Pri transformácii a modernizácii výrobného priemyslu,laserové rezacie strojesú kľúčovým vybavením na dosiahnutie „presnej výroby a flexibilnej výroby“. V porovnaní s tradičným plazmovým rezaním sa hodnota Ra drsnosti povrchu rezu znížila z 50 μm na menej ako 5 μm a miera využitia materiálu sa zvýšila z 85 % na viac ako 95 %. Jedno vysokovýkonné- zariadenie môže nahradiť 3 až 4 tradičné obrábacie stroje a stalo sa základným výrobným nástrojom na spracovanie plášťov nových energetických vozidiel, výrobu komponentov pre letectvo a kozmonautiku a presné tvarovanie plechov.
Technické jadro: Logika optického spracovania piatich hlavných systémov
Laserové rezacie stroje dokončujú spracovanie prostredníctvom nepretržitého procesu „generovania lasera – prenos lúča – zaostrovanie a rezanie – odstraňovanie odpadu“, pričom sa spolieha na koordináciu viacerých systémov, ako je optika, mechanika, elektrina a numerické riadenie. Jeho technické princípy možno rozdeliť do dvoch hlavných dimenzií: štruktúra jadra a technológia spracovania.
Moderné laserové rezacie stroje sa skladajú z piatich funkčných modulov a presnosť každého modulu musí byť kontrolovaná na úrovni mikrometrov, aby sa zabezpečila stabilná kvalita rezu.
Laserový systém: 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%) a nízke náklady na údržbu. Bežný výkon sa pohybuje od 1000 W do 3000 W. Vláknový laser IPG Photonics s výkonom 30 kW dokáže rezať 10 mm uhlíkovú oceľ rýchlosťou až 12 m/min. CO₂ laser je vhodný na opracovanie ne-kovov s vlnovou dĺžkou 10,6 μm a presnosť rezania akrylu môže dosiahnuť ±0,02 mm. Pevné-lasery sa zameriavajú najmä na presné mikro{14}}spracovanie so šírkou impulzov tak nízkou, ako je úroveň femtosekúnd.
Systém prenosu lúča:Pozostáva z optického vlákna, kábla, kolimačného zrkadla a zaostrovacieho zrkadla. Prenosová strata optického vlákna je menšia alebo rovná 0,2 dB/km; zaostrovacie zrkadlo vyrobené z materiálu ZnSe má chybu ohniskovej vzdialenosti menšiu alebo rovnú ±0,1 mm, čo zaisťuje, že minimálny bodový priemer laserového lúča po zaostrení môže dosiahnuť 0,1 mm. Špičkové-modely sú vybavené dynamickými zaostrovacími hlavami s rýchlosťou odozvy 50 μs alebo menej, ktoré dokážu kompenzovať chyby kolísania materiálu v reálnom čase.
Systém vykonávania pohybu:Obsahuje portálové obrábacie stroje, servomotory a guľôčkové skrutky. Presnosť polohovania obrábacieho stroja je menšia alebo rovná ±0,02 mm/m a presnosť opakovaného polohovania je menšia alebo rovná ±0,01 mm. Špičkové-modely poháňané lineárnymi motormi majú zrýchlenie až 2 g a voľnobežnú rýchlosť presahujúcu 120 m/min, vďaka čomu sú vhodné pre vysoké-rýchlostné a presné rezanie.
Pomocný systém:Zahŕňa zariadenia na prívod plynu, chladenie a odstraňovanie prachu. Pomocné plyny sú klasifikované podľa procesu: kyslík (na podporu spaľovania a zrýchlené rezanie), dusík (na ochranu pred oxidáciou) a argón (na inertnú ochranu), s nastaviteľným rozsahom tlaku 0,1–2,0 MPa. Chladiaci systém využíva priemyselný chladič s presnosťou regulácie teploty ±0,5 stupňa, čo zaisťuje, že pracovná teplota lasera zostáva stabilná na úrovni 20–25 stupňov. Systém odstraňovania prachu má podtlak väčší alebo rovný 15 kPa a dokáže zhromaždiť viac ako 95 % rezného dymu a prachu.
Základné princípy bezpečnej prevádzky
Pred-príprava na operáciu:Miesto inštalácie zariadenia by malo mať dobré vetranie s odporom uzemnenia nepresahujúcim 4 Ω a okolo neho by mala byť vytvorená 2-metrová bezpečnostná varovná zóna. Skontrolujte, či sú blokovacie zariadenie lasera a ochranný kryt neporušené a potvrďte, že tlak chladiaceho systému (normálne: 0,2–0,5 MPa) a tlak plynu sú v rámci rozsahu. Operátor musí nosiť ochranné okuliare proti laseru (s ochrannou vlnovou dĺžkou zodpovedajúcou typu lasera).
Prevádzkové zákazy:Nerežte uzavreté nádoby ani horľavé a výbušné materiály. Nikdy nepozorujte laserový lúč bez ochrany. Počas prevádzky zariadenia neotvárajte ochranný kryt reznej hlavy. Zariadenie môže obsluhovať iba autorizovaný personál.
Špeciálne pracovné podmienky:Pri rezaní reflexných materiálov (ako je hliník a meď) nainštalujte anti{0}}reflexné fólie, aby ste zabránili poškodeniu lasera odrazom lasera. Pri spracovaní hrubých plechov znížte rýchlosť rezania a predĺžte čas čistenia plynom. Predhrejte chladiaci systém na 15 minút vopred v zimnom prostredí s nízkou-teplotou (keď je teplota oleja nižšia ako 15 stupňov ).
Núdzová reakcia:V prípade poruchy lasera okamžite vypnite hlavné napájanie a kontaktujte odborný personál na opravu.
Kľúčové body riadenia údržby
Denná kontrola:Skontrolujte, či nie je šošovka reznej hlavy kontaminovaná (ak sa zistia škvrny, okamžite ju vyčistite bezvodým etanolom), skontrolujte, či nedochádza k úniku z plynového potrubia a vyčistite zvyšky odpadu na pracovnom stole. Týždenne kontrolujte utesnenie konektora optického vlákna a kalibrujte optickú dráhu lasera.
Pravidelná údržba:Mesačne vymeňte vložku filtra chladiaceho systému a skontrolujte hladinu mazacieho oleja servomotora. Štvrťročne vyčistite prach vo vnútri lasera a skontrolujte, či nedochádza k útlmu výkonu lasera (ak zoslabenie presiahne 10 %), vymeňte laser. Každoročne kalibrujte presnosť obrábacieho stroja, aby ste zabezpečili, že chyba polohovania neprekročí ±0,02 mm.
