显示
可编程逻辑控制器用模拟信号执行不同的功能。如果涡轮机轴承或涡轮机电机轴承(分别路1/2)的温度达到它们的85&C限度(10秒钟),可编程逻辑控制器将关闭激光器并发出一个故障。如果气体温度达到其120&C的限定值,可编程逻辑控制器将关停激光器并发出一个故障信号。如果舱体温度达到其45&C的限定值,可编程逻辑控制器将关停激光器并发出一个故障信号。如果水温达到15&C的下限,可编程逻辑控制器将禁止高电压并发出一个故障。在涡轮机启动时:如果水温度不低于25&C的上限,可编程逻辑控制器将关闭激光器并发出一个故障;如果通过光闸光库的水流低于5LPM,可编程逻辑控制器将关闭激光器并发出一个故障。激光器输出功率和腔体压力输入值是通过隔离放大器馈送给CNC的(分别U11和U12)。CNC把此信息作显示之用。
通道监测器板(图6-18)监测每个放电区域内的情况和其对应的电源输入,并提供通道不平衡或过电压故障信息给可编程逻辑控制器。它也有发光二极管可显示有故障的通道。通道监测器为每个通道都使用差动放大器,以提供代表通道电压的输出值(3KV/V)。差动放大器的输出值在数个电路中都使用。12个差动放大器的输出值由它们输出上的二极管(最高通道电压进行控制)总结,并馈送给一个单独的高通道线路。高通道信号馈送给U10B的反相输入(见第4页的通道监测器PCB电路图)。如果电压超过临界值,U10将记录U6A。这会点亮通道监测器PCB上的发光二极管2,显示一个高电压故障。它还会关闭高压电源的光纤联结以快速关闭高压电源。另外,一个高电压输出故障通过P1的针9/10发送给可编程逻辑控制器。
通道的差动放大器输出值也由100K&O电阻器在它们的输出值上总结,并馈送至AVG高压线路。这行至U11,为每个通道的窗口高/低比较器建立一个高位和低位基准。U11在连续波模式下建立一个&30%高/低窗口基准;在脉冲模式下建立一个&40%高/低窗口基准。这些信号是对所有通道的窗口比较器的反馈。每个通道差动放大器的输出值都由窗口比较器和这些基准值相比较。如果外部30%(连续波)或40%(脉冲),窗口U15(通道1~8)或U13(通道9~12)将封闭通道为不平衡,并为不平衡的通道点亮相应的发光二极管。窗口比较器的输出值也发送至两个加法放大器,U14针对通道1-8;U12针对通道9-12。这些放大器总结输入值,并正常提供低输入值至或门U2C。这馈送了一个1.5mS的定时电路(此定时电路在启动时由光束开信号禁用至U8B,从而不记录任何启动暂态)。如果通道不平衡超过1.5mS,此电路将记录U6B,从而点亮发光二极管1,向可编程逻辑控制器发送一个H.V.故障,并关闭高压电源的光纤联结以快速关机。
图 38 通道监测PC
激光器采用一个通用电气可编程逻辑控制器通过PC接口来控制。所有操作激光器所必需的输入和输出都由此系统处理和执行。
高压电源(图6-21)向每个通道提供-18kV的标称电压,以激励气体,产生激光束。Prima高压PS-4000P是一个含有三个用以驱动高压油箱的变频器的可编程模块。高压油箱有三个方形组件(见图6-22),每个方形组件驱动4个通道部分。
图 39 可编程逻辑控制器&&&&&&&&&&&&&&&& 图 40 PC面板显示
图 41 高压电源
图 42 油箱中的高压PS方形组件
清洁干燥的空气应通过一个商用空气干燥系统供应给激光器,以保持激光器内无污染物。此压缩空气是在80PSI下供应给激光器的(见图6-2)。它通过气体混合器上的一个调节器来路由(见第22页电路图和图6-3,设置为50PSI)。此空气用于驱动光闸和清净输出耦合器。
CP 激光器的控制和操作,是通过硬件和软件接口连接的结合来实现的。应该指出,激光器完全可以仅使用硬件接口来安全操作。那样的话,软件接口的很多易用特点就无法使用。
以下章节讨论软件接口。既然所有硬件输出都在软件接口中复制,本手册就只谈面板中的输出,只在有区别时才注明。
硬件接口由CNC 接头J1/J2/J3中的电气连接构成。这些电信号控制激光器的所有主要功能,能触发一些安全联锁,并提供激光器状况和故障的基本信息。
软件接口是通过RS232端口进行访问的。在外接电脑(客户自备)中包含一个用户友好的界面程序。此程序使得客户能访问多得多的关于激光器运行的信息,还提供很多有用的工具以帮助客户维护和维修激光器。
注意:激光器可仅通过硬件接口即完全安全地进行操作,但这样用户界面的很多用户友好特点就不可用了。
以下是控制激光器所必需的硬件信号。出于安全和可靠性考虑,这些信号都不在软件接口内复制,且都是操作激光器所要求的。这些信号的详细解释在《接口》部分,此处列出只是为了帮助理解激光器的运行。 &
激光器开&&&&&&& 启动和停止激光器
上高压&&&&&&&&& 打开和关闭高压电源
出光&&&&&&&&&&& 打开和关闭激光器光束
光闸开&&&&&&&&& 打开和关闭光闸
故障复位&&&&&&& 复位激光器故障
回充指令&&&&&&& 给激光器回充氮气
模拟指令&&&&&&& 控制激光器的功率水平
开/闭环&&&&&&&& 选择开或闭环功率控制
脉冲模式&&&&&&& 为高压电源选择脉冲模式
强脉冲模式&&&&& 为高压电源选择强脉冲模式
脉冲序列&&&&&&& 客供脉冲序列的输入
急停1 &&&&&&&&& 紧急关机的安全输入
急停2 &&&&&&&&& 冗余紧急关机输入
当激光器带电时,就可以打开Laser Panel软件了。此软件意在向客户提供一个很简便和直观的维护和操作工具。任何用过电脑的人都可轻松的使用此软件,并会发现其极为有用。
当Laser Panel中的一些信息在硬件中也有时,软件就会向客户提供更详细的信息和若干有用值。很多这些加强功能在硬件中是难以或无法提供的。一些特点如下:
l&&&&& 加强的状态显示器和指示信息
l&&&&& 查看内部激光模拟值
l&&&&& 查看激光器的PLC I/O以方便的排除故障
l&&&&& 查看气体回路状态
l&&&&& 故障和报警的更详细报告
l&&&&& 自动检漏程序
l&&&&& 连续抽真空程序
l&&&&& 气体消耗值控制
l&&&&& 功率监测用途
l&&&&& 数据登录和制图功能
l&&&&& 激光器功率调节用途
l&&&&& 故障、检漏结果和设定的带有日期和时间的记录,可插入批注
l&&&&& 重要系统的计时器
l&&&&& 二极管激光指示器的开/关控制
l&&&&& 某些功能的口令级控制
Laser Panel分为几部分/窗口。右侧总是可见的,用于显示最重要的激光器信息。底部信息条显示重要信息和消息,功能按钮使用户能使用接口软件中的其他工具。当每个功能被选定时,会在显示屏左侧的大窗口中显示。这些功能稍后将详细描述。
图 43 Laser Panel
a.在CNC或测试盒上转动启动钥匙以开机激光器。这时会发生:
&&&&&&&&& 快抽空电磁阀,压力调节电磁阀和真空泵会开启;激光器将抽空至4 torr。
&&&&&&&&& 压力调节电磁阀将关闭,气体电磁阀将循环开关几次,清吹气路。
&&&&&&&&& 激光器将抽真空30秒以吹气。
&&&&&&&&& 快抽空电磁阀和气体调节电磁阀将关闭,气体电磁阀将开启,给激光器充气至85 torr。
&&&&&&&&& (当腔体达到50 torr时,涡轮机将启动)。
&&&&&&&&& (当腔体达到75torr时,可以启动高压电源)。
b.在CNC或服务盒上开启高电压 (当激光器达到85 torr时才会开启)。
&&&&&&&&& 高压电源将在30秒后启动。
&&&&&&&&& 激光器将预热 (除非在设置页面上略过)。
&&&&&&&&& 激光器将进入预燃 (或是待机指令设定的水平)。
c.在服务盒上开启出光开关。
&&&&&&&&& 这就启动光束从激光器中发射出来。光束功率为CNC或测试盒所指定的功率。
a. 关闭光束。
b. 关闭高压。
c. 关闭激光器启动钥匙。
d. 在&Gas Control&气体面板屏幕上回充激光器。
e. 保持激光器电能和N2,以连续回充。
表 7 CP配件
PLC,电源 (MOD 1)
PLC,载流子
PLC,模拟模块 (MOD 2)
PLC,(MOD 3)
PLC,(MOD 4)
PLC,(MOD 5)
PLC,(MOD 6)
主断路,80A
相位继电器 (探测器)
断路器,40A
断路器,辅助控制
断路器P,4A&
断路器2P,3A
断路器3P,50A
断路器3P,2A
马达起动器,24 VDC线圈
压缩机,80A
压缩机,50A
压缩机,辅助
控制继电器
电源,24VDC
电源,+/-5VDC
涡轮机总成
气体混合器组件
水冷转角镜
开路和后窗镜冷却块2
三通,外部排放
三通,中心排放
高压电容,560PF @ 50KV,20%
高压轴向二极管,9KV,350MA
功率计组件
8路模拟扫描器PCB组件
热交换器组件
弯管接头,5/8&铜X、3/8&阴管螺纹
宝塔接头,3/8&软管x 3/8&阳管螺纹,黄铜
二通电磁阀,24VDC,NC,1/8&
压力计,Ф2.0,¼BSPT,0-30PSI/BAR
压力计,Ф2.0,¼BSPT,0-60PSI/BAR
压力开关,25-00 PSI,24VDC,DIN
压力计,电容量,真空集管
0-0.5 PSI压力开关,24VDC
二通隔膜阀,NC,230V
CP 高压电源总成
四路电阻测温器PCB总成
管,三通接头
涡轮机总成
热交换器组件
热交换器线圈
O型环,热交换器至涡轮机密封垫
O型环,线圈通过密封垫
电阻测温器安装板组件
加压传感器
空气压力开关
弯管放电涡轮机入口
万向接头组件
垫片,丝网
万向联轴节用热装套
O型环,万向接头
过滤器,RIETSCHLE真空油分离器
机壳冷却组件
热交换器线圈
风扇,230 V
泵邻近开关,8mm 常闭
0/32 ~ 5/32 流量控制
抛物柱面镜,1&
泵邻近开关,8mm 常开
光学镜片,二极管 10mm
温度开关,180C
温度开关,150C
二极管激光器总成
二极管激光器
传感器,电阻测温器,100K
印制线路板,功率计驱动器组件
通道监测器板
通道异常板
热电堆薄膜,50W
水监测器PCB总成
气体混合器
二路电磁阀
调节器,0-25 PSI
流量表,脉冲输出
调节器,0-60 PSI
压力计,0-30 PSI
压力计,0-60 PSI
压力开关,25-00 PSI
过滤器,7 MIC,INLINE
气体混合器组件
二路电磁阀,氟橡胶&铬
高压电源总成
高压电源油箱总成
高压油箱垫片
四路组件,通道1,2,11,12
四路组件,通道3,4,9,10
四路组件,通道,5,6,7,8
万向四路组件,带贴纸
视塞,高压箱
温度开关,70C,高压箱
高压箱油,加仑
带座前窗镜,MP5 40%
带座前窗镜,MP5 50%
带座后窗镜
BECKER 涡轮机用轴承座套件,REFU
安全继电器,250V/24VDC,PNOZ
铜垫片,½ BSPP,真空泵排油密封
RIETSCHILE真空泵油,夸脱
蓝色管口组件,1/8 NPT,0.0059&
蓝色管口组件,1/8 NPT,0.002&
调节器过滤器,5 微米
轴向信号二极管,SHTKY BAT46
双高压线圈组件
谐振感应器组件
整流器PCB组件
精密电阻,100M
电阻,100 K
Ф1&镀金抛物柱面镜,离轴90&
真空泵组件
过滤器,铜筛
四路组件,通用备件,带贴纸
编号突出显示的零件为消耗品
加强基本套件
多激光器用户套件
PRIMA公司或大OEM厂商
激光器常见故障的排除
千万记住:在维修CP4000激光器之前,必须确认主电路断路器MCB1是断开的。用放电棒对高压放电管的电极放电,因为高压将造成生命危险。
根据操作过程中出现的报警指示来排除CP4000激光器的常见故障。这些操作过程假设在出现故障之前是正常的,当查出故障源为某个元件时,应参考该元件的详细资料。
激光器报警
(R186.BIT1)
可能PS702(PLC MOD3 B1)压力低于60PSI。
1)&CO2气压低。
2)&CO2气管没接好,或气瓶没打开。
解决方法:
1)&检查气压表及更换CO2气瓶。
2)&连接好气管,打开气瓶阀。
注意:本警告只显示5分钟,如果在这个时间内问题没解决,激光器将自动关闭,显示&MCR 001 CO2 Gas Pressure Low Fault& 。
(R186.BIT2)
可能PS701(PLC MOD3 B2)低于60PSI。
1)N2气压力低。
2)N2气管没接好,或气瓶没打开。
解决方法:
1)检查调节阀,更换N2气瓶。
2)N2气管接好或阀门打开。
注意:本警告只显示5分钟,如果在这个时间内问题没解决,激光器将自动关闭,显示&MCR 002 N2 Gas Pressure Low Fault& 。
可能PS 703(PLC MOD3 B3)气体压力低于60PSI。
1)&&&&&&&&&&&&& He气压力低。
2)&&&&&&&&&&&&& He气没接好,或阀门没打开。
解决方法:
1)&&&&&&&&&&&&& 检查压力调节阀,更换He气瓶。
2)&&&&&&&&&&&&& 接好He气管,打开阀门。
注意:本警告只显示5分钟,如果在这个时间内问题没解决,激光器将自动关闭,显示&MCR 003 HeGas Pressure Low Fault& 。
可能真空泵运行1000小时没换油。
解决方法:
1)更换真空泵油并且在操作界面进入F4(MAINT),选择TIMER,再选择VAC PUMP OIL CHANGE TIME 然后复位。
1)可能涡轮机需要维护,涡轮机运行6000小时,必须要更换轴承,涡轮机运行16000小时之后必须由厂家专业人员维修。
解决方法:
由涡轮机运行总的时间来适当调整,按F4 MAIT,选择TIMER,再选择TURBINE MAINTENANCE TIME,然后复位。
(R186.BIT6)
可能回充激光器的时间超过8分钟。
1)激光器泄漏较大。
2)混气装置没工作。
3)气体没打开。
(R186.BIT7)
可能真空泵抽真空时间太长,达不到4tor。
1)真空泵可能没工作。
2)激光器漏气。
解决方法:
1)检查真空泵。
2)检漏,执行真空测试,然后抽真空。
(R186.BIT8)
注意:本延时已编入PLC程序中,以防止软启动损坏变频器,一旦主接触器通电,PLC在30秒内不允许主接触器再通电。
1)可能主接触器在30秒之内被通电。
解决方法:
1)在重新给主接触器通电之前要等待30秒钟。
(R186.BIT9)
1)&可能高压电源出故障或操作者把高压关掉。
注意:如果高压电源关闭或故障,PLC只能重新延时45秒钟。
解决方法:在启动高压电源之前等待45秒钟。
,NOT IN PRESSURE WINDOW(R186.BIT10)
可能是放电管压力不在工作范围内,或高或低,由PLC设定的放电管工作压力超出范围。
1)激光器的真空泵泄漏。
2)&激光器的真空泵没抽真空,或没回充。
解决方法:
1)排除真空泵漏气,执行漏气比测试。
2)激光器抽真空,或回充气体。
(R186.BIT11)
1)可能BEAM ON指令使能,但是高压指令没有使能。
2)可能高压电源已出故障,但是BEAM ON指令仍然给着。
解决方法:
1)关闭BEAM ON指令,复位,然后重新启动高压电源,给上BEAM ON指令。
(R186.BIT12)
1)可能高压被PLC保护。
解决方法:
1)去掉高压使能指令。
2)高压复位,等待45秒钟。
3)&给高压使能指令。
,CLOSE SHUTTER(R186.BIT13)
1)可能高压被PLC保护,因为光闸打开了。
注意:因为PLC不允许光闸在打开的位置时上高压。
解决方法:
1)&&&&&&&&&&&&& 关闭高压指令。
2)&&&&&&&&&&&&& 关闭光闸。
3)&&&&&&&&&&&&& 高压复位,等待45秒钟再上高压。
激光器MCR故障信息
(R182.BIT1)
可能原因:
PS702(PLC MOD3 B1)压力低于60PSI超过5分钟。
1)&CO2气压低。
2)&CO2气管没接好,或没打开阀门。
解决方法:
1)&检查压力调节阀,更换CO2气瓶。
2)&接好CO2气管,打开阀门。
3)&在显示面板上清除报警信息。
(R182.BIT2)-N2压力故障
可能PS 701(MOD3 B2)压力低于60PSI超过5分钟。
1)&&&&& N2气压力低。
2)&&&&& N2气没接好,或没打开阀门。
解决方法:
1)&检查压力调节阀,更换N2气瓶。
2)&接好N2气管,打开阀门。
3)&在显示面板上清除报警信息。
(R182.BIT3)
可能PS 703(PLC MOD3 B3)压力低于60PSI超过5分钟。
1)&&&&& He气压力低。
2)&&&&& He气没接好,或阀门没打开。
解决方法:
1)&检查压力调节阀,更换气瓶。
2)&接好He气管,打开阀门。
3)&在显示面板上清除报警信息。
(R182.BIT4)
可能涡轮机启动之后在90秒钟内没有达到速度(变频器没达到380HZ)。
注意:这个故障激光器将自动重新启动一次,如果变频器达不到380HZ在90秒钟之后,激光器将停止。
1)&涡轮机有电气或机械问题。
2)&变频器有电气问题或程序错误问题。
3)&滤波器2有电气问题。
4)&气体混合器或真空泵有漏气问题。
警告:在维修CP4000激光器之前,一定要确认(主断路器MCB1)电源是断开的。用接地棒对放电通道的所有电极对地放电,以免对人体或心脏造成伤害。
解决方法:
1)检查并确认CB1(变频器驱动/涡轮机断路器)是不是跳闸。
检查CB1互相输出是否正确。
2)检查确认涡轮机电机有没有损坏:首先,拆下313L1,313L2,313L3和滤波器2到涡轮机的地线,检查两相之间(读数大约是0.2&O-0.3&O),检查相线与地线(应当至少1.4M&O)。
3)&&&&& 检查频率驱动程序是否正确。
4)&&&&& 换一下滤波器2。
5)&&&&& 换一下变频器。
6)&&&&& 换一下涡轮机。
7)&&&&& 清除显示器的报警。
(R182.BIT5)
可能主接触器(CON1)没吸合。
1)&24V直流电源没工作。
2)&安全断电器条件不饱满。
3)&钥匙开关没打开。
4)&PLC MOD3的A12没接通。
5)&主接触器辅助触点接到PLC上不正确。
警告:在维修CP4000激光器之前,一定要确认激光器的主断路器MCB1是断开的,然后用放电棒对所有放电通道的电极对地放电,以免造成身体或心脏的损伤。
解决方法:
1)&检查直流24V电源的输出。
2)&确认CNC和机箱的急停按钮是否拉出来。
3)&确认CNC主电源钥匙开关 1、光闸钥匙开关 2和主电源钥匙开关3是否合上。
4)&检查安全回路和急停回路的线。
5)&PLC MOD3的A12检查直流24V和CON1上的38号线(主接触器)。
6)&检查辅助触点(13针和14针)和34号线(从14针)到PLC MOD3,B5是否正确。
7)&清除面板上的报警。
(R182.BIT6)
可能真空泵断路器(CB2)跳闸或接触器(CON2)没吸合。
1)&24V直流电源没工作。
2)&安全断电器没满足条件。
3)&钥匙开关没合上。
4)&PLC MOD3的A16没有输出。
5)&从真空泵断路器的线或接触器(CON2)到PLC的线是否正确。
解决方法:
1)&检查真空泵断路器(CB2)。
2)&检查24V直流电源输出。
3)&确认CNC和急停按钮是否拉出。
4)&确认CNC主电源钥匙 1、光闸钥匙开关2和主电源钥匙3是否合上。
5)&检查安全回路和急停回路线。
6)&检查PLC MOD3的A16的24V直流输出和CON2(真空泵接触器)50A。
7)&检查真空泵接触器(13和14针)CON2和36号线(从14针)到PLC MOD3 B6。
8)&清除显示器故障报警。
(R182.BIT7)
1)&可能变频器/涡轮机的断路器(CB1)跳闸。
2)&TB2 3A没有24V直流电压。
3)&从TB2 3A断路器上到PLC的线是否接好。
解决方法:
1)&检查变频器断路器(CB1)。
2)&检查TB2 3A是否有直流24V电压。
3)&检查TB2接线端子3A到断路器CB1(13和14针)到PLC MOD3 B7。
4)&清除显示面板报警。
(R182.BIT8)
注意:该报警是MCR 004报警的扩展,超出涡轮机最大启动时间,重新启动激光器。激光器已重新启动并涡轮机仍然不能在90秒之内达到380HZ。
1)&可能涡轮机电气或机械方面的问题。
2)&变频器的电气问题或启动程序不正确。
3)&滤波器2有电气问题。
解决方法:
1)&检查确认CB1(变频器断路器)是否跳闸,检查CB1三相输出是否正确。
2)&检查涡轮机电机是否损坏:首先,断开313L1,313L2,313L3和涡轮机地线到滤波器2的线,检查两相之间的电阻(读数大约0.2&O-0.3&O)检查相线与地线之间的阻抗(至少是1.4M&O)。
3)&检查驱动频率是否正确。
4)&换一个滤波器2。
5)&换一个变频器。
6)&换一个涡轮机。
7)&清除显示器的报警。
(R182.BIT9)
断路器跳闸报警。
1)&可能空气开关CB6跳闸。
2)&TB2 3针接线CB6,CB4,CB5到PLC MOD5 B9开路。
3)&TB2 3针没有24VDC。
解决方法:
1)检查断路器CB6是否断开。
2)检查TB2 3针的24VDC。
3)检查TB2 3针到辅助触点CB6(113和114)辅助触点CB4(113和114)辅助触点CB5(113和114)到PLC MOD3 B9是否正确。
(R182.BIT10)
1)&可能机箱的门没关好。
2)&24VDC门开关(SW1)断开。
3)&TB2 3D通过门开关到PLC线开路。
解决方法:
1)&确认三个门开关是闭合的。
2)&检查在TB2 3D 24VDC。
3)&检查TB2 D3通过门开关到PLC MOD3 B12连线。
4)&清除显示器的报警。
(R182.BIT11)
1)&可能变频器的控制继电器没有电(变频器内部报警并关闭)。
2)&变频器的断路器(CB1)跳闸。
3)&TB2 5D没有24VDC。
4)&从TB2 5D通过变频器的控制继电器到PLC MOD3 B13的线开路。
解决方法:
1)&检查变频器本身的运行(检查报警信息,参阅变频器资料)是否有必要更换变频器。
2)&检查变频器的断路器(CB1)。
3)&检查TB2 5D的24VDC。
4)&检查TB2 5D通过变频器控制继电器到PLC MOD3 B13线。
5)&清除显示面板的报警。
(R182.BIT12)
1)&可能水流量低于5LPM。
2)&水流量显示器PCB工作不正常。
3)&8个通道模拟多路混合器的PCB有故障。
4)&水流量监视器PCB和多路混合器PCB之间开路。
解决方法:
1)&用外部流量计检查水流量监视器。
2)&更换水流监视器的PCB。
3)&更换8通道多路混合器的PCB。
4)&检查电缆13号线(水流监视器PCB和8通道多路混合器)140,141,142,143。
5)&清除显示面板报警。
(R182.BIT13)
可能的情况:安全继电器(SRL1)是否确实通电。
1)&24VDC电源没工作。
2)&安全回路是否满足条件。
3)&钥匙开关是否打开。
4)&急停回路1和2是否满足条件。
5)&PLC MOD3的输出A12,A14或A16是否有电。
6)&安全继电器SRL1到PLC MOD4的线是否开路。
7)&SRL1安全继电器故障。
解决方法:
1)&检查SRL1的LED,CH1和CH2是否绿灯亮(CH1和CH2的继电器是否有电)。
2)&检查24VDC电源。
3)&确认CNC和机箱的急停按钮是否拉出。
4)&确认CNC主电源钥匙开关1、光闸钥匙开关2和主电源钥匙开关3是否合上。
5)&检查安全回路和急停回路的接线。
6)&检查24VDC输出PLC MOD3的A12、A14、A16。
7)&检查SRL1安全继电器69号线和42针到PLC MOD4 A10的接线。
8)&更换SRL1。
9)&清除显示报警。
(R182.BIT14)
可能机箱温度超过45&C。
1)&机箱温度传感器失灵。
2)&RTD PCB四芯电缆故障。
3)&8通道模拟多路混合器失灵。
4)&RTD PCB四芯电缆到多路混合器PCB故障。
5)&多路混合器PCB到PLC故障。
解决方法:
1)&用探测器检查机箱温度。
2)&更换RTD104机箱温度探头。
3)&更换RTD PCB。
4)&更换多路混合器PCB。
5)&检查电缆30(从RTD PCB到多路混合器)307和308号线。
6)&检查45和46(多路混合器的J101到PLC MOD2的A11和A12)。
7)&清除报警。
(R182.BIT15)
1)&可能涡轮机的电机温度超过85&C。
2)&RTD PCB故障。
3)&8通道多路混合器故障。
4)&从RTD PCB到多路混合器的线故障。
5)&从多路混合器到PLC的接线故障。
6)&涡轮机轴承需要更换。
解决方法:
1)&检查温度传感器的接线。
2)&更换RTD PCB。
3)&更换8路多通道混合器。
4)&检查30号电缆(从RTD PCB到混合器)301和302号线。
5)&检查45和46号线(多路混合器的J101到PLC MOD2 A11和A12)。
6)&更换涡轮机轴承。
7)&清除报警。
(R182.BIT16)-涡轮机轴承温度故障
可能涡轮机轴承温度超过50&C。
1)&涡轮机轴承温度传感器失灵或接线松了。
2)&RTD PCB故障。
3)&8路混合器失灵。
4)&RTD PCB到混合器接线故障。
5)&混合器到PLC接线故障。
6)&涡轮机轴承需要更换。
解决方法:
1)&检查RTD 302涡轮机轴承温度传感器接线。
2)&替换QUAD RTD PCB。
3)&替换8路混合器。
4)&检查30号电缆(从QUAD RTD PCB到混合器)303和304号线。
5)&检查45和46号线(混合器的J101到PLC MOD2 A11和A12)。
6)&更换涡轮机轴承。
7)&清除报警。
(R183.BIT1)-涡轮机气体温度故障
可能气体温度超过120&C。
1)&涡轮机气体温度传感器失灵。
2)&热交换器需要清洗或热交换器堵塞。
3)&QUAD RTD PCB故障。
4)&8路混合器失灵。
解决方法:
1)&更换涡轮机气体温度传感器RTD301。
2)&清洗或更换涡轮机热交换器。
3)&更换QUAD RTD PCB。
4)&更换多路混合器PCB。
5)&清除报警。
(R183.BIT2)-水温过高故障
可能激光器水温超过25&C。
1)&水冷机故障。
2)&水温传感器故障。
3)&水监测器PCB失灵。
4)&8路混合器PCB故障。
5)&水监测器PCB和混合器PCB接线或混合器和PLC坏了。
6)&激光器水管堵塞。
7)&热交换器需要清洗或更换。
8)&两端板或镜座堵塞。
9)&高压电源故障或内部水管堵塞。
解决方法:
1)&检查水冷机的水温,检查水冷机自身运行。
2)&更换水温RTD131。
3)&更换水温监测器或8通道混合器。
4)&检查电缆13号(在水温监测器PCB和混合器)140和141线。
5)&检查45和46号线(在混合器和PLC MOD2 A11和A12)。
6)&更换堵塞的水管。
7)&清洗或更换热交换器。
8)&清洗端板和镜座。
9)&检查高压电源本身温度及通过高压电源的流量。
10)清除报警。
(R183.BIT3)-主接触器故障
可能主接触器(CON1)没吸合。
1)&24V直流电源没工作。
2)&安全继电器没满足条件。
3)&钥匙开关没合上。
4)&PLC MOD3的A12没有输出。
5)&主接触器的辅助触点到PLC的线没接好。
解决方法:
1)&检查24V直流电源的输出。
2)&确认CNC和机箱急停按钮拉出来。
3)&确认CNC主电源钥匙开关1、光闸钥匙开关2和主电源钥匙开关3闭合。
4)&检查安全回路和急停回路的接线。
5)&检查PLC MOD3的A12输出和主接触器CON1的38号线。
6)&检查辅助触点(13和14脚)和34号线(14脚)到PLC MOD3 B5。
7)&清除报警。
(R183.BIT4)-真空泵接触器故障
可能真空泵断路器(CB2)跳闸,或接触器(CON2)没吸合。
1)&24V直流没工作。
2)&安全继电器没满足条件。
3)&钥匙开关没合上。
4)&PLC MOD3的A16没输出。
5)&真空泵断路器(CB2)或接触器(CON2)到PLC接错误。
解决方法:
1)&检查真空泵断路器(CB2)。
2)&检查24VDC输出。
3)&确认CNC和急停按钮被拉出。
4)&确认CNC主电源钥匙开关1、光闸钥匙开关2和主电源钥匙开关3合上。
5)&检查安全回路和急停回路接线。
6)&检查PLC MOD3 A16的24VDC和在CON2(真空泵接触器)的50A线。
7)&检查真空泵接触器CON2的13脚、14脚和36号线(从14脚)到PLC MOD3 B6。
8)&清除报警。
(R183.BIT6)-最大工作压力故障
可能激光管的压力超过了由PLC设定的100 torr的最大压力。
1)&压力传感器失灵。
2)&PLC MOD4失灵。
3)&压力调节电磁阀(SOL201和SOL200)故障。
4)&从PLC到压力调节电磁阀接线故障。
解决方法:
1)&更换压力传感器。
2)&查找故障或更换PLC MOD4。
3)&查找故障或替换压力电磁阀(SOL201和SOL200)。
4)&检查从PLC MOD4 A16(201号线)PJ201和压力调节TB2.16C和16D的接线。
5)&清除报警。
(R183.BIT7)-急停故障
可能安全继电器(SRL1)没有电。
1)&24VDC没工作。
2)&安全回路没满足条件。
3)&钥匙开关没合上。
4)&急停回路1和2没满足条件。
5)&PLC MOD3的A12 A14或A16没有输出。
6)&从SRL1安全继电器到PLC MOD4接线断开。
7)&SRL1安全继电器故障。
解决方法:
1)&释放急停按钮。
2)&检查SRL1、 CH1和CH2上的绿灯是否亮了(如果亮了说明继电器有电)。
3)&检查24VDC。
4)&检查CNC和机箱急停按钮确实拉出。
5)&确认CNC主电源钥匙开关1、光闸钥匙开关2、主电源钥匙开关3合上。
6)&检查安全回路和急停回路接线。
7)&检查PLC MOD3的A12、A14、A16的24VDC。
8)&检查SRL1安全继电器的42脚、69号线到PLC MOD4的A10。
9)&替换SRL1。
10)清除报警。
(R184.BIT1)-光闸温度光闸
可能光闸反光镜或收光器温度开关超过60&C。
1)&光闸反光镜温度超过60&C。
2)&收光器温度超过60&C。
3)&通过反光镜或收光器的水流量不足。
4)&反光镜或收光器温度开关失灵。
5)&光闸装置和PLC之间的接线故障。
解决方法:
1)&PLC MOD3 B10指示灯是否点亮,检查光闸反光镜(TAS406)和收光器(TAS410)的温度开关。
2)&检查通过反光镜和收光器的水流量。
3)&检查TB2.4A脚24VDC。
4)&检查从TB2.4A脚(24V)通过温度开关、输出线405到PLC MOD3 B10接线。
5)&清除报警。
(R184.BIT2)
1)&可能导光管位置不对或微动开关失灵。
2)&光闸装置与PLC之间接线故障。
解决方法:
1)&检查导光管座或检查微动开关的连续性。
2)&检查TB2.4B脚的24VDC。
3)&检查TB2.4B脚通过光闸盖开关和导光管开关接线、输出线(404)到PLC MOD3.B11的24VDC。
4)&清除报警。
(R184.BIT3)-电源故障
可能:高压电源BAC25发给激光器的PLC故障信息。
解决方法:
1)&确定高压电源故障的原因并纠正。
2)&高压电源复位并清除报警。
(R184.BIT4)-变压器油箱温度故障
可能高压电源油箱温度超过70&C的极限温度。
1)&油箱温度超过70&C。
2)&通过油箱的水流量不充分。
3)&高压电源油箱的温度开关失灵。
4)&高压油箱和PLC之间的接线故障。
解决方法:
1)&用外部探测器检测油箱的温度。
2)&检查通过油箱的水流量。
3)&检查TB2.5B的24VDC。
4)&检查从高压电源到PLC MOD3 B16的503号线。
5)&更换温度开关TAS1。
6)&清除报警。
(R184.BIT5)-
可能有一个或几个放电管放电不平衡或过压报警。
1)&高压电源故障。
2)&某个放电管漏气。
3)&放电管或放电通道不正常。
4)&放电通道监测器有故障。
解决方法:
1)&检查放电通道监视器PCB LED哪个有故障。
2)&有故障的通道和无故障的通道交换,高压电源复位,再给上高压电源,观察出问题的通道是否移到另一个通道上(如果故障移到新的通道上就是高压电源的问题,如果故障仍然在原来的通道上,就是放电通道本身的问题)。
3)&隔离并修理高压电源。
4)&检漏并修理。
5)&更换放电管。
6)&更换通道监测器PCB。
7)&清除报警。
(R184.BIT6)-腔压故障
可能腔压超过高压放电75-110torr的范围。
1)&压力传感器失灵。
2)&压力调节电磁阀(SOL201、SOL200)有故障。
3)&真空泵故障。
4)&PLC 故障。
解决方法:
1)&替换压力传感器。
2)&排除或替换电磁阀。
3)&更换真空泵。
4)&排除或替换PLC。
(R184.BIT7)
可能高压锁住之后涡轮机到380Hz。
1)&涡轮机有电气或机械故障。
2)&变频器有电气问题或程序错误。
3)&滤波器2有电气问题。
解决方法:
1)&检查CB1(变频器断路器)是否跳闸,检查CB1三相电源是否正确。
2)&检查涡轮机电机是否损坏,首先断开313L1、313L2、313L3和滤波器输出端的地线,检查两相线之间阻抗(读数应当大约0.2W-0.3W),检查相线与地线之间的阻抗(读数至少应当1.4MW)。
3)&检查频率驱动程序是否正确。
4)&更换滤波器2。
5)&更换变频器。
(R184.BIT8)
可能PLC打开/关闭光闸指令后300msec,光闸装置的接近开关与PLC逻辑不匹配。
1)&光闸装置失灵。
2)&PLC MOD4失灵。
解决方法:
1)&检查光闸装置本身的动作。
2)&&& 维修或替换PLC MOD4。
(R184.BIT9)-光闸动作超时故障
可能光闸打开/关闭指令300mses之内光闸不动作。
1)&光闸装置失灵。
2)&PLC MOD4失灵。
解决方法:
1)&检查光闸装置本身。
2)&维修或更换PLC MOD4。
(R184.BIT10)-水温过低故障
可能水温低于15&C。
1)&水冷机故障。
解决方法:
1)&检查水冷机。
2)&清除报警。
(R184.BIT11)
可能PLC同时接受光闸打开/关闭信号。
1)&检查光闸装置。
2)&维修或更换PLC MOD4。
(R184.BIT12)-功率监控故障
可能输出功率超过或低于监视器窗口设定的范围,操作界面F4修改。
1)&激光输出功率上升或下降。
解决方法:确定为什么输出功率波动。
(R184.BIT13)-空气压力故障
可能空压机压力低于60psi。
1)&空压机故障或没连到激光器上。
2)&压缩空气开关到PLC的接线故障。
解决方法:
1)&检查空压机工作,确保连到激光器上。
2)&检查TB2 2D脚24VDC。
3)&检查压缩空气开关PS704(704线号)到PLC MOD3.B4的接线。
4)&清除报警。
(R184.BIT14)-断路器故障
1)&可能高压电路断路器跳闸。
2)&从高压电路短路器到PLC接线问题。
解决方法:
1)&检查高压断路器CB3。
2)&检查TB2 3B脚24VDC。
3)&检查从CB3的37号线到PLC MOD3的B7。
4)&清除报警。
(R185.BIT1)-光闸逻辑故障
可能PLC同时接受光闸打开和关闭指令。
1)&光闸装置失灵。
2)&PLC MOD4失灵。
解决方法:
1)&检查光闸装置。
2)&维修或更换PLC MOD4。
(R185.BIT2)-空气压力故障
可能空气压力低于60psi。
解决方法:
1)&检查空压机。
2)&设定混气装置空气压力调节阀。
3)&清除报警。
(R185.BIT3)-功率监测器故障
可能输出功率超出或低于监视器窗口设定的范围,在操作界面F4维修栏。
1)&激光输出功率或高或低。
解决方法:
1)&确定为什么输出功率波动。
(R185.BIT4)-光闸状态故障
可能PLC打开/关闭光闸指示300msec以后,光闸的微动开关与PLC逻辑不匹配。
1)&光闸装置失灵。
2)&PLC MOD4故障。
解决方法:
1)&检查光闸装置。
2)&维修或替换PLC MOD4。
(R185.BIT5)-光闸动作超时故障
可能光闸打开或关闭指令在300mise内没动作。
1)&光闸装置故障。
2)&PLC MOD4故障。
解决方法:
1)&检查光闸装置。
2)&维修或替换PLC MOD4。
(R185.BIT6)-防护罩联锁故障
可能机箱门开了。
1)&机箱门开了。
2)&PJ3(CNC接口)401A或400A 13脚、14脚开了。
解决方法:
1)&关好机箱门。
2)&检查J3的401A或400A。
(R187.BIT1)-电池电量低
可能PLC电源能量降低了。
解决方法:更换电池。
(R187.BIT2)-硬件问题
可能PLC硬件故障。
解决方法:更换PLC模块。
(R187.BIT3)-配置失当
向CONVERGENT PRIMA求援。
(R187.BIT4)-内存破坏
向CONVERGENT PRIMA求援。
(R187.BIT5)-不可恢复的软件错误
向CONVERGENT PRIMA求援。
高电平表示正常、低电平则为报警或错误。
13主激光器钥匙没开
给激光启动顺序指令以后,主激光钥匙开关没闭合。
14变频器错误
涡轮机的变频器给PLC发出了失败的条件。
15指令不执行
超过达到低真空的时间
如果在5分钟之内没抽到4torr出现报警,真空泵不关闭产生报警。
超过最大回充时间
如果回充时间超过2分钟产生报告,该次回充电磁阀关闭,防止不必要的N2。
如果想要回充复位后再做一次,如果漏气比较大或N2气管堵塞也报警。
主接触器延时
为了防止涡轮机的变频器软启动电阻损坏,变频器1分钟之内启动不能多于两次。
为了防止这样情况的发生,PLC限制主接触器在30秒之内再次闭合即延时报警。
预热期间光闸打开
激光器预热期间光闸不允许打开,如果给光闸打开指令将报警。
超出压力范围时发高压指令
当激光器超出正常工作压力时发高压指令即激活该报警。
高压关闭时发&出光&指令
当高压关闭时发&出光&指令,该报警激活。
光闸开启上高压
为了帮助测试及排除故障,光闸在任何时间都可以打开或关闭,但是光闸开启时,不允许上高压。当光闸打开时发高压指令即激活该报警。
循环高压指令
如果在正常工作期间出现光闸故障,PLC将关断高压和光闸以保护激光器,因为在CNC控制的情况下,激光器本身没有能力去除,为了安全起见,以防止任何意外光闸工作,故障清除以后,光闸指令必须去掉。如果故障清除以后用户没去掉光闸指示即激活该报警。
循环高压指令
在正常工作期间如果高压或光闸出现故障,PLC将保护激光器关闭高压电源,因为在CNC控制下,高压指令不能取消,为了安全起见,以防止任何意外发生,如果故障清除以后,操作者没取消高压指令即出现该报警。
-37针公插头针脚信号定义
该信号报告气压故障,如果气}

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