なぜレーザー切断の際にTRAのキャリブレーションが必要なのでしょうか？

レーザー切断システムにおいて、トラッキング制御アセンブリ（TRA）は切断ヘッドの動的追跡と調整を可能にする重要な構成要素です。通常、ノズルと被加工物表面との距離をリアルタイムで監視するために、静電容量式またはレーザーセンサーを内蔵しています。これにより、切断ヘッドの高さを自動調整します。TRAの主要な機能は切断中に焦点位置を安定させることであり、これは三次元曲面や凹凸のある板材を加工する際に特に重要です。 ‌

レーザー切断におけるTRAセンサーの役割

H 高さ追従制御 :加工物の形状が変化したり、表面に凹凸が生じた場合、TRAセンサーはこれらの変動を自動的に検出し、それに応じて切断ヘッドの高さを調整します。これにより、加工物表面との最適な距離が維持され、一貫した切断品質が保証されます。

衝突検出および保護： 切断ヘッドの高速位置決め中、TRAセンサーは衝突センサーとして機能します。切断ヘッドが加工物やその他の障害物と衝突した場合、直ちに衝撃を検知し、自動シャットダウン機能を起動します。これにより、切断ヘッドや工作機械への高価な機械的損傷を防ぎ、メンテナンスコストや停止時間を削減できます。

温度監視： 一部のTRAセンサーはノズルなどの部品の温度をリアルタイムで検出でき、関連部品が適切な温度範囲内で動作することを確認できます。これにより、安定した静電容量を確保し、正確な高さ追従と切断プロセスの安定性を実現します。

切断品質監視： レーザー出力や切断速度などのパラメーターをプロセス中に追跡することで、TRAセンサーはデータに基づいた品質管理を支援します。これにより、材料の過熱や継ぎ目が広がるなどの潜在的な問題をオペレーターがすばやく検出でき、切断精度と製品の一貫性を高めるための適切なタイミングでの調整が可能になります。

なぜTRAセンサーをキャリブレーションするのか

TRAセンサーのキャリブレーションは、正確な検出データを確保し、データのずれによる品質劣化や装置の損傷を防ぎ、レーザー切断の安定性を維持するために不可欠です。

1. 高い追跡精度を確保すること

TRAセンサーの主な機能は、切断ヘッドと被加工物表面との間の距離を制御することです。センサーがキャリブレーションされていない場合、検出された距離が実際の距離とずれる可能性があり、その結果レーザーの焦点がずれる原因となります。焦点のずれは、完全に切断できない、切断幅が広すぎる、または被加工物の表面が焼けるなどの問題を直接引き起こし、切断精度および完成品の品質に大きく影響します。

2. 衝突検出の信頼性を維持する

衝突検出機能は、センサーが力または変位を正確に識別できるかどうかに依存しています。長期間使用後、センサーのトリガー閾値がドリフトする可能性があり、キャリブレーションを行わないと衝突に対して鈍感になったり誤作動を起こしたりする恐れがあります。鈍感になると、切断ヘッドがワークに衝突しても機械が停止せず、装置の損傷につながる可能性があります。一方、誤作動は切断プロセスを頻繁に中断させ、生産効率を低下させる原因となります。

3. 補助監視パラメーターの有効性を確保する。  

一部のTRAセンサーは、安定した動作を確保するために温度や静電容量などの補助パラメータを監視する必要があります。温度または静電容量の検出値が未キャリブレーションによりずれると、高さ追随アルゴリズムの判断に干渉し、切断プロセスが不安定になります。例えば、静電容量の値が正確でない場合、曲面ワーク上で切断ヘッドが頻繁に上下動し、一定の切断距離を維持できなくなります。

4. エージングおよび環境要因への補償

センサーの性能は時間の経過や環境の変化によって劣化します。長期間の振動、粉塵の付着、温度・湿度の変化により、センサーの精度が低下する可能性があります。定期的なキャリブレーションにより、これらの外部要因やエージングによる誤差を修正でき、センサーを常に最適な作動状態に保つことができます。

TRAセンサーのキャリブレーションが必要かどうかを判断する方法

TRAセンサーのキャリブレーションが必要かどうかを判断するために、システムは3つの主要な指標を識別します：切断性能の異常、デバイスのアラーム表示、および定期メンテナンスサイクル。これらの条件のいずれかが発生した場合、トラブルシューティングのためにキャリブレーションを優先すべきです。

1. 切断品質の異常

切断品質はセンサー状態の最も直接的なフィードバックです。以下の問題が発生した場合は、まずキャリブレーションを検討する必要があります：切断が貫通していない、または切断ギャップが広すぎる。これは、切断ヘッドとワークピース間の距離が理想値からずれ、レーザー焦点位置が誤っていることに起因し、センサーの高さ検出が正確でない場合に一般的です。ワークピース表面が焼けたりスラグが付着したりする：切断ヘッドが低すぎ、レーザーエネルギーが集中しすぎているか、高さ検出の遅れによって位置ずれが生じています。曲線や不規則な形状の部分で切断精度が悪い：センサーがワークピースの輪郭に対して適切に反応できておらず、リアルタイムで正しい高さに調整できていません。

2. システムのアラートやメッセージは明確な信号を示しています。

以下のいずれかの状況が発生した場合は、直ちに点検およびキャリブレーションを行ってください。「高さ追跡異常」アラームは、センサーが高さデータと実際の値の偏差が設定されたしきい値を超えたことを検出した場合にトリガーされ、システムがエラーを報告します。

誤検知または検知漏れ：システムがワークピースに接触していないのにアラームを発動して停止する（誤作動）、あるいは衝突を検出せずに停止する（検知失敗）場合、衝突検出のしきい値にドリフトが生じていることを示しています。

温度／静電容量パラメーターアラーム：一部のセンサーが温度および静電容量の値に異常を検出しました。ハードウェア上の問題をトラブルシューティングした後でも問題が解決しない場合、最も可能性が高い原因は無効なキャリブレーションデータです。

3. 定期的なメンテナンスおよび使用状況に基づいて判断してください

明らかな異常がなくても、以下の状況では定期的なメンテナンスおよび使用状況に基づき、強制的にキャリブレーションを行う必要があります：

キャリブレーション周期に達したとき： 機器の取扱説明書の要件によると、通常3〜6か月ごと、または一定の運転時間（例：1000時間）後に強制的なキャリブレーションが必要です。

主要部品を交換した後 切断ヘッド、センサープローブ、ノズルセラミック本体などの部品を交換した後は、以前のキャリブレーションデータが無効となり、再キャリブレーションが必要です。

環境や材料に大きな変化があった場合： 長期間高塵埃・高湿度環境で作業する場合、または異なる厚さや材質のワーク間で切り替える場合は、新しい状況に合わせて再キャリブレーションを行ってください。

TRAセンサーの故障が検出された場合、どのような対応が可能ですか？

TRAセンサーの故障が検出された場合、以下の2つの解決策があります：

1. センサーをサービスセンターに送り修理を依頼する；

2. 新しいものを購入する TRAセンサー

Raysoarは、アマダ、Trumpf、Precitecなどの主要ブランドのTRAセンサーにおいて、ボディ交換、ねじ部損傷、ピン折れ修理、絶縁座の損傷、回路基板交換など、センサー故障の修理サービスを提供しています。

修理が不可能である場合、または修理費用が新品交換よりも高くなる場合は、正しい対応として交換を行うべきです。センサータイプを確認し、互換性のある製品を見つけてください。 Raysoarは大多数を供給しています TRAセンサー  市場における主要ブランドのレーザー切断機に対応しています。