Компоненты и принципы работыстанок лазерной резки

Станок для лазерной резки состоит из лазерного передатчика, режущей головки, компонента передачи луча, станочного верстака, системы ЧПУ, компьютера (аппаратного и программного обеспечения), системы охлаждения, баллона с защитным газом, пылесборника, осушителя воздуха и других компонентов.

1. Лазерный генератор. Устройство, генерирующее лазерный луч. Для лазерной резки, за исключением редких случаев использования твердотельных лазеров YAG, в большинстве случаев применяются газовые лазеры CO2 с высокой эффективностью электрооптического преобразования и высокой выходной мощностью. Поскольку к качеству лазерного луча предъявляются очень высокие требования, не все лазеры подходят для резки.

2. Режущая головка в основном включает в себя такие детали, как сопло, фокусирующая линза и система слежения за фокусировкой. Приводное устройство режущей головки используется для перемещения режущей головки вдоль оси Z в соответствии с программой. Оно состоит из серводвигателя и передающих элементов, таких как винтовые стержни или шестерни.

(1) Сопло: Существует три основных типа сопел: параллельное, сходящееся и конусное.

(2) Фокусирующая линза: Чтобы использовать энергию лазерного луча для резки, исходный луч, излучаемый лазером, должен быть сфокусирован линзой для формирования пятна с высокой плотностью энергии. Линзы со средним и длинным фокусом подходят для резки толстых листов и предъявляют низкие требования к стабильности шага системы слежения. Линзы с коротким фокусом подходят только для резки тонких листов с показателем D3. Линзы с коротким фокусом предъявляют строгие требования к стабильности шага системы слежения, но позволяют значительно снизить потребляемую мощность лазера.

(3) Система слежения: Система слежения за фокусировкой лазерного станка обычно состоит из фокусирующей режущей головки и системы датчиков слежения. Режущая головка включает в себя фокусировку световода, водяное охлаждение, обдув воздухом и механические регулировочные элементы. Датчик состоит из сенсорного элемента и элемента управления усилением. В зависимости от различных сенсорных элементов система слежения совершенно различна. Здесь существуют два основных типа систем слежения. Один — это система слежения с емкостным датчиком, также известная как бесконтактная система слежения. Другой — это система слежения с индуктивным датчиком, также известная как контактная система слежения.

3. Внешний путь светового потока компонента передачи луча: преломляющее зеркало, используемое для направления лазерного луча в нужном направлении. Для предотвращения сбоев в работе системы передачи луча все зеркала должны быть защищены защитным кожухом, а для защиты линз от загрязнения подается чистый защитный газ под избыточным давлением. Набор высокоэффективных линз сфокусирует луч без угла расходимости в бесконечно малое пятно. Обычно используется линза с фокусным расстоянием 5,0 дюймов. Линза с фокусным расстоянием 7,5 дюймов используется только для материалов толщиной >12 мм.

4. Станочный верстак: часть станка лазерной резки, механическая часть, обеспечивающая перемещение по осям X, Y и Z, включая рабочую платформу для резки.

5. Система ЧПУ. Система ЧПУ управляет станком, обеспечивая перемещение по осям X, Y и Z, а также регулирует выходную мощность лазера.

6. Система охлаждения. Чиллер: используется для охлаждения лазерного генератора. Лазер — это устройство, преобразующее электрическую энергию в световую. Например, коэффициент преобразования CO2-лазера обычно составляет 20%, а оставшаяся энергия преобразуется в тепло. Охлаждающая вода отводит избыточное тепло, обеспечивая нормальную работу лазерного генератора. Чиллер также охлаждает отражатель и фокусирующую линзу внешнего оптического тракта станка, обеспечивая стабильное качество передачи луча и эффективно предотвращая деформацию или разрушение линзы из-за чрезмерной температуры.

7. Газовые баллоны. К газовым баллонам относятся баллоны с рабочим газом для лазерных станков и вспомогательные газовые баллоны, используемые для дополнения промышленного газа, используемого для лазерной генерации, и подачи вспомогательного газа для режущей головки.

8. Система пылеудаления удаляет дым и пыль, образующиеся в процессе обработки, и фильтрует их, чтобы выбросы отработанных газов соответствовали экологическим стандартам.

9. Для обеспечения нормальной работы лазерного генератора и отражателя используются осушители и фильтры с воздушным охлаждением.