Lazer kesish mashinasi: Aniq kesish uchun asosiy omillar

Lazer manbai sifati: Nurlanish, quvvat va fokusni boshqarish

Lazer bilan kesishda aniqlik uchta o'zaro bog'langan lazer manbai xususiyatlariga bog'liq: nurlanish sifati, chiquvchi quvvat va fokusni boshqarish. Birgalikda ular turli xil materiallar turlari va qalinliklari bo'yicha kesish aniqligini, qirralar sifatini hamda qayta ishlash samaradorligini belgilaydi.

Fokuslanishdagi Beam Parameter Product (BPP) va tolali yadro diametrining roli

Millimetrni milliradianlarga ko'paytirish orqali o'lchanadigan nurlanish parametrlari ko'paytmasi (BPP) nurning qanchalik aniq fokuslanishini aytib beradi. Kichik qiymatlar energiyani kichikroq maydonga zichroq jamlash imkonini beruvchi juda tor, markazlashtirilgan fokus nuqtalarini anglatadi. Yuqori sifatli tolali lazerlar juda maydacha yadrolari tufayli taxminan 0,9 mm·mrad darajasiga erishadi. Bu kichik yadrolar fotonlarni bir-biriga yaqinroq jamlashga imkon berib, 3 mm dan qalin bo'lmagan materiallarda 0,1 mm gacha bo'lgan kesimlarni amalga oshirish imkonini beradi. Murakkab shakldagi maxsus mikro kesish ishlari bilan shug'ullanayotgan har bir kishi uchun bunday aniqlik katta farq yaratadi. Boshqa tomondan, agar ishlab chiqaruvchilar ish uchun noto'g'ri yoki juda katta yadrolardan foydalansalar, lazer nuri jamlanish o'rniga tarqoq holatda qoladi. Natijada fokus nuqtasi kattaroq bo'ladi va pozitsionlash aniqligi pasayadi, xususan kesish jarayonida tez harakatlanayotganda bu yanada seziladi.

Lazer chiqish quvvati va material qalinligi: Tezlik hamda chet qismining aniqligini muvozanatlantirish

Lazer quvvatini to'g'ri sozlash — uni maksimal darajaga oshirish emas, balki ishlayotgan materialga moslashtirishni anglatadi. Olti kilovattni o'ttiz millimetrdan katta qalinlikdagi plitalar bilan ishlashda aniq tezroq ishlash imkonini beradi, lekin ingichka varaqalarga juda ko'p quvvat berilsa, bu egilish va chetlarning erib ketishi kabi muammolarga olib keladi. Masalan, nerjyutaydirovannaya po'latni oling. To'rt kVt lik lazer bir daqiqaiga taxminan bir butun ikki metr tezlikda o'n ikki mm plitani kesib, o'lchamlarni plyus yoki minus nol butun besh yuzdan millimetr chegarasida saqlay oladi. Lekin shu o'z quvvatingizni bir mm lik varaqaga qo'llab ko'ring — dross hosil bo'lishi, yomon chet sifati kabi turli xil muammolar kuzatiladi. Ko'pchilik korxonalar material qalinligiga qarab quvvat sozlamalari uchun sanoat standartlariga amal qiladi. Karbon po'lat kesishda tartibsiz chetlar paydo bo'lishini oldini olish hamda kesish eni barqarorligini saqlash uchun odatda har bir millimetr uchun taxminan 500 vatt kerak bo'ladi. O'ttiz yil oldin Ponemon instituti e'lon qilgan tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, sanoat chiqindilarining deyarli uchdan biri aynan shu quvvat va qalinlik nisbati noto'g'riligidan kelib chiqadi. Shunday qilib, to'g'ri sozlash faqat metalloqoldi yig'ilishini oldini olish emas, balki ishlab chiqarish xarajatlariga ham haqiqiy ta'sir qiladi.

Doimiy Lazur Kesish Mashinasining Ishlashini Ta'minlash Uchun Jarayon Parametrlarini Optimallashtirish

Issiqlik kirishi, materialni olib tashlash dinamikasi hamda harakatni sinxronlashtirishni muvozanatlantirish orqali jarayon parametrlarini sozlash takrorlanuvchan aniqlikni ta'minlaydi. Samarali optimallashtirish ishlab chiqarish davomida tezlik hamda kesim sifatini saqlab turish bilan birga nuqsonlarni minimallashtiradi.

Issiqlik Ta'siri Ostidagi Zona Hamda Dross Ga Kesish Tezligi, Impuls Chastotasi Hamda Vazifa Tsikli Ta'siri

Kesish skorosti protsess boyi jumlashtirilgan issiqlik miqdariga zor t'sir etiradi. Skorost aro bavashe, issiqlik t'sirat zonasi (HAZ) nerjaveykanik stal' boyi priblita 15% k'ebiy, bu k'ebiylikda bortlamaga vay konsruktiv prochnostni tabavay t'sir etadi. Digri tarafta, skorost aro k'ebiy bolsa, material boyi dross t'sirat vay nafas derinligi t'sirat tursa, dross material boyi yapishadi. Impuls chastotasi vay duty cycle ni regulyatsiya etilganda energiya t'siratni k'ebiyroq regulyatsiya etish imkaniyati bar. Alyuminii kabi ferrometalmas metallar uchun, 500 vay 1,000 Hz boyi chastotalar toplamni stabil tutsa, dross t'siratni priblita 30% kamsaytiradi. T'ajriba k'arsa, 5 mm qalynlikdagi alyuminii paralari boyi, mashinani priblita 0.8 metr vay minut boyi skorostda 70% duty cycle boyi t'anzimlasa, eritma t'sirat vay taza kirtaglar uchun yaxshi natijalarga etiradi, oksidatsiyani kamsaytiradi vay tinish keyifatini tabavay t'sir etadi, digri tarafta priblita yuz striationlari t'sirat tursa.

Kerf tekisligi va qirg'oq to'g'riligini ta'minlash uchun yordamchi gazni tanlash va bosimni sozlash

Yordamchi gazlar oksidlanishni, issiqlik uzatishni va suyuq metallni chiqarishni boshqarish orqali kesish sifatini shakllantiradi. Azot (99,5% dan yuqori tozalik) nerjlyusli po'latda okсидsiz, past g'ovaklikdagi qirralarni hosil qiladi (Ra < 1,5 µm); kislorod eksotermik reaksiya orqali kesishni tezlashtiradi, lekin 2–5° gacha egilish burchagini oshiradi. Gaz bosimi qalinlik bilan proporsional oshishi kerak:

• Ingichka materiallar (<3 mm): tor, tekis kerflarni saqlab turish uchun 8–12 bar
• Qalin plastinkalar (>10 mm): to'liq suyuq holatdagi metallni chiqarish va vertikal qirg'oq geometriyasini ta'minlash uchun 15–20 bar

Bosimning kam yoki ortiqcha bo'lishi striatsiyalarga, qirralarning yumaloqlashishiga yoki shlakni to'liq olib tashlanmasligiga olib keladi. Yorug'likni yaxshi aks ettiruvchi mis qotishmalarida argon gaz orqaga aks etishni pasaytiradi va pozitsion qaytarilish aniqligini 0,1 mm ga yaxshilaydi.

Lazer kesish mashinasining mexanik barqarorligi va harakat aniqligi

Lazer kesish mashinasining aniqligiga ta'sir qiluvchi materialga xos qiyinchiliklar

Material xususiyatlari zich toleransli ishlashni qiyinlashtiruvchi o'ziga xos o'zgaruvchanlikni keltirib chiqaradi. Uchta omil asosiy ahamiyatga ega: qalinlikning barqarorligi, sirtning aks ettiruvchanligi vaoksidlanish holati.

Qalinlik, aks ettiruvchanlik va sirtning okidlanishi kesish chizig'i (kerf) barqarorligi hamda joylashish aniqligini qanday ta'minlaydi

Kesish jarayonida material qalinligi o'zgarganda, operatorlar mashina parametrlarini doimiy ravishda tezda sozlashlari kerak. Qalinroq qismlar tabiiy ravishda sekinroq harakat tezligi va kuchaytirilgan lazer quvvatini talab qiladi, bu esa kutilgan me'yorida bo'lmagan issiqlik to'planishiga va kengroq kesishga olib keladi. Ba'zi hollarda farq taxminan 15% ga yetishi mumkin. Alyuminiy kabi aks ettiruvchi materiallar bilan ishlash boshqa qiyinchiliklarni ham keltirib chiqaradi, chunki ushbu metallar lazer energiyasini tasodifiy yo'nalishlarga qaytarishga moyillikka ega. Bu kesish eni bo'yicha noaniqlikka olib keladi va joylashishda taxminan yarim millimetr aniqlikni saqlash uchun maxsus impul's sozlamalarini joriy etish zarurati tug'iladi. Sirt holatlari vaziyatni yanada murakkablashtiradi. Oddiy po'lat sirtlarida hosil bo'lgan rustsizlanish nazardagi kesish trassasini buzuvchi bashoratsiz issiq nuqtalarni yaratadi. Anodlangan alyuminiy qoplamalari ham o'z muammolarini keltirib chiqaradi, chunki ular lazer nuri fokuslanishi kerak bo'lgan joydan uzoqlashishiga olib keladi va muhandislarning fokus siljish xatosi deb ataydigan hodisaga sabab bo'ladi. Barcha ushbu omillar aralash mahsulot partiyalari va ishlab chiqarish sexlarida kichik seriyali buyurtmalar bilan ishlaganda 0,5 mm dan kamroq aniqlikni saqlashni juda qiyin qiladi.

Lazer kesish mashinasining chiqishida aniqlikni o'lchash va tekshirish

Maqsadli tasdiqlash uchun funksional ishlash va montaj mosligi bilan bevosita bog'liq bo'lgan uchta miqdoriy mezonlarga — kesish eniga, qirralarning meyoriga va sirtning notekisligiga — tayanadi.

Aniq o'lchov metrikalari sifatida kesish eni, qirralarning meyori va sirtning notekisligi

Kerf kengligi, asosan qancha material kesib tashlanishini anglatadi, agar almashtiriladigan qismlar o'zaro almashtiriluvchan bo'lishi kerak bo'lsa, taxminan 0.05 mm atrofida saqlanishi kerak. Agar u bu chegaralardan tashqariga chiqsa, ehtimol fokusda, tekislashda yoki issiqlik tufayli muammo bor. Chegara konusi kesishdan keyin tomonlarning qanday darajada to'g'ri ekanligini anglatadi. Mustahkamlik muhim bo'lgan tuzilmalar uchun ko'pchilik me'yoriy hujjatlar birlashtirishlar bosim ostida barqaror bo'lishi uchun konusga 1 gradusdan oshmaslikni talab qiladi. Sirtning notekisliligi, ko'pincha Ra qiymati deb ataladi, ishqalanishdan tortib, qismlar ishdan chiqishidan oldin qancha vaqt ishlashini va korroziyaga chidamliligini hamda barcha narsalarga ta'sir qiladi. Ko'p korxonalarda muhim komponentlarda 3,2 mikrondan past bo'lishiga harakat qilinadi. Xalqaro standart ham mavjud — ISO 9013, u yaxshi o'lchovlarning qanday ko'rinishini belgilab beradi. Operatorlar doim ushbu raqamlarga nisbatan mikroskoplar va amaliy tekshiruvlar orqali linsalarning eskirishi, gaz oqimining nobarqarorligi yoki mashinaning harakat tizimidagi muammolar kabi muammolarni aniqlash uchun tekshiradi.