Lazer kesmegiň we ony gaýtadan işlemegiň esaslary —Lazer kesiş enjamlary
II. Lazer kesiş enjamlarynyň düzümi
2.1 Lazer kesiji maşynyň bölekleri we iş prinsipi
Lazer kesiji maşyn lazer emitterinden, kesiji kelleden, şöhle geçiriji gurluşdan, stanok gurallarynyň iş stolundan, sanly dolandyryş (NC) ulgamyndan, kompýuterden (apparat we programma üpjünçiliginden), sowadyjydan, gorag gaz silindrinden, tozan ýygnaýjydan we howa guradyjydan ybarat.
-
Lazer generatory
Lazer generatory lazer şöhle çeşmelerini öndürýän enjamdyr. Lazer kesiş ulgamlary üçin köp enjamlar ýokary elektro-optik öwrüliş netijeliligi we ýokary kuwwatlylyk bilen tapawutlanýan CO₂ gaz lazerlerini ulanýarlar, diňe YAG gaty ýagdaýly lazerleriniň ulanylýan käbir ýagdaýlary muňa girmeýär. Lazer kesiş şöhlesiniň hiline berk talaplary goýýandygy sebäpli, ähli lazerler kesmek üçin amatly däl.
-
Kesýän kelle
Ol esasan burun, fokuslaýjy linza we fokus yzarlaýjy ulgam ýaly komponentlerden ybaratdyr.
Kesiji kelle hereketlendiriji enjamy kesiji kelleni öňünden kesgitlenen programmalara laýyklykda Z okunyň boýunça hereketlendirmek üçin ulanylýar. Ol serwo motordan we gurşun wintler ýa-da dişliler ýaly geçiriji böleklerden ybarat.
(1) Burun: Burunlaryň üç esasy görnüşi bar: parallel görnüş, konwergent görnüş we konus görnüşli.
(2) Fokuslaýjy linza: Lazer şöhlesiniň energiýasyny ulanyp kesmek üçin, lazer tarapyndan çykarylýan asyl şöhle ýokary energiýa dykyzlygyna eýe bolan ýagtylyk nokadyny emele getirmek üçin linza arkaly fokuslanmalydyr. Orta we uzyn fokus uzynlykdaky linzalar galyň plastinka kesmek üçin amatlydyr we yzarlaýyş ulgamynyň aralyk durnuklylygy üçin has pes talaplara eýedir. Gysga fokus uzynlykdaky linzalar diňe 3 mm-den aşak inçe plastinkalary kesmek üçin amatlydyr; olar yzarlaýyş ulgamynyň aralyk durnuklylygy üçin berk talaplara eýedir, ýöne zerur lazer çykyş kuwwatyny ep-esli azaldyp biler.
(3) Yzarlaýyş ulgamy: Lazer kesiji maşynyň fokus yzarlaýyş ulgamy, adatça, fokuslaýjy kesiji kelleden we yzarlaýyş sensor ulgamyndan ybarat. Kesiji kelle şöhle gönükdiriji we fokuslaýjy, suw bilen sowadyjy, gaz üfleýji we mehaniki sazlama funksiýalaryny öz içine alýar.
Sensor duýujy elementlerden we güýçlendiriji dolandyryş blokundan ybarat. Yzarlaýyş ulgamlary duýujy elementleriň görnüşine baglylykda düýbünden tapawutlanýar. Iki esasy görnüş bar: biri kontaktsyz yzarlaýyş ulgamy hökmünde hem atlandyrylýan kapasitiw sensor yzarlaýyş ulgamy; beýlekisi bolsa kontakt yzarlaýyş ulgamy hökmünde hem atlandyrylýan induktiw sensor yzarlaýyş ulgamy.
-
Şöhle Geçirijiniň Gurluşy
Daşarky optiki ýol: Lazer şöhlesini islenýän ugra gönükdirmek üçin şöhle gaýtaryjy aýnalar ulanylýar. Şöhle ýolundaky näsazlyklaryň öňüni almak üçin, ähli şöhle gaýtaryjy aýnalar ekranlar bilen goralýar we aýnalary hapalanmadan saklamak üçin arassa oňyn basyşly gorag gazy girizilýär. Ýokary öndürijilikli linza bölünmeýän şöhleni çäksiz kiçi bir nokada fokuslap bilýär. 5,0 dýuým fokus aralygy bolan linza köplenç ulanylýar, 7,5 dýuým linza bolsa diňe 12 mm-den galyň materiallary kesmek üçin ulanylýar.
-
Maşyn gurallarynyň iş stoly
Esasy maşynyň göwresi: maşynyň gurallar bölümilazer kesiji maşynkesiş iş platformasyny öz içine alýan X, Y we Z oklarynyň hereketini amala aşyrýan mehaniki bölekdir.
-
Sanly dolandyryş ulgamy
NC ulgamy X, Y, Z oklary boýunça hereketleri amala aşyrmak üçin enjamyň işini dolandyrýar we şol bir wagtyň özünde lazeriň çykyş güýjüni sazlaýar.
-
Sowadyjy ulgam
Sowadyjy enjam: Ol lazer generatoryny sowatmak üçin ulanylýar. Lazer elektrik energiýasyny ýagtylyk energiýasyna öwürýän enjamdyr. Mysal üçin, CO₂ gaz lazeriniň öwrüliş netijeliligi, adatça, 20% -e deňdir, galan energiýa bolsa ýylylyga öwrülýär. Sowadyjy suw lazer generatorynyň kadaly işlemegini üpjün etmek üçin artykmaç ýylylygy aýyrýar. Sowadyjy enjam şeýle hem stanokyň daşarky optiki ýol aýnalaryny we fokuslaýjy linzalaryny sowatýar, şöhle geçirijiliginiň durnukly hilini üpjün edýär we gyzgynlyk sebäpli linzanyň deformasiýasynyň ýa-da çatlamagynyň öňüni netijeli alýar.
-
Gaz ballonlary
Gaz silindrlerine işçi gurşaw silindrleri we lazer kesiji maşyn üçin kömekçi gaz silindrleri girýär, olar lazer yrgyldawlary üçin senagat gazlarynyň üstüni ýetirmek we kesiji başy üçin kömekçi gazlary üpjün etmek üçin ulanylýar.
-
Tozan aýyrmak ulgamy
Ol gaýtadan işlemek wagtynda emele gelýän tüssäni we tozany çykarýar we işlenen gaz zyňyndylarynyň daşky gurşawy goramak standartlaryna laýyk gelmegini üpjün etmek üçin süzgüçden geçirýär.
-
Howa sowadyjy guradyjy we süzgüç
Ol lazer generatoryna we şöhle ýoluna arassa, gurak howa berýär, şöhle ýolunyň we şöhle şöhlelendiriji aýnalaryň kadaly işlemegini üpjün edýär.
2.2 Lazer bilen kesmek üçin kesiji lampa
Lazer bilen kesmek üçin kesiji çyranyň gurluş diagrammasy aşakda görkezilen. Ol esasan çyranyň göwresinden, fokuslaýjy linzadan, şöhlelendiriji aýnadan we kömekçi gaz burunundan ybarat. Lazer bilen kesmek wagtynda kesiji çyra aşakdaky talaplara laýyk gelmelidir:
① Çyra ýeterlik gaz akymyny çykaryp bilýär.
2. Gazyň çyranyň içindäki çykaryş ugry şöhlelendiriji aýnanyň optiki okuna laýyk bolmaly.
③ Çyranyň fokus aralygyny aňsatlyk bilen sazlap bolýar.
④ Kesiş wagtynda, kesilen metaldan çykýan metal buglary we çaýkanmalar şöhlelendiriji aýna zeper ýetirmeli däldir.
Kesiji çyranyň hereketi NC hereket ulgamy tarapyndan sazlanýar. Kesiji çyra bilen iş böleginiň arasyndaky deňeşdirme hereketi üçin üç senariý bar:
① Iş bölegi iş stolunyň içinden hereket edýän mahaly, ýangyç hereketsiz galýar — esasan kiçi ölçegli iş bölekleri üçin amatly.
② Çyra hereket edýän wagty iş bölegi hereketsiz galýar.
③ Çyra we iş stoly bir wagtyň özünde hereket edýär.
2.2.1 Kesiji kelle
Lazer kesiji kelle şöhle geçiriş ulgamynyň ahyrynda ýerleşýär, ol fokuslaýjy linzadan we kesiji burundan ybaratdyr.
Fokuslaýjy linzalar, esasan, fokus aralygy boýunça klassifikasiýa edilýär. Lazer kesiji enjamlaryň köpüsi dürli fokus aralyklary bolan birnäçe kesiji kelleler bilen üpjün edilen. Mysal hökmünde CO₂ lazer kesişini alsak, umumy fokus aralyklary 127 mm (5 dýuým) we 190 mm (7,5 dýuým) bolýar. Gysga fokus aralygy linza kiçi fokus nokadyny we gysga fokus çuňlugyny döredýär, bu bolsa kerfiň giňligini azaltmaga we has inçe kesişlere ýetmäge ýardam edýär. Uzyn fokus aralygy linza has uly fokus nokadyny we has uzyn fokus çuňlugyny berýär. Gysga fokus aralygy linzalary bilen deňeşdirilende, uzyn fokus aralygy linzalary fokus nokadynyň golaýynda materiallary işläp taýýarlamak üçin ýeterlik lazer energiýa dykyzlygy bolan fokuslanan şöhle berip bilýär. Şonuň üçin gysga fokus aralygy linzalary esasan inçe plitalary takyk kesmek üçin ulanylýar, uzyn fokus aralygy linzalary bolsa galyň materiallar üçin ýeterlik fokus çuňlugyny almak üçin gerek bolýar, bu bolsa nokat diametriniň minimal üýtgemegini we kesiş galyňlygynyň aralygynda ýeterlik güýç dykyzlygyny üpjün edýär.
Fokuslaýjy linzalar kesiji alowa düşýän parallel lazer şöhlesini fokuslamak üçin ulanylýar, bu bolsa kiçi nokat ölçegine we ýokary kuwwatlylyk dykyzlygyna ýetýär. Linzalar lazer tolkun uzynlygyny geçirip bilýän materiallardan ýasalýar. Optiki aýna köplenç gaty ýagdaýly lazerler üçin ulanylýar, ZnSe, GaAs we Ge ýaly materiallar bolsa CO₂ gaz lazerleri üçin ulanylýar (sebäbi adaty aýna CO₂ lazer şöhleleri üçin açyk däl), olaryň arasynda ZnSe iň köp ulanylýar.
Lazer bilen kesmek üçin, güýç dykyzlygyny ýokarlandyrmak we ýokary tizlikli kesmegi üpjün etmek üçin fokus nokadynyň diametrini azaltmak zerurdyr. Şeýle-de bolsa, linzanyň fokus aralygynyň gysga bolmagy fokus çuňlugynyň azalmagyna getirýär, bu bolsa galyň plitalary kesende perpendikulýar kesiş ýüzüne ýetmegi kynlaşdyrýar. Mundan başga-da, fokus aralygynyň gysga bolmagy linza bilen iş böleginiň arasyndaky aralygy azaldýar, bu bolsa linzanyň kesilende erän çaýkanmalar bilen hapalanmagynyň we adaty işleýşine täsir etmegiň töwekgelçiligini ýokarlandyrýar. Şonuň üçin degişli fokus aralygy kesişiň galyňlygy we kesiş hiliniň talaplary ýaly faktorlara esaslanyp, toplumlaýyn kesgitlenmelidir.
2.2.2 Yzyny şöhlelendirýän aýna
Çyrgaýjy aýnanyň wezipesi lazerden çykýan şöhle ugruny üýtgetmekdir. Gaty ýagdaýly lazerlerden çykýan şöhleler üçin optiki aýnadan ýasalan çyrgaýjy aýnalar ulanylyp bilner. Tersine, CO₂ gaz lazer kesiji enjamlardaky çyrgaýjy aýnalar adatça ýokary çyrgaýjylyga eýe bolan misden ýa-da metallardan ýasalýar. Iş wagtynda lazer şöhlelenmesinden gyzgynlygyň ýüze çykmagynyň zyýanynyň öňüni almak üçin, çyrgaýjy aýnalar adatça suw bilen sowadylýar.
2.2.3 Burun
Burun kesiş zolagyna kömekçi gaz püskürtmek üçin ulanylýar we onuň gurluşy kesiş netijeliligine we hiline belli bir derejede täsir edýär. 4.11-nji suratda lazer bilen kesmek üçin umumy burun görnüşleri görkezilýär; burun deşiginiň görnüşleri silindrik, konus we birleşýän-bölenýän görnüşleri öz içine alýar.
Nasosyň saýlanmagy, adatça, iş böleginiň materialyna we galyňlygyna, şeýle hem kömekçi gazyň basyşyna esaslanýan synaglar arkaly kesgitlenýär. Lazer bilen kesmek, adatça, koaksial nasoslary ulanýar (gaz akymy optiki ok bilen koaksial). Eger gaz akymy we lazer şöhlesi koaksial bolmasa, kesmek wagtynda aşa köp çaýkalyp biler. Nasos deşiginiň içki diwary gazyň päsgelçiliksiz akymyny üpjün etmek we kerfiň hiline täsir edip biljek turbulentligiň öňüni almak üçin tekiz bolmaly. Kesmegiň durnuklylygyny üpjün etmek üçin, nasos ujunyň ýüzi bilen iş böleginiň ýüzüniň arasyndaky aralyk iň pes derejede bolmaly, adatça 0,5 mm-den 2,0 mm-e çenli bolmaly. Nasos deşiginiň diametri lazer şöhlesiniň tekiz geçmegine mümkinçilik bermeli, şöhleniň deşigiň içki diwaryna degmeginiň öňüni almaly. Deşigiň diametri näçe kiçi bolsa, şöhleni birleşdirmek şonça kynlaşýar. Berlen kömekçi gaz basyşy üçin nasos deşiginiň optimal diametrleri bar. Aşa kiçi ýa-da uly deşik erän önümleri kerfden aýyrmaga päsgel berer we kesiş tizligine täsir eder.
Lazer güýji we kömekçi gaz basyşy astynda kesiş tizligine burun deşiginiň diametriniň täsiri 4.12 we 4.13 suratlarda görkezilen. Maksimum kesiş tizligine ýetýän optimal burun deşiginiň diametriniň bardygyny görmek bolýar. Bu optimal gymmatlyk kömekçi gaz hökmünde kislorod ýa-da argon ulanylandygyna garamazdan, takmynan 1,5 mm-e deňdir.
Gaty erginleri (kesmegi kyn) lazer bilen kesmek boýunça geçirilen synaglar, 4.14-nji suratda görkezilişi ýaly, optimal burun deşiginiň diametriniň ýokardaky netijelere örän ýakyndygyny görkezýär. Burnun deşiginiň diametri şeýle hem kerfiň giňligine we ýylylyk täsir edýän zonanyň (HAZ) giňligine täsir edýär. 4.15-nji suratda görkezilişi ýaly, burun deşiginiň diametriniň artmagy bilen kerfiň giňligi artýar, HAZ giňligi bolsa daralýar. HAZ-yň daralmagynyň esasy sebäbi, kesiş zolagyndaky esasy materiala kömekçi gaz akymynyň sowadyjy täsiriniň güýçlenmegidir.
2.3 Lazer kesiş enjamlarynyň parametrleri
2.3.1 Alaw bilen işleýän kesiji enjamlar
Fener bilen işleýän kesiji enjamlarda kesiji fener hereket edýän portalda oturdylýar we portal şöhlesi (Y-oky) boýunça gorizontal hereket edýär. Portal feneri X-oky boýunça herekete getirýär, iş bölegi bolsa iş stolunda berkidilýär. Lazer we kesiji fener aýratyn ýerleşdirilendigi üçin, lazer geçirijilik häsiýetnamalaryna, şöhle skanirleme ugry boýunça parallellige we şöhle şöhlelendiriji aýnalaryň durnuklylygyna kesiş prosesi wagtynda täsir edilýär.
Alaw bilen işleýän kesiji enjamlar uly göwrümli iş böleklerini işläp bilýär. Ol kesiji önümçilik zolagy üçin deňeşdirme boýunça kiçi meýdany eýeleýär we önümçilik liniýasyny döretmek üçin beýleki enjamlar bilen aňsatlyk bilen birleşdirilip bilner. Şeýle-de bolsa, onuň ýerleşdirilişiniň takyklygy diňe ±0,04 mm.
Fener bilen işleýän kesiji enjamlaryň tipiki gurluşy 4.19-njy suratda görkezilen. Lazerden kesiji fenere çenli aralyk 18 m bolan üznüksiz tolkunly CO₂ lazer kesiji maşyn ulanylýar. Bu geçirijilik aralygynda şöhle diametriniň üýtgemeginiň kesiş operasiýalaryna päsgel bermezligini üpjün etmek üçin, ossilýator aýnalarynyň utgaşmasy üns bilen dizaýn edilmelidir.
Alaw bilen işleýän kesiji enjamlaryň esasy tehniki parametrleri aşakdakylardyr:
- Lazer çykyş güýji: 1.5 kW (bir re modeimli), 3 kW (köp re modeimli)
- Alawyň urşy: X okunyň uzynlygy 6.2 m, Y okunyň uzynlygy 2.6 m
- Sürüş tizligi: 0–10 m/min (sazlanyp bilner)
- Çyra Z okunyň ýüzýän urgy: 150 mm
- Çyranyň Z okuny sazlamak tizligi: 300 mm/min
- Işlenen polat plitanyň iň uly ölçegi: 12 mm × 2400 mm × 6000 mm
- Dolandyryş ulgamy: Integrasiýa edilen NC dolandyryş režimi
2.3.2 XY stol bilen hereketlendirilýän kesiji enjamlar
XY stoly bilen hereketlendirilýän kesiji enjamda kesiji çyra çarçuwa berkidilýär we iş bölegi kesiji stoluň üstüne goýulýar. Kesiji stol NC buýruklaryna laýyklykda X we Y oklary boýunça hereket edýär, sazlanyp bilinýän sürme tizligi adatça 0–1 m/min ýa-da 0–5 m/min aralygynda bolýar. Kesiji çyra iş bölegine görä hereketsiz galýandygy sebäpli, kesiş prosesinde lazer şöhlesiniň deňleşdirilmegine we merkezleşdirilmegine täsirini azaldýar, kesiş işiniň deň we durnukly bolmagyny üpjün edýär. Ýokary mehaniki takyklyga eýe bolan kiçi ölçegli kesiji stol bilen enjamlaşdyrylanda, enjam ±0,01 mm weajaýyp kesiş takyklygy, bu ony kiçi bölekleri takyk kesmek üçin has amatly edýär. Mundan başga-da, uly göwrümli iş böleklerini gaýtadan işlemek üçin 2300–2400 mm X okunyň urgusy we 1200–1300 mm Y okunyň urgusy bolan has uly kesiji stollar bar.
XY stolunda hereketlendirilýän kesiji enjamlaryň esasy tehniki parametrleri aşakdakylardyr:
- Lazer çeşmesi: CO₂ gaz lazeri (ýarym ýapyk göni turba görnüşli)
- Lazer energiýa çeşmesi: Giriş woltasy 200 VAC; Çykyş woltasy 0–30 kV; Maksimum çykyş togy 100 mA
- Lazer çykyş güýji: 550 W
- Kesýän stoluň hereketi: X okunyň uzynlygy 2300 mm, Y okunyň uzynlygy 1300 mm
- Kesiji stoluň sürme tizligi (basgançak bilen sazlanyp bilner): 0.4–5.0 m/min, 0.2–2.5 m/min, 0.1–1.3 m/min, 0.05–0.6 m/min
- Çyra Z okunyň ýüzýän urgy: 180 mm
- Işlenilen plastinanyň iň uly ölçegi: 6 mm × 1300 mm × 2300 mm
- Dolandyryş ulgamy: Sanly dolandyryş (NC) režimi
2.3.3 Iki hereketlendirijili kesiji enjamlar (Fener we stol)
Iki hereketlendirijili kesiji enjamlar (fana we stol) dizaýn boýunça fana bilen işleýän we XY stol bilen işleýän kesiji maşynlaryň arasynda ýerleşýär. Kesiji fana portalda oturdylýar we portal şöhlesi (Y-oky) boýunça gorizontal hereket edýär, kesiji stol bolsa uzynlyk boýunça hereketlendirilýär. Bu gibrid dizaýn ýokary kesiji takyklygyň we ýer tygşytlaýjy netijeliligiň artykmaçlyklaryny birleşdirýär. ±0,01 mm ýerleşýän ýerini kesgitlemek takyklygy we 0–20 m/min aralygynda sazlanyp bilýän kesiji tizlik diapazony bilen, ol bazarda iň köp ulanylýan kesiji maşynlaryň biridir. Bu maşynyň has uly modelleri 2000 mm Y-oky we 6000 mm X-oky hereketini hödürleýär, bu bolsa uly ölçegli iş böleklerini kesmäge mümkinçilik berýär.
Lazer ossilýatory kesiji çyranyň gapdalynda portalda oturdylýar. Bu konfigurasiýa tegelek deşikleri kesende ajaýyp takyklygy üpjün edýär. Maşyn şeýle hem ýokary önümçilik netijeliligi bilen öwünýär: ol 1 mm galyňlykdaky polat plastinkada minutda 46 tegelek deşik (diametri 10 mm) kesip bilýär.
2.3.4 Integrasiýa edilen kesiji enjamlar
Birindeintegrasiýa edilen kesiji maşyn, lazer çeşmesi çarçuwa gurnalýar we onuň bilen bilelikde uzynlyk boýunça hereket edýär, kesiji çyra bolsa çarçuwa şöhlesi boýunça gorizontal hereket etmek üçin hereketlendiriji mehanizmi bilen birleşdirilýär. Maşyn dürli görnüşli bölekleri kesmek üçin sanly dolandyryşy ulanýar. Kesiji çyranyň gorizontal hereketi sebäpli ýüze çykýan optiki ýol uzynlygynyň üýtgemeginiň öwezini dolmak üçin, adatça, optiki ýol uzynlygyny sazlamak moduly enjamlaşdyrylýar. Bu modul kesiş meýdanynda birmeňzeş lazer şöhlesini üpjün edýär we kesiş ýüzüniň hilini yzygiderli saklaýar.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 17-nji dekabry 
