Применение и внедрение лазерной режущей машины части.2

1) ключевые технологии

Существует два типа технологии лазерной резки:

Во-первых, это импульсный лазер, применяемый к металлическим материалам.

Второй - непрерывный лазер для неметьельных материалов, последний является важным применением технологии лазерной резки.

Несколькими ключевыми технологиями лазерной режущей машины являются интегрированная технология света, машины и электричества. В лазерной режущей машине параметры лазерного луча, производительность и точность машины и nc system непосредственно влияют на эффективность и качество лазерной резки. Специально для деталей с более высокой точностью резки или большей толщины, следующие ключевые технологии должны быть освоимы и решены:

Технология управления положением фокусировки:

Одним из преимуществ лазерной резки является высокая плотность энергии луча, как правило, 10W/cm2. Так как плотность энергии обратно пропорциональна площади, диаметр фокусного пятна должен быть как можно меньше, чтобы произвести узкую щель. В то же время диаметр фокусного пятна также пропорционален фокусной глубине объектива. Чем меньше фокусная глубина фокусировки объектива, тем меньше диаметр фокусного пятна. Однако, если объектив слишком близко к заготовке, объектив будет поврежден легко. Таким образом, фокусное расстояние 5 "7,5" (127-190 мм) широко используется в промышленном применении высокомощной лазерной режущей машины CO2. Фактический диаметр пятна фокуса составляет от 0,1 до 0,4 мм. Для высококачественной резки, эффективная глубина фокусировки также связана с диаметром объектива и материала, который будет сокращен. Например, 5 объектив используется для резки углеродной стали, фокусная глубина находится в пределах 2% от фокусного расстояния, то есть около 5 мм. Таким образом, фокус управления очень важен по отношению к положению вырезать поверхность материала. Опасения по поводу качества резки, скорость резки и другие факторы, в принципе, 6 мм металлический материал, сосредоточиться на поверхности;6 мм углеродной стали с акцентом на поверхности;6mm нержавеющей стали с фокусом ниже поверхности. Конкретный размер определяется экспериментом.

Существует три простых способа определения направленности в промышленном производстве:

(1) метод печати: сделать резки головки двигаться сверху вниз, и печать лазерного луча на пластиковой пластине. Точка с наименьшим диаметром печати является фокусом.

(2) метод наклонной пластины: пластиковая пластина, расположенная на углу с вертикальной оси используется, чтобы вытащить его горизонтально, чтобы найти наименьшее место лазерного луча в качестве фокуса.

(3) синий метод искры: удалить сопло, удар воздуха, импульсный лазер на пластине из нержавеющей стали, так что резки головой сверху вниз движения, пока крупнейший синий искры в качестве фокуса.

Для режущей машины траектории полета размер луча перед фокусировкой отличается из-за дивергенции угла луча, длины ближнего конца и дальнего конца времени резки. Чем больше диаметр луча инцидента, тем меньше диаметр фокусного пятна. Для того, чтобы уменьшить изменение размера фокусировки, вызванное изменением размера пучка перед фокусировкой, производители лазерных систем резки в стране и за рубежом предоставляют некоторые специальные устройства для пользователей, чтобы выбрать:

(1) параллельная световая трубка. Это распространенный метод, то есть, параллельная оптическая трубка добавляется к выходу конца CO2 лазера для расширения пучка. После расширения луча диаметр луча становится больше, а угол расхождения становится меньше, так что размер луча близок к тому же до проксимального конца и дистального конечного фокуса в пределах диапазона резки.

(2) добавить независимую нижнюю ось движущегося объектива на режущей головке, которая представляет собой две взаимозависимые части с z-оси, контролирующей расстояние между соплом и поверхностью материала (стоять). Когда таблица станка и работает или оптическая ось движется, луч также перемещается от проксимального конца к дистальной f-оси в то же время, так что диаметр пятна после фокусировки луча остается последовательным по всей области обработки. Смотрите рисунок 2.

(3) контролировать давление воды фокусирового зеркала (как правило, металлической отражающей системы фокусировки). Если размер луча перед фокусировкой становится меньше и диаметр фокусного пятна становится больше, давление автоматически контролируется, чтобы изменить кривизну фокусировки, чтобы сделать диаметр фокусного места меньше.

(4) компенсирующая оптическая система траектории в направлениях x и y добавляется к аппарату резки оптических путей полета. То есть при увеличении режущей удаленной оптической траектории компенсационный оптический путь сокращается. Напротив, при уменьшении резки вблизи оптической траектории увеличивается компенсационный оптический путь, чтобы поддерживать согласованную длину оптического пути

2) компоненты

Лазерная система резки машины, как правило, состоит из лазерного генератора, (снаружи) компоненты передачи луча, рабочий стол (машинный инструмент), компьютер численный кабинет управления, кулер и компьютер (аппаратное и программное обеспечение).

(1) основная часть машины: часть машины лазерной резки машины, механическая часть, которая реализует движение топоров X, Y и q, в том числе режущей рабочей платформы. Он используется для размещения заготовки, чтобы быть вырезать и переместить его правильно и точно в соответствии с процедурой управления, как правило, приводится в движение сервопривода.

(2) лазерный генератор: устройство для генерации лазерного источника света. Для использования лазерной резки, за исключением нескольких случаев для использования YAG твердого государственного лазера, большинство из использования высокой электрической оптической эффективности преобразования и может вывести более высокую мощность CO2 газового лазера. Поскольку лазерная резка требует высокого качества пучка, не все лазеры могут быть использованы для резки. Гауссианский режим подходит для лазеров с низким порядком двуокиси углерода значением менее 1500 Вт, 100w-3000w и многорежимными лазерами значением более 3000 Вт.

(3) внешний световой путь: преломляющее зеркало используется для руководства лазером в нужном направлении. Для того, чтобы предотвратить отказ пути луча, все зеркала должны быть защищены защитным покрытием, а для защиты хрусталика от загрязнения должен быть вставлен чистый защитный газ с положительным давлением. Хороший набор линз фокусирует луч света, который не имеет расхождения в бесконечно малых пятен. Обычно 5,0-дюймовый фокусный объектив длины используется.7.5-дюймовый объектив только для материала толщиной в 12 мм.

(4) система численного управления: управление станкоментом для реализации движения оси X, Y и q, а также управление выходной мощностью лазера.

(5) стабилизированный источник питания: подключен между лазером, станок ЧПУ и системой питания. Он в основном играет определенную роль в предотвращении помех со стороны внешней энергосистемы.

(6) резка головки: в основном включает в себя полость, фокусировка сиденья объектива, фокусировка зеркало, емкостной датчик, вспомогательный газ сопла и других частей. Режущая головка вождения устройство используется для привода режущей головки вдоль оси й в соответствии с программой, и она состоит из сервопривода, винт стержня или передач и других частей вождения.

(7) операционный стол: используется для управления рабочим процессом всего режущего устройства.

(8) охладитель воды: используется для охлаждения лазерного генератора. Лазер является использование электрической энергии в легких энергетических устройств, таких как CO2 газа лазерного коэффициента преобразования, как правило, 20%, оставшаяся энергия в тепло. Охлаждение воды несет избыток тепла прочь, чтобы сохранить лазерный генератор работает должным образом. Охладитель также охлаждает внешний светоотражающий отражатель и фокусировка зеркала станка для обеспечения стабильного качества передачи луча и эффективного предотвращения деформации или разрыва объектива из-за высокой температуры.

(9) газовый баллон: включает в себя рабочий средний газовый баллон и вспомогательный газовый баллон лазерной режущей машины, которые используются для пополнения промышленного газа лазерной вибрации и поставки вспомогательного газа для резки головки.

(10) воздушный компрессор и резервуар для хранения воздуха: обеспечивают и хранят сжатый воздух.

(11) сушилка и фильтр охлаждения воздуха: он используется для подачи чистого сухого воздуха на лазерный генератор и луч путь, с тем чтобы сохранить путь и зеркало работает нормально.

(12) выхлопная машина для удаления пыли: вытягивает дым и пыль, образующиеся во время обработки, и проводит фильтрационную обработку, чтобы выбросы выхлопных газов соответствовали стандартам охраны окружающей среды.

(13) slagging машина: устранить остатки материалов и отходов, образующихся во время обработки.

Лазерный:

(1) газовый лазер CO2

С тех пор, как лазерная технология была внедрена для резки металлических листов, на рынке доминировали лазеры CO2. Лазер CO2 требует много энергии, чтобы возбудить молекулы азота, чтобы столкнуться с молекулами CO2 (лазерный газ), заставляя их излучать фотоны, которые в конечном итоге образуют лазерный луч, который прорезает металл. Молекулярная активность в резонаторе излучает тепло, а также свет, требуя системы охлаждения для охлаждения лазерного газа. Это означает, что при охлаждении используется больше энергии, что еще больше снижает энергоэффективность.

(2) волоконный лазер

Машина с использованием волоконного лазера занимает небольшую площадь, а лазерный источник света и система охлаждения также меньше. Нет лазерного газопровода и нет необходимости регулировать объектив. 2kw или 3kw волоконно-оптический лазерный источник света требует только 50% от потребления энергии 4kw или 6kw CO2 лазерного источника света для достижения той же производительности, и это быстрее, потребляет меньше энергии и имеет меньшее влияние на окружающую среду.

Волокно лазер USES твердотельные диоды для насоса молекул в двойной одетой ytterbium-допинг волокна. Возбужденный свет проходит через ядро волокна несколько раз, а затем лазер передается через волокно в фокусировку головы для резки. Поскольку все молекулярные столкновения происходят внутри волокна, лазерный газ не требуется, поэтому требуемая энергия значительно уменьшается - примерно треть энергии co2 лазера. Как меньше тепла производится, кулер может быть уменьшена в размерах. Короче говоря, общее потребление энергии волоконного лазера на 70% ниже, чем у лазера CO2 при той же производительности.

Вектор описывает путь лазера, который является более гладким. Такая лазерная система вырезает край контура пленки крышки аккуратно и кругло, гладко, без заусенцев, без переполнения. Использование плесени и других методов обработки, таких как окно открытия окна будет рядом с заусенцем и переполнения после штамповки, это заусенцев и переполнения после склеивания прокладки очень трудно удалить, будет непосредственно влиять на качество последующего покрытия.