Cov Ntsiab Lus Tseem Ceeb ntawm Kev Txiav Laser thiab Nws Cov Txheej Txheem Ua Haujlwm —Cov Khoom Siv Txiav Laser

II. Kev sib xyaw ua ke ntawm cov khoom siv txiav laser

2.1 Cov Cheebtsam thiab Txoj Cai Ua Haujlwm ntawm Laser Cutting Machine

Lub tshuab txiav laser muaj lub tshuab laser emitter, lub taub hau txiav, lub rooj sib dhos sib txuas, lub rooj ua haujlwm ntawm lub tshuab, lub kaw lus tswj tus lej (NC), lub khoos phis tawj (kho vajtse thiab software), lub tshuab ua kom txias, lub tog raj kheej roj tiv thaiv, lub tshuab sau plua plav, thiab lub tshuab ziab cua.

Lub Tshuab Tsim Laser

Lub tshuab hluav taws xob laser yog ib lub cuab yeej uas tsim cov teeb laser. Rau cov ntawv thov txiav laser, feem ntau cov tshuab siv CO₂ roj lasers uas muaj kev hloov pauv hluav taws xob siab thiab muaj zog ntau, tsuas yog qee qhov xwm txheej uas siv YAG solid-state lasers. Tsis yog txhua lub lasers tsim nyog rau kev txiav, vim tias kev txiav laser ua rau muaj qhov yuav tsum tau ua kom zoo ntawm lub teeb.
Txiav Taub Hau

Nws feem ntau muaj cov khoom xws li lub nozzle, lub lens tsom, thiab lub kaw lus taug qab tsom.

Lub cuab yeej tsav lub taub hau txiav yog siv los tsav lub taub hau txiav kom txav mus raws Z-axis raws li cov kev pab cuam ua ntej. Nws muaj lub cev muaj zog servo thiab cov khoom siv kis xws li cov ntsia hlau lossis cov iav.

(1) Nozzle: Muaj peb hom nozzles tseem ceeb: hom sib luag, hom sib sau ua ke, thiab hom conical.

(2) Lub Lens Focusing: Yuav kom ua tiav kev txiav siv lub zog laser, lub teeb thawj uas lub laser tso tawm yuav tsum tau tsom los ntawm lub lens los tsim ib qho chaw teeb nrog lub zog ceev. Lub lens nruab nrab thiab ntev focal ntev yog tsim rau kev txiav phaj tuab thiab muaj qhov yuav tsum tau qis dua rau qhov ruaj khov ntawm qhov system taug qab. Lub lens luv focal ntev tsuas yog tsim rau kev txiav phaj nyias hauv qab 3 hli; lawv muaj cov kev cai nruj rau qhov ruaj khov ntawm qhov system taug qab tab sis tuaj yeem txo qhov xav tau laser tso zis zog.

(3) Lub Tshuab Nrhiav: Lub tshuab nrhiav kev tsom xam ntawm lub tshuab txiav laser feem ntau muaj lub taub hau txiav tsom xam thiab lub tshuab nrhiav kev. Lub taub hau txiav muaj cov haujlwm ntawm kev coj thiab kev tsom xam, dej txias, roj tshuab, thiab kev kho tshuab.

Lub sensor muaj cov khoom siv sensing thiab lub amplification control unit. Cov txheej txheem tracking sib txawv kiag li nyob ntawm hom sensing elements. Muaj ob hom tseem ceeb muaj: ib qho yog lub capacitive sensor tracking system, tseem hu ua non-contact tracking system; qhov tod yog lub inductive sensor tracking system, tseem hu ua contact tracking system.
Beam Kis Sib Dhos

Txoj Kev Pom Sab Nraud: Cov iav ci ntsa iab siv los coj lub teeb laser mus rau qhov kev taw qhia uas xav tau. Txhawm rau tiv thaiv kev ua haujlwm tsis zoo hauv txoj kev teeb, txhua daim iav ci ntsa iab raug tiv thaiv los ntawm cov ntaub thaiv, thiab cov roj tiv thaiv siab zoo raug qhia kom tsis txhob muaj kuab paug. Lub lens ua haujlwm siab tuaj yeem tsom lub teeb tsis sib txawv mus rau hauv qhov chaw me me. Lub lens nrog qhov ntev focal 5.0-nti feem ntau siv, thaum lub lens 7.5-nti tsuas yog siv rau kev txiav cov ntaub ntawv tuab dua 12 hli.
Rooj Ua Haujlwm Tshuab

Lub cev tseem ceeb ntawm lub tshuab: Lub tshuab cuab yeej ntawm lub tshuabtshuab txiav laseryog qhov khoom siv kho tshuab uas paub txog kev txav mus los ntawm X, Y, thiab Z axes, suav nrog lub platform ua haujlwm txiav.
Kev Tswj Xyuas Tus lej

Lub kaw lus NC tswj lub cuab yeej tshuab kom ua tiav X, Y, Z-axis txav mus los thiab tswj lub zog tso zis ntawm lub laser tib lub sijhawm.
Lub Tshuab Txias

Chav Txias: Nws yog siv los txias lub tshuab hluav taws xob laser. Lub laser yog ib lub cuab yeej uas hloov lub zog hluav taws xob mus ua lub zog teeb. Piv txwv li, qhov ua tau zoo ntawm CO₂ roj laser feem ntau yog 20%, nrog rau lub zog seem hloov mus ua cua sov. Dej txias tshem tawm cov cua sov ntau dhau los tswj kev ua haujlwm ib txwm ntawm lub tshuab hluav taws xob laser. Lub tshuab txias kuj tseem txias cov iav sab nraud thiab cov iav tsom iav ntawm lub cuab yeej tshuab, kom ntseeg tau tias qhov zoo ntawm kev xa hluav taws xob ruaj khov thiab tiv thaiv kom zoo tiv thaiv lub lens deformation lossis tawg vim overheating.
Cov thooj roj

Cov thooj voos kheej kheej roj suav nrog cov thooj voos kheej kheej nruab nrab ua haujlwm thiab cov thooj voos kheej kheej roj pabcuam rau lub tshuab txiav laser, uas yog siv los ntxiv cov roj lag luam rau kev co laser thiab muab cov roj pabcuam rau lub taub hau txiav.
Kev Tshem Tawm Pluag Mov

Nws rho tawm cov pa luam yeeb thiab cov hmoov av uas tsim tawm thaum lub sijhawm ua haujlwm thiab ua cov kev kho lim dej kom ntseeg tau tias cov pa roj tawm hauv qhov chaw ua haujlwm ua tau raws li cov qauv kev tiv thaiv ib puag ncig.
Cua Txias Tshuab Ziab Khaub Ncaws & Lim

Nws muab cua huv, qhuav rau lub tshuab hluav taws xob laser thiab txoj kev teeb pom kev zoo, tswj kev ua haujlwm ib txwm ntawm txoj kev teeb pom kev zoo thiab daim iav ci ntsa iab.

2.2 Txiav Teeb Rau Kev Txiav Laser

Daim duab qhia txog lub teeb txiav laser yog qhia hauv qab no. Nws feem ntau yog tsim los ntawm lub cev teeb, lub lens tsom, daim iav ci ntsa iab, thiab lub qhov roj ntxiv. Thaum lub sijhawm txiav laser, lub teeb txiav yuav tsum ua tau raws li cov hauv qab no:

① Lub teeb tuaj yeem tso tawm cov roj txaus.

② Qhov kev taw qhia ntawm cov roj hauv lub teeb yuav tsum yog coaxial nrog lub axis optical ntawm daim iav reflective.

③ Qhov ntev ntawm lub teeb tuaj yeem hloov kho tau yooj yim.

④ Thaum lub sijhawm txiav, cov pa hlau thiab cov dej txaws los ntawm cov hlau txiav yuav tsum tsis txhob ua rau daim iav ci ntsa iab puas.

Qhov kev txav ntawm lub teeb txiav raug kho los ntawm NC lub kaw lus txav. Muaj peb qhov xwm txheej rau kev txav mus los ntawm lub teeb txiav thiab qhov khoom ua haujlwm:

① Lub teeb tseem nyob ruaj khov thaum lub workpiece txav mus los ntawm lub rooj ua haujlwm - feem ntau yog tsim rau cov workpieces me me.

② Lub workpiece tseem nyob ruaj khov thaum lub teeb txav mus los.

③ Ob lub teeb thiab lub rooj ua haujlwm txav mus los tib lub sijhawm.

2.2.1 Lub Taub Hau Txiav

Lub taub hau txiav laser nyob rau ntawm qhov kawg ntawm lub kaw lus kis kab ke, uas muaj lub lens tsom thiab lub taub hau txiav.

Cov tsom iav tsom feem ntau yog muab faib ua pawg raws li qhov ntev ntawm lub lens. Feem ntau cov khoom siv txiav laser muaj ntau lub taub hau txiav nrog ntau qhov ntev ntawm lub lens sib txawv. Piv txwv li, siv CO₂ laser txiav, qhov ntev ntawm lub lens feem ntau yog 127 hli (5 nti) thiab 190 hli (7.5 nti). Lub lens luv luv tsim qhov chaw me me thiab qhov tob ntawm lub lens luv luv, uas ua rau txo qhov dav ntawm lub kerf thiab ua tiav cov kev txiav zoo dua. Lub lens ntev ntev ua rau qhov chaw loj dua thiab qhov tob ntawm lub lens ntev dua. Piv nrog cov lens luv luv, cov lens ntev ntev tuaj yeem muab lub teeb tsom nrog lub zog laser txaus rau kev ua cov khoom ze ntawm qhov chaw tsom. Yog li ntawd, cov lens luv luv feem ntau siv rau kev txiav cov phaj nyias, thaum cov lens ntev ntev yog qhov xav tau rau cov khoom tuab dua kom tau qhov tob ntawm lub lens txaus, kom ntseeg tau tias qhov sib txawv tsawg kawg nkaus ntawm qhov loj me thiab qhov ceev ntawm lub zog txaus hauv qhov ntau thiab tsawg ntawm kev txiav tuab.

Cov iav tsom iav siv los tsom cov teeb laser sib luag rau hauv lub teeb txiav, ua tiav qhov me me thiab muaj zog dua. Cov iav yog ua los ntawm cov ntaub ntawv uas tuaj yeem xa cov wavelength laser. Cov iav kho qhov muag feem ntau siv rau cov lasers khov kho, thaum cov ntaub ntawv xws li ZnSe, GaAs, thiab Ge raug siv rau CO₂ roj lasers (vim tias iav ib txwm tsis pom tseeb rau CO₂ laser beams), ntawm cov uas ZnSe yog siv dav tshaj plaws.

Rau kev txiav laser, qhov txo qhov chaw focal diameter yog qhov xav tau kom nce lub zog ceev thiab ua rau kev txiav ceev. Txawm li cas los xij, qhov luv dua ntawm lub lens focal ntev ua rau qhov tob focal me dua, ua rau nws nyuaj rau ua tiav qhov chaw txiav perpendicular thaum txiav cov phaj tuab. Tsis tas li ntawd, qhov luv dua ntawm focal ntev txo qhov deb ntawm lub lens thiab workpiece, ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm lub lens raug kuab lom los ntawm cov dej txaws thaum txiav thiab cuam tshuam rau kev ua haujlwm ib txwm muaj. Yog li ntawd, qhov ntev focal tsim nyog yuav tsum tau txiav txim siab raws li cov yam ntxwv xws li qhov txiav tuab thiab qhov yuav tsum tau ua kom zoo.

2.2.2 Daim Iav Ci Ntxuam

Lub luag haujlwm ntawm daim iav reflective yog hloov qhov kev taw qhia ntawm lub teeb uas tawm los ntawm lub laser. Rau cov teeb los ntawm cov lasers solid-state, cov iav reflective ua los ntawm iav optical tuaj yeem siv tau. Qhov sib piv, cov iav reflective hauv CO₂ roj laser txiav cov khoom siv feem ntau yog ua los ntawm tooj liab lossis hlau nrog kev reflectivity siab. Txhawm rau tiv thaiv kev puas tsuaj los ntawm overheating los ntawm laser irradiation thaum lub sijhawm ua haujlwm, cov iav reflective feem ntau raug txias nrog dej.

2.2.3 Lub Nozzle

Lub nozzle siv los tsuag cov roj pab rau hauv thaj chaw txiav, thiab nws cov qauv muaj qee qhov cuam tshuam rau kev txiav zoo thiab zoo. Daim duab 4.11 qhia cov duab nozzle feem ntau rau kev txiav laser; cov duab nozzle orifice suav nrog cylindrical, conical, thiab converging-diverging hom.

Feem ntau, kev xaiv lub nozzle yog txiav txim siab los ntawm kev sim raws li cov khoom siv thiab tuab ntawm cov khoom ua haujlwm, thiab lub siab ntawm cov roj pabcuam. Kev txiav laser feem ntau siv cov coaxial nozzles (qhov twg cov roj ntws yog coaxial nrog lub optical axis). Yog tias cov roj ntws thiab lub teeb laser tsis yog coaxial, kev sib txhuam ntau dhau yuav tshwm sim thaum txiav. Phab ntsa sab hauv ntawm lub qhov orifice nozzle yuav tsum du kom ntseeg tau tias cov roj ntws tsis muaj kev cuam tshuam thiab zam kev ntxhov siab uas yuav cuam tshuam rau qhov zoo ntawm kerf. Txhawm rau kom ntseeg tau tias kev txiav ruaj khov, qhov deb ntawm lub ntsej muag kawg ntawm lub nozzle thiab qhov chaw ua haujlwm yuav tsum raug txo qis, feem ntau yog txij li 0.5 hli txog 2.0 hli. Lub qhov orifice txoj kab uas hla ntawm lub nozzle yuav tsum tso cai rau lub teeb laser hla mus zoo, tiv thaiv lub teeb los ntawm kev kov phab ntsa sab hauv ntawm lub orifice. Lub qhov orifice txoj kab uas hla me dua, qhov nyuaj dua rau kev sib sau ua ke ntawm lub teeb. Rau qhov muab roj pabcuam siab, muaj ntau yam zoo tshaj plaws ntawm lub qhov orifice txoj kab uas hla ntawm lub nozzle. Lub qhov orifice me lossis loj dhau yuav cuam tshuam kev tshem tawm cov khoom yaj ntawm lub kerf thiab cuam tshuam rau qhov ceev txiav.

Qhov cuam tshuam ntawm lub qhov taub ntawm lub nozzle rau qhov ceev txiav hauv qab lub zog laser ruaj khov thiab lub zog roj pabcuam tau qhia nyob rau hauv Daim Duab 4.12 thiab 4.13. Nws tuaj yeem pom tias muaj lub qhov taub zoo tshaj plaws uas ua tiav qhov ceev txiav siab tshaj plaws. Tus nqi zoo tshaj plaws no yog kwv yees li 1.5 hli tsis hais seb puas siv oxygen lossis argon ua roj pabcuam.

Cov kev sim ntawm kev txiav laser ntawm cov hlau nplaum tawv (uas nyuaj rau txiav) qhia tau hais tias qhov zoo tshaj plaws ntawm lub nozzle orifice txoj kab uas hla yog ze heev rau cov txiaj ntsig saum toj no, raws li tau piav qhia hauv Daim Duab 4.14. Lub nozzle orifice txoj kab uas hla kuj cuam tshuam rau qhov dav kerf thiab qhov dav ntawm thaj chaw kub-cuam tshuam (HAZ). Raws li tau pom hauv Daim Duab 4.15, nrog rau qhov nce ntawm lub nozzle orifice txoj kab uas hla, qhov dav kerf nce thaum qhov dav HAZ nqaim. Qhov laj thawj tseem ceeb rau qhov nqaim ntawm HAZ yog qhov txias ntawm cov roj pabcuam ntws ntawm cov khoom siv hauv paus hauv thaj chaw txiav.

2.3 Cov Kev Ntsuas ntawm Cov Khoom Siv Laser Txiav

2.3.1 Cov Khoom Siv Txiav Uas Siv Lub Teeb Ci

Hauv cov khoom siv txiav uas siv lub teeb ci, lub teeb txiav raug teeb tsa rau ntawm lub gantry uas txav tau thiab txav mus rau kab rov tav raws lub gantry beam (Y-axis). Lub gantry tsav lub teeb kom txav mus rau X-axis, thaum lub workpiece raug kho rau ntawm lub rooj ua haujlwm. Vim tias lub laser thiab lub teeb txiav raug teeb tsa sib cais, cov yam ntxwv ntawm kev xa mus rau laser, kev sib luag raws li qhov kev taw qhia ntawm lub teeb, thiab kev ruaj khov ntawm cov iav ci ntsa iab raug cuam tshuam thaum lub sijhawm txiav.

Cov khoom siv txiav uas siv lub teeb ci tuaj yeem ua cov khoom loj. Nws siv thaj chaw me me rau thaj chaw tsim khoom txiav thiab tuaj yeem sib xyaw nrog lwm cov khoom siv los tsim cov kab ntau lawm. Txawm li cas los xij, nws qhov tseeb ntawm qhov chaw tsuas yog ± 0.04 hli xwb.

Cov qauv ib txwm ntawm cov khoom siv txiav uas siv lub teeb ci tau qhia nyob rau hauv Daim Duab 4.19. Lub tshuab txiav laser CO₂ txuas ntxiv mus tau txais yuav, nrog rau qhov deb ntawm lub laser mus rau lub teeb ci yog 18 m. Txhawm rau kom ntseeg tau tias qhov kev hloov pauv ntawm txoj kab uas hla ntawm qhov deb kis no tsis cuam tshuam rau kev ua haujlwm txiav, kev sib xyaw ua ke ntawm cov iav oscillator yuav tsum tau tsim kom zoo.

Cov txheej txheem tseem ceeb ntawm cov khoom siv txiav uas siv lub teeb ci yog raws li nram no:

Lub Zog Tawm Laser: 1.5 kW (ib hom), 3 kW (ntau hom)
Lub teeb Stroke: X-axis 6.2 m, Y-axis 2.6 m
Kev Tsav Tsheb Ceev: 0–10 m/min (kho tau)
Lub teeb Z-axis Floating Stroke: 150 hli
Kev Teeb Z-axis Kev Kho Kom Ceev: 300 hli / feeb
Qhov Loj Tshaj Plaws ntawm Cov Phaj Hlau Ua tiav: 12 hli × 2400 hli × 6000 hli
Kev Tswj Xyuas: Kev Tswj Xyuas NC Ua Ke

2.3.2 Cov Khoom Siv Txiav Uas Tsav Los Ntawm Rooj XY

Hauv cov khoom siv txiav uas tsav los ntawm lub rooj XY, lub teeb txiav raug ntsia rau ntawm tus ncej, thiab cov khoom ua haujlwm raug muab tso rau ntawm lub rooj txiav. Lub rooj txiav txav mus raws X thiab Y axes raws li NC cov lus txib, nrog rau qhov ceev tsav kho tau feem ntau ntawm 0-1 m / feeb lossis 0-5 m / feeb. Vim tias lub teeb txiav tseem nyob ruaj khov piv rau cov khoom ua haujlwm, nws txo qhov cuam tshuam rau kev sib phim ntawm lub teeb laser thiab qhov chaw thaum lub sijhawm txiav, ua kom muaj kev ua haujlwm txiav zoo ib yam thiab ruaj khov. Thaum nruab nrog lub rooj txiav me me uas muaj kev ua haujlwm siab, lub tshuab ua tiav qhov tseeb ntawm ± 0.01 hli thiabkev txiav txim siab zoo heev, ua rau nws tsim nyog rau kev txiav cov khoom me me. Tsis tas li ntawd, cov rooj txiav loj dua nrog X-axis stroke ntawm 2300–2400 mm thiab Y-axis stroke ntawm 1200–1300 mm muaj rau kev ua cov khoom loj.

Cov txheej txheem tseem ceeb ntawm XY lub rooj txiav tshuab yog raws li nram no:

Laser Source: CO₂ roj laser (hom semi-kaw ncaj-tube)
Lub Hwj Chim Laser: Qhov hluav taws xob nkag 200 VAC; Qhov hluav taws xob tso zis 0–30 kV; Qhov tso zis siab tshaj plaws tam sim no 100 mA
Lub zog tso zis laser: 550 W
Lub Rooj Txiav Stroke: X-axis 2300 mm, Y-axis 1300 mm
Kev Tsav Tsheb Ceev ntawm Lub Rooj Txiav (Kauj Ruam Kho Tau): 0.4–5.0 m/feeb, 0.2–2.5 m/feeb, 0.1–1.3 m/feeb, 0.05–0.6 m/feeb
Lub teeb Z-axis Floating Stroke: 180 hli
Qhov Loj Tshaj Plaws ntawm Cov Phaj Ua tiav: 6 hli × 1300 hli × 2300 hli
Kev Tswj Xyuas: Kev Tswj Xyuas Tus lej (NC) Hom

2.3.3 Cov Khoom Siv Txiav Ob Chav (Teeb & Rooj)

Cov khoom siv txiav ob txoj kev (lub teeb thiab lub rooj) poob ntawm cov tshuab txiav uas tsav los ntawm lub teeb thiab lub rooj XY. Lub teeb txiav tau teeb tsa rau ntawm lub gantry thiab txav mus rau kab rov tav raws lub gantry beam (Y-axis), thaum lub rooj txiav tau tsav mus rau longitudinal. Qhov kev tsim sib xyaw no ua ke cov txiaj ntsig ntawm kev txiav raug siab thiab kev txuag chaw. Nrog qhov tseeb ntawm qhov chaw ntawm ± 0.01 hli thiab qhov ceev txiav hloov kho tau ntawm 0–20 m / min, nws yog ib qho ntawm cov tshuab txiav siv dav tshaj plaws hauv kev ua lag luam. Cov qauv loj dua ntawm lub tshuab no muaj Y-axis stroke ntawm 2000 hli thiab X-axis stroke ntawm 6000 hli, ua rau txiav tau cov khoom ua haujlwm loj.

Lub laser oscillator tau teeb tsa rau ntawm lub gantry nrog rau lub teeb txiav. Qhov kev teeb tsa no muab kev ua haujlwm raug zoo heev thaum txiav cov qhov voj voog. Lub tshuab kuj muaj kev ua haujlwm zoo heev: nws tuaj yeem txiav 46 lub qhov voj voog (10 hli hauv txoj kab uas hla) ib feeb ntawm lub phaj hlau 1 hli tuab.

2.3.4 Cov Khoom Siv Txiav Ua Ke

Hauv ib qhotshuab txiav kev sib xyaw ua ke, lub laser qhov chaw tau teeb tsa rau ntawm tus ncej thiab txav mus ntev nrog nws, thaum lub teeb txiav tau koom ua ke nrog nws lub tshuab tsav kom txav kab rov tav raws tus ncej beam. Lub tshuab siv kev tswj tus lej los txiav ntau yam khoom zoo li. Txhawm rau them rau qhov kev hloov pauv ntawm txoj kab teeb pom kev zoo los ntawm kev txav kab rov tav ntawm lub teeb txiav, feem ntau yog nruab nrog lub module hloov kho qhov ntev ntawm txoj kab teeb pom kev zoo. Lub module no ua kom muaj lub teeb laser sib xws hauv thaj chaw txiav thiab tswj hwm qhov zoo ntawm qhov chaw txiav.

Lub sijhawm tshaj tawm: Lub Kaum Ob Hlis-17-2025

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