Konečný průvodce CNC laserovým řezacím strojem

Ve srovnání s tradičními procesy oxyacetylenu, plazmy a jinými řezacími procesy je rychlost řezání laserem rychlá, štěrbina je úzká, tepelně ovlivněná zóna je malá, okraj štěrbiny je kolmý a řezná hrana je hladká. Současně existuje mnoho druhů materiálů, které lze řezat laserem, včetně uhlíkové oceli. „Nerezová ocel, legovaná ocel, dřevo, plast, guma, plátno, křemen, keramika, sklo, kompozitní materiály atd. S rychlým rozvojem tržní ekonomiky a rychlým rozvojem vědy a techniky byla technologie laserového řezání široce používána v automobilech, strojích, elektřině, hardwaru a elektrických spotřebičích. V posledních letech se technologie laserového řezání vyvíjí nevídanou rychlostí s roční mírou růstu 15% až 20%. Od roku 1985 rostla moje země tempem téměř 25% ročně. V současné době má celková úroveň technologie laserového řezání v mé zemi stále velký rozdíl ve srovnání s vyspělými zeměmi. Proto má technologie řezání laserem na domácím trhu široké vyhlídky na vývoj a obrovský aplikační prostor.

Během procesu řezánílaserový řezací stroj, paprsek je zaostřen čočkou řezací hlavy do malého ohniska, takže ohnisko může dosáhnout vysoké hustoty výkonu, a řezací hlava je upevněna na ose z. V tomto okamžiku tepelný vstup paprskem daleko přesahuje část tepla odraženého, ​​vedeného nebo rozptýleného materiálem a materiál se rychle zahřeje na teplotu tání a odpařování. Současně se vysokorychlostní proudění vzduchu roztaví z koaxiální nebo nekoaxiální strany. A odpařený materiál je vyfukován do formy otvorů pro řezání materiálu. S relativním pohybem ohniska a materiálu otvor vytváří souvislou štěrbinu s velmi úzkou šířkou pro dokončení řezání materiálu.

V současné době vnější část optické dráhy laserového řezacího stroje využívá hlavně systém létající optické dráhy. Světelný paprsek vyzařovaný z laserového generátoru dosáhne zaostřovací čočky na řezací hlavě přes odrazná zrcadla 1, 2 a 3 a po zaostření vytvoří světelný bod na povrchu zpracovávaného materiálu. Odrazná čočka 1 je upevněna na trupu bez pohybu; odrazné zrcadlo 2 na paprsku se pohybuje ve směru x s ​​pohybem paprsku; odrazná čočka 3 na ose z se pohybuje ve směru y s pohybem osy z. Na obrázku není těžké vidět, že v procesu řezání, jak se paprsek pohybuje ve směru x a osa z ve směru y, se délka světelné dráhy mění každou chvíli.

Vzhledem k výrobním nákladům a dalším důvodům má laserový paprsek vyzařovaný civilním laserovým generátorem určitý úhel odchylky a je \"kónický \". Když se změní výška „kužele“ (ekvivalent změny délky optické dráhy laserového řezacího stroje), změní se také plocha průřezu paprsku na povrchu zaostřovací čočky. Kromě toho má světlo také vlastnosti vln. Proto nevyhnutelně dojde k difrakčnímu jevu. Difrakce způsobí, že se paprsek během šíření bočně roztáhne. Tento jev existuje ve všech optických systémech a může určovat výkon těchto systémů. Mezní hodnota. Kvůli \"kuželu \" gaussovského paprsku a difrakci světelných vln se při změně délky optické dráhy neustále mění průměr paprsku působícího na povrch čočky, což způsobí změny zaostření velikost a hloubka, ale ovlivňují polohu zaostření Velmi malé. Pokud se během nepřetržitého zpracování změní velikost zaostření a hloubka zaostření, bude to nevyhnutelně mít velký dopad na zpracování. Například to způsobí nekonzistentní šířky řezné štěrbiny, neúplné řezání nebo ablaci desky při stejné řezné síle.

Laser je druh světla, stejně jako jiné přirozené světlo, je produkován přechodem atomů (molekul nebo iontů atd.). Liší se však od běžného světla v tom, že laser se spoléhá pouze na spontánní emise po velmi krátkou dobu a následný proces je zcela určen excitačním zářením. Laser má proto velmi čistou barvu, téměř žádnou odchylku a extrémně vysokou intenzitu světla. A vysoká soudržnost.

Řezání laserem je dosaženo použitím energie o vysoké hustotě energie generované laserovým zaostřováním. Pod kontrolou počítače je laser vybíjen pulzy k výstupu řízeného opakovaného vysokofrekvenčního pulzního laseru, aby vytvořil paprsek s určitou frekvencí a určitou šířkou pulzu. Pulzní laserový paprsek je veden a odrážen optickou cestou a zaostřen skupinou zaostřovacích čoček. Na povrchu zpracovávaného objektu se vytvoří malá světelná skvrna s vysokou hustotou energie. Ohnisková skvrna se nachází v blízkosti zpracovávaného povrchu a taví nebo odpařuje zpracovaný materiál při okamžité vysoké teplotě. Každý vysokoenergetický laserový pulz okamžitě vyprskne malý otvor na povrchu objektu. Pod počítačovou kontrolou provádí laserová zpracovatelská hlava a zpracovávaný materiál nepřetržitý relativní pohyb podle předem nakreslené grafiky, takže objekt bude zpracován do požadovaného tvaru.

Parametry procesu (řezná rychlost, výkon laseru, tlak plynu atd.) A trajektorie pohybu během řezání jsou řízeny numerickým řídicím systémem a struska ve štěrbině je odfukována určitým tlakem pomocného plynu.

1. Vysoká přesnost: vhodné pro řezání přesných dílů a jemné řezání různých řemesel a obrazů.

2. Vysoká rychlost: více než stokrát vyšší než při řezání drátem.

3. Tepelně ovlivněná zóna je malá a není snadné ji deformovat. Řezací šev je hladký a krásný, bez následného zpracování.

4. Vysoký nákladový výkon: Cena je pouze 1/3 stejného výkonného CO2 laserového řezacího stroje a 2/5 stejného výkonu CNC razníku.

5. Náklady na použití jsou velmi nízké: pouze 1/8 ~ 1/10 podobného laserového řezacího stroje s CO2, hodinová cena je jen asi 18 juanů a hodinová cena CO2 laserového řezacího stroje je asi 150 - 180 juanů.

6. Náklady na následnou údržbu jsou velmi nízké: pouze 1/10 ～ 1/15 podobného CO2 laserového řezacího stroje a 1/3 ～ 1/4 ekvivalentního CNC děrovacího stroje.

7. Stabilní výkon pro zajištění nepřetržité výroby. Polovodičový YAG laser je jedním z nejstabilnějších a nejvyspělejších produktů v laserovém poli.

8. Ve srovnání s CNC děrovacím strojem má laserový řezací stroj YAG následující výhody:

(1) Může dokončit zpracování různých složitých struktur. Dokud lze na počítači nakreslit jakýkoli obrázek, může stroj dokončit zpracování.

(2) Není třeba otevírat formu, stačí vytvořit výkres na počítači a produkt lze okamžitě uvolnit, což může rychle vyvinout nové produkty a ušetřit náklady.

(3) Řezací stroj YAG má automatický sledovací systém, takže dokáže dokončit rovinné řezání i různé nerovné zakřivené povrchy.

(4) Složitý proces vyžaduje, aby bylo obtížné dokončit CNC děrování a laserové řezání to zvládne.

(5) Povrch je velmi hladký a jakost produktu je velmi vysoká, což je u CNC děrovacích strojů obtížné.

(6) Lisovaná krabice (do tloušťky 0,5 metru) musí být zpracována pomocí otvorů a drážek, které nelze zpracovat CNC děrovacím strojem, ale CNC laserový řezací stroj YAG to může vyřešit.

⒈1 Odpařovací řezání: V procesu laserového odpařování je rychlost povrchové teploty materiálu stoupající na teplotu bodu varu tak rychlá, že stačí zabránit tání způsobenému vedením tepla, takže část materiálu se odpařuje na páru a zmizí a část materiálu je odváděna z řezu Spodní část štěrbiny je odfukována proudem pomocného plynu. V tomto případě je vyžadován velmi vysoký výkon laseru. Aby se zabránilo kondenzaci par materiálu na stěně štěrbiny, nesmí tloušťka materiálu výrazně přesahovat průměr laserového paprsku. Tento postup je proto vhodný pouze pro aplikace, kde je třeba zabránit odstraňování roztaveného materiálu. Toto zpracování se ve skutečnosti používá pouze v oblastech, kde jsou slitiny na bázi železa velmi malé. Tento postup nelze použít pro materiály, jako je dřevo a určitá keramika, které nejsou v roztaveném stavu, a je tedy nepravděpodobné, že by došlo k opětovné kondenzaci par materiálu. Kromě toho tyto materiály obvykle vyžadují silnější řezy. Při řezání laserovým zplyňováním závisí optimální zaostření paprsku na tloušťce materiálu a kvalitě paprsku. Výkon laseru a výparné teplo mají pouze určitý vliv na optimální polohu zaostření. V případě určité tloušťky plechu je maximální řezná rychlost nepřímo úměrná teplotě odpařování materiálu. Požadovaná hustota výkonu laseru je vyšší než 108 W / cm2 a závisí na materiálu, hloubce řezu a poloze zaostření paprsku. V případě určité tloušťky plechu je za předpokladu dostatečného výkonu laseru maximální rychlost řezání omezena rychlostí paprsku plynu.

Cutting Tavení řezání: Vlaserové řezáníse obrobek částečně roztaví a roztavený materiál se pomocí proudu vzduchu rozprašuje. Protože k přenosu materiálu dochází pouze v kapalném stavu, tento proces se nazývá laserové tavení a řezání. Laserový paprsek je spojen s vysoce čistým inertním řezným plynem, aby poháněl roztavený materiál, aby opustil řez, a samotný plyn se na řezání nepodílí. Laserové řezání tavením může dosáhnout vyšší řezné rychlosti než řezání zplyňováním. Energie potřebná pro zplyňování je obvykle vyšší než energie potřebná k roztavení materiálu. Při laserovém tavení a řezání je laserový paprsek absorbován pouze částečně. Maximální řezná rychlost se zvyšuje s nárůstem výkonu laseru a klesá téměř inverzně se zvyšováním tloušťky plechu a teplotou tavení materiálu. V případě určitého výkonu laseru jsou limitujícími faktory tlak vzduchu ve štěrbině a tepelná vodivost materiálu. Laserovým tavením a řezáním lze získat řezy bez oxidace železných materiálů a titanových kovů. Hustota výkonu laseru, která produkuje tavení, ale ne zplyňování, je u ocelových materiálů mezi 104 W / cm2 a 105 W / cm2.

⒊Oxidační tavení a řezání (laserové řezání plamenem): K tavení a řezání se obvykle používá inertní plyn. Pokud se místo toho použije kyslík nebo jiné aktivní plyny, materiál se zapálí při ozáření laserovým paprskem a prudká chemická reakce s kyslíkem vygeneruje další zdroj tepla. , Aby se materiál dále zahříval, tzv. Oxidační tání. Díky tomuto efektu je u konstrukční oceli stejné tloušťky řezná rychlost, kterou lze dosáhnout touto metodou, vyšší než řezná rychlost tavením. Na druhou stranu může mít tato metoda horší kvalitu řezu ve srovnání s fúzním řezáním. Ve skutečnosti vytvoří širší řez, zjevnou drsnost, zvýšenou tepelně ovlivněnou zónu a horší kvalitu hran. Laserové řezání plamenem není dobré při zpracování přesných modelů a ostrých rohů (hrozí nebezpečí popálení ostrých rohů). K omezení tepelného vlivu lze použít pulzní laser a výkon laseru určuje řeznou rychlost. V případě určitého výkonu laseru je limitujícím faktorem dodávka kyslíku a tepelná vodivost materiálu.

Řízené řezání zlomenin: U křehkých materiálů, které se snadno poškodí teplem, se vysokorychlostní a kontrolovatelné řezání provádí zahříváním laserovým paprskem, které se říká řízené řezání zlomenin. Hlavní obsah tohoto procesu řezání je: laserový paprsek ohřívá malou plochu křehkého materiálu, což způsobuje velký tepelný gradient a silnou mechanickou deformaci v této oblasti, což způsobuje, že materiál vytváří trhliny. Pokud je zachován rovnoměrný gradient ohřevu, může laserový paprsek vést trhliny v libovolném požadovaném směru.

Přesnost řezání je prvním prvkem, který posuzuje kvalitu CNC laserového řezacího stroje. Čtyři faktory ovlivňující přesnost řezání CNC laserových řezacích strojů:

⒈ Velikost laserového zhuštěného laserového generátoru. Pokud je světelný bod po shromáždění velmi malý, přesnost řezání je velmi vysoká a mezera po řezání je také velmi malá. Ukazuje, že přesnost laserového řezacího stroje je velmi vysoká a kvalita je velmi vysoká. Ale paprsek vyzařovaný laserem má tvar kužele, takže výřez štěrbiny má také tvar kužele. Za těchto podmínek platí, že čím větší je tloušťka obrobku, tím nižší je přesnost, tím větší je štěrbina.

⒉ Přesnost pracovního stolu. Pokud je přesnost stolu velmi vysoká, zlepší se také přesnost řezání. Proto je přesnost pracovního stolu také velmi důležitým faktorem pro měření přesnosti laserového generátoru.

⒊ Laserový paprsek kondenzuje do kužele. Při řezání se laserový paprsek zužuje směrem dolů. V tuto chvíli, pokud je tloušťka řezaného obrobku velmi velká, přesnost řezu se sníží a řezná mezera bude velmi velká.

⒋Různé řezané materiály také ovlivní přesnost laserového řezacího stroje. Za stejných okolností bude přesnost řezání nerezové oceli a hliníku velmi odlišná, přesnost řezání nerezové oceli bude vyšší a povrch řezu bude hladší.

Obecně lze kvalitu laserového řezání měřit podle následujících 6 standardů.

⒈ Drsnost drsnosti povrchu Rz

⒉ Řezání strusky

Per Kolmost a sklon břitu u

⒋ Řezná hrana, kulatý roh, velikost r

⒌ Přetáhněte za pruhy n

⒍ Rovinnost F

Použití laserového řezacího stroje na kov je velmi rozsáhlé a pokrývá mnoho průmyslových odvětví a je jedním z nezbytných zařízení pro mnoho společností, včetně výroby reklamních cedulí (jedná se hlavně o nerezové LOGO a řezání log), zpracování plechu (zpracování plechu v zásadě zahrnuje všechny kovové materiály. Patří mezi ně obecně ohýbání, leštění atd. a nejdůležitější je řezání), výroba podvozků a skříní (v tomto ohledu je obecně užitečná uhlíková ocel nebo nerezová ocel, ale také hlavně ohýbání Ohýbání a řezání 2 řezací procesy), pružiny (patřící do dokončovacího procesu), části metra a výroba pouzder výtahů, pouzder mechanických zařízení a kuchyňského náčiní (převážně nerezové oceli), které předčí lasery. při výrobě kosmické lodi Seven Gods Eight, která ve skutečnosti zahrnuje různé aspekty. Široce se používá při zpracování plechu, výrobě reklamních nápisů, výrobě elektrických skříní vysokého a nízkého napětí, mechanických dílů, kuchyňských potřeb, automobilů, strojů, kovových řemesel, pilových kotoučů, elektrických dílů, sklářského průmyslu, pružin, desek plošných spojů, rychlovarných konvic, lékařských mikro Elektronika, hardware, nástroje na měření nožů a další průmyslová odvětví.

⒈Laserová řezací hlava s dvojím ostřením je křehkým předmětem laserového řezacího stroje. Dlouhodobé používání poškodí laserovou řezací hlavu.

⒉Každých šest měsíců kontrolujte přímost dráhy stroje na řezání vláknovým laserem a svislost stroje. Pokud se zjistí, že je to neobvyklé, bude to udržováno a laděno včas. Pokud tak neučiníte, nemusí být řezný efekt tak dobrý, chyba se zvýší a bude ovlivněna kvalita řezání. To je nejvyšší priorita a musí být provedeno.

⒊K odsávání prachu a nečistot ze stroje použijte jednou týdně vysavač a všechny elektrické skříně by měly být uzavřené a prachotěsné.

⒋Zkontrolujte ocelový pás vláknalaserový řezací strojčasto, aby bylo zajištěno, že je těsný. V opačném případě, pokud se během operace něco pokazí, může dojít ke zranění osob nebo dokonce vážné smrti. Ocelový pás vypadá jako maličkost, ale problém je stále trochu vážný.

⒌Vodicí kolejnice stroje na řezání vláknových laserů by měly být často čištěny, aby se odstranil prach a jiné nečistoty, aby bylo zajištěno, že je zařízení normální. Hřeben je třeba často otírat a mazat, aby bylo zajištěno mazání bez nečistot. Vodicí kolejnice by měly být často čištěny a mazány a motor by měl být také často čištěn a mazán. Stroj se může pohybovat lépe a řezat přesněji a kvalita řezaných produktů se zlepší.