μηχανή κοπής λέιζερ

Στον μετασχηματισμό και την αναβάθμιση της μεταποιητικής βιομηχανίας,μηχανές κοπής με λέιζεραποτελούν βασικό εξοπλισμό για την επίτευξη «κατασκευής ακριβείας και ευέλικτης παραγωγής». Σε σύγκριση με την παραδοσιακή κοπή πλάσματος, η τιμή Ra της τραχύτητας της επιφάνειας κοπής έχει μειωθεί από 50 μm σε κάτω από 5 μm και το ποσοστό χρήσης του υλικού έχει αυξηθεί από 85% σε πάνω από 95%. Μια μεμονωμένη συσκευή υψηλής ισχύος-μπορεί να αντικαταστήσει 3 έως 4 παραδοσιακές εργαλειομηχανές και έχει γίνει βασικό εργαλείο παραγωγής για την επεξεργασία νέων ενεργειακών μπαταριών οχημάτων, την κατασκευή εξαρτημάτων αεροδιαστημικής και τη διαμόρφωση ακριβείας λαμαρίνας.

Οι μηχανές κοπής με λέιζερ ολοκληρώνουν την επεξεργασία μέσω μιας συνεχούς διαδικασίας «παραγωγής λέιζερ – μετάδοση δέσμης – εστίασης και κοπής – απομάκρυνσης απορριμμάτων», βασιζόμενη στον συντονισμό πολλαπλών συστημάτων όπως οπτική, μηχανική, ηλεκτρική ενέργεια και αριθμητικός έλεγχος. Οι τεχνικές αρχές του μπορούν να αναλυθούν σε δύο μεγάλες διαστάσεις: δομή πυρήνα και τεχνολογία επεξεργασίας.

Οι σύγχρονες μηχανές κοπής λέιζερ αποτελούνται από πέντε λειτουργικές μονάδες και η ακρίβεια κάθε μονάδας πρέπει να ελέγχεται σε επίπεδο μικρομέτρου για να διασφαλίζεται σταθερή ποιότητα κοπής.

Σύστημα λέιζερ: The core power source is classified into three types according to the working medium: fiber laser, CO₂ laser, and solid-state laser. Fiber lasers have high photoelectric conversion efficiency (>30%) και χαμηλό κόστος συντήρησης. Η κύρια ισχύς κυμαίνεται από 1000 W έως 3000 W. Το λέιζερ ινών 30 kW της IPG Photonics μπορεί να κόψει ανθρακούχο χάλυβα 10 mm με ταχύτητα έως και 12 m/min. Το λέιζερ CO₂ είναι κατάλληλο για μη-μεταλλική επεξεργασία, με μήκος κύματος 10,6 μm και η ακρίβεια κοπής του ακρυλικού μπορεί να φτάσει τα ±0,02 mm. Τα λέιζερ στερεάς{13}}κατάστασης εστιάζουν κυρίως στη μικροεπεξεργασία ακριβείας, με πλάτη παλμών τόσο χαμηλά όσο το επίπεδο του φεμτοδευτερόλεπτου.

Σύστημα μετάδοσης δέσμης:Αποτελείται από οπτική ίνα, καλώδιο, κάτοπτρο ευθυγράμμισης και καθρέφτη εστίασης. Η απώλεια μετάδοσης της οπτικής ίνας είναι μικρότερη ή ίση με 0,2 dB/km. ο καθρέφτης εστίασης, κατασκευασμένος από υλικό ZnSe, έχει σφάλμα εστιακής απόστασης μικρότερο ή ίσο με ±0,1 mm, διασφαλίζοντας ότι η ελάχιστη διάμετρος κηλίδας της δέσμης λέιζερ μετά την εστίαση μπορεί να φτάσει τα 0,1 mm. Τα μοντέλα υψηλής ποιότητας είναι εξοπλισμένα με κεφαλές δυναμικής εστίασης με ταχύτητα απόκρισης Μικρότερη ή ίση με 50 μs, η οποία μπορεί να αντισταθμίσει σφάλματα διακύμανσης υλικού σε πραγματικό χρόνο.

Σύστημα εκτέλεσης κίνησης:Περιλαμβάνει εργαλειομηχανές σκελετών, σερβοκινητήρες και σφαιρικές βίδες. Η ακρίβεια τοποθέτησης της εργαλειομηχανής είναι μικρότερη ή ίση με ±0,02 mm/m και η ακρίβεια τοποθέτησης επανάληψης είναι μικρότερη ή ίση με ±0,01 mm. Τα μοντέλα υψηλών προδιαγραφών που κινούνται με γραμμικούς κινητήρες έχουν επιτάχυνση έως και 2 g και ταχύτητα ρελαντί που υπερβαίνει τα 120 m/min, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα για απαιτήσεις κοπής υψηλής-με ακρίβεια.

Βοηθητικό σύστημα:Περιλαμβάνει συσκευές παροχής αερίου, ψύξης και αφαίρεσης σκόνης. Τα βοηθητικά αέρια ταξινομούνται ανά διαδικασία: οξυγόνο (για υποβοήθηση της καύσης και επιταχυνόμενη κοπή), άζωτο (για προστασία από την οξείδωση) και αργό (για αδρανή προστασία), με ρυθμιζόμενα εύρη πίεσης 0,1–2,0 MPa. Το σύστημα ψύξης χρησιμοποιεί ένα βιομηχανικό ψύκτη με ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας ±0,5 μοιρών, διασφαλίζοντας ότι η θερμοκρασία λειτουργίας του λέιζερ παραμένει σταθερή στους 20–25 βαθμούς. Το σύστημα απομάκρυνσης σκόνης έχει αρνητική πίεση μεγαλύτερη ή ίση με 15 kPa και μπορεί να συλλέξει πάνω από το 95% του καπνού και της σκόνης κοπής.

Προ{0}}προετοιμασία λειτουργίας:Ο χώρος εγκατάστασης του εξοπλισμού θα πρέπει να διαθέτει καλό εξαερισμό, με αντίσταση γείωσης που δεν υπερβαίνει τα 4 Ω και θα πρέπει να δημιουργηθεί μια ζώνη προειδοποίησης ασφαλείας 2 μέτρων γύρω από αυτό. Ελέγξτε ότι η διάταξη ασφάλισης λέιζερ και το προστατευτικό κάλυμμα είναι άθικτα και βεβαιωθείτε ότι η πίεση του συστήματος ψύξης (κανονική: 0,2–0,5 MPa) και η πίεση αερίου βρίσκονται εντός εύρους. Οι χειριστές πρέπει να φορούν προστατευτικά γυαλιά λέιζερ (με μήκος κύματος προστασίας που ταιριάζει με τον τύπο λέιζερ).

Απαγορεύσεις λειτουργίας:Μην κόβετε σφραγισμένα δοχεία ή εύφλεκτα και εκρηκτικά υλικά. Μην παρατηρείτε ποτέ την ακτίνα λέιζερ χωρίς προστασία. Μην ανοίγετε το προστατευτικό κάλυμμα της κεφαλής κοπής ενώ ο εξοπλισμός λειτουργεί. Μόνο εξουσιοδοτημένο προσωπικό μπορεί να χειρίζεται τον εξοπλισμό.

Ειδικές συνθήκες εργασίας:Όταν κόβετε ανακλαστικά υλικά (όπως αλουμίνιο και χαλκός), τοποθετήστε αντι-ανακλαστικές μεμβράνες για να αποτρέψετε την καταστροφή του λέιζερ από την ανάκλαση του λέιζερ. Όταν επεξεργάζεστε χοντρές πλάκες, μειώστε την ταχύτητα κοπής και παρατείνετε τον χρόνο καθαρισμού αερίου. Προθερμάνετε το σύστημα ψύξης για 15 λεπτά εκ των προτέρων σε χειμερινά περιβάλλοντα χαμηλών{4}}θερμοκρασιών (όταν η θερμοκρασία λαδιού είναι κάτω από 15 βαθμούς ).

Αντιμετώπιση έκτακτης ανάγκης:Σε περίπτωση βλάβης του λέιζερ, διακόψτε αμέσως την κύρια παροχή ρεύματος και επικοινωνήστε με επαγγελματικό προσωπικό για επισκευή.

Καθημερινή επιθεώρηση:Ελέγξτε τον φακό της κεφαλής κοπής για μόλυνση (καθαρίστε αμέσως με άνυδρη αιθανόλη εάν εντοπιστούν λεκέδες), ελέγξτε για διαρροές στον αγωγό αερίου και καθαρίστε υπολείμματα απορριμμάτων στον πάγκο εργασίας. Ελέγχετε τη στεγανοποίηση του συνδετήρα οπτικών ινών κάθε εβδομάδα και βαθμονομείτε την οπτική διαδρομή λέιζερ.

Τακτική συντήρηση:Αντικαθιστάτε το στοιχείο φίλτρου του συστήματος ψύξης κάθε μήνα και ελέγχετε τη στάθμη λιπαντικού λαδιού του σερβοκινητήρα. Καθαρίζετε τη σκόνη μέσα στο λέιζερ ανά τρίμηνο και ελέγχετε για εξασθένηση ισχύος λέιζερ (αντικαταστήστε το λέιζερ εάν η εξασθένηση υπερβαίνει το 10%). Βαθμονόμηση της ακρίβειας εργαλειομηχανών ετησίως για να βεβαιωθείτε ότι το σφάλμα τοποθέτησης δεν υπερβαίνει τα ±0,02 mm.