Składniki i zasady działaniamaszyna do cięcia laserowego

Maszyna do cięcia laserowego składa się z nadajnika laserowego, głowicy tnącej, podzespołu przesyłającego wiązkę, stołu roboczego obrabiarki, systemu CNC, komputera (sprzęt, oprogramowanie), chłodnicy, butli z gazem ochronnym, odpylacza, osuszacza powietrza i innych podzespołów.

1. Generator laserowy. Urządzenie generujące źródło światła laserowego. Do cięcia laserowego, z wyjątkiem nielicznych przypadków, w których stosuje się lasery YAG, większość z nich wykorzystuje lasery gazowe CO2 o wysokiej wydajności konwersji elektrooptycznej i dużej mocy wyjściowej. Ponieważ cięcie laserowe stawia bardzo wysokie wymagania dotyczące jakości wiązki, nie wszystkie lasery nadają się do tego celu.

2. Głowica tnąca składa się głównie z takich części, jak dysza, soczewka ogniskująca i układ śledzenia ostrości. Napęd głowicy tnącej służy do napędzania głowicy tnącej, aby poruszała się wzdłuż osi Z zgodnie z programem. Składa się on z serwosilnika i elementów przekładni, takich jak pręty śrubowe lub koła zębate.

(1) Dysza: Istnieją trzy główne typy dysz: równoległe, zbieżne i stożkowe.

(2) Soczewka skupiająca: Aby wykorzystać energię wiązki laserowej do cięcia, pierwotna wiązka emitowana przez laser musi zostać skupiona przez soczewkę, tworząc punkt o wysokiej gęstości energii. Soczewki o średniej i długiej ogniskowej nadają się do cięcia grubych płyt i mają niskie wymagania dotyczące stabilności odstępu układu śledzenia. Soczewki o krótkiej ogniskowej nadają się tylko do cięcia cienkich płyt poniżej D3. Krótkie ogniskowe mają rygorystyczne wymagania dotyczące stabilności odstępu układu śledzenia, ale mogą znacznie zmniejszyć zapotrzebowanie lasera na moc wyjściową.

(3) Układ śledzenia: System śledzenia ogniskowania w maszynie do cięcia laserowego składa się zazwyczaj z głowicy tnącej ogniskującej oraz układu czujników śledzących. Głowica tnąca zawiera elementy prowadzące światło, układy ogniskowania, układ chłodzenia wodnego, układ nadmuchu powietrza oraz układ regulacji mechanicznej. Czujnik składa się z elementu czujnikowego oraz elementu sterującego wzmocnieniem. W zależności od rodzaju elementów czujnikowych, układ śledzenia jest zupełnie inny. Istnieją dwa główne rodzaje systemów śledzenia. Pierwszy to pojemnościowy układ śledzenia czujnika, znany również jako bezkontaktowy układ śledzenia. Drugi to indukcyjny układ śledzenia czujnika, znany również jako kontaktowy układ śledzenia.

3. Zewnętrzna ścieżka światła elementu transmisji wiązki: lustro refrakcyjne, które służy do prowadzenia lasera w wymaganym kierunku. Aby zapobiec nieprawidłowemu działaniu ścieżki wiązki, wszystkie lustra muszą być zabezpieczone osłoną ochronną, a soczewka jest wypełniona czystym gazem ochronnym pod ciśnieniem dodatnim, chroniącym ją przed zanieczyszczeniem. Zestaw soczewek o dobrej wydajności skupia wiązkę bez kąta rozbieżności w nieskończenie małym punkcie. Zazwyczaj stosuje się soczewkę o ogniskowej 5,0 cala. Soczewka 7,5 cala jest stosowana tylko w przypadku materiałów o grubości >12 mm.

4. Część robocza obrabiarki: część obrabiarki maszyny do cięcia laserowego, część mechaniczna realizująca ruch osi X, Y i Z, łącznie z platformą roboczą do cięcia.

5. System CNC System CNC steruje obrabiarką, aby wykonywać ruchy osi X, Y i Z, a także steruje mocą wyjściową lasera.

6. Układ chłodzenia Chiller: służy do chłodzenia generatora laserowego. Laser to urządzenie, które zamienia energię elektryczną na energię świetlną. Na przykład, współczynnik konwersji lasera gazowego CO2 wynosi zazwyczaj 20%, a pozostała energia jest przekształcana w ciepło. Woda chłodząca odprowadza nadmiar ciepła, zapewniając prawidłową pracę generatora laserowego. Chiller chłodzi również reflektor i soczewkę ogniskującą zewnętrznego toru optycznego obrabiarki, zapewniając stabilną jakość transmisji wiązki i skutecznie zapobiegając odkształceniu lub pęknięciu soczewki pod wpływem nadmiernej temperatury.

7. Butle gazowe Butle gazowe obejmują butle gazowe z medium roboczym maszyny do cięcia laserowego oraz butle gazowe pomocnicze, które służą do uzupełniania gazu przemysłowego oscylacji laserowej i dostarczania gazu pomocniczego do głowicy tnącej.

8. System usuwania pyłu usuwa dym i pył powstający w trakcie procesu i filtruje go, aby emisja gazów spalinowych spełniała normy ochrony środowiska.

9. Osuszacze powietrza i filtry służą do dostarczania czystego, suchego powietrza do generatora laserowego i ścieżki wiązki, aby zapewnić prawidłową pracę ścieżki i reflektora.