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激光切割-(1)激光切割的原理与结构

2015-04-01    作者:    来源:

一、激光切割的原理
    激光切割是由电子放电作为供给能源,通过 He、N2、CO2 等混合气体为激发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割。
    激光切割的过程:在数控程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面,将金属熔化;同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机驱动下,切割头按照预定路线运动,从而切割出各种形状的工件。

  

1:激光切割示意图
二、机床结构
(一) 该机型的主要特点如下:
    悬臂式开式结构,可从三个方向上下料,人机接近性极好,可放置超长超宽的板材。
    可移动式切割工作台与主机分离,柔性大。可加装焊、切管等功能。
    精密传动部件不在切割区域内,防护容易,也不会由于工作台及床身切割热变形影响机床的精度。
    从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差,避免了横梁的扭动,使得光路稳定,切割精度提高。
    配有高速的Z轴系统,同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等,大大提高了加工效率。
    新型的PM—400V2.0智能化编程软件,具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高效穿孔、尖角处理等功能。
    具有先进的多腔分室除尘系统,比单纯的抽风系统除尘效果更高。
(二)机床的结构主要由以下几部分组成:
1、床身
    全部光路安置在机床的床身上,床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具,通过特殊的设计,消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个排气腔室,当切割头位于某个排气室上部时,阀门打开,废气被排出。通过支架隔架,小工件和料渣落在废物箱内。
2、工作台
    移动式切割工作台与主机分离,柔性大,可加装焊接、切管等功能。配有两张1.5米×4米的工作台可供交换使用,当一个工作台在进行切割加工的同时,另一张工作台可以同时进行上下料操作,有效提高工作效率。两个工作台可通过编程或按钮自动交<。
工作台下方配有小车收集装置,切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。
3、切割头
    是光路的最后器件,其内置的透镜将激光光束聚焦,标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸(主要用于割厚板)两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关,本机切割头使用德国PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头,在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距,调整激光焦距与板材的相对位置,以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆放位置(红光指示器)。
4、控制系统
    控制系统包括数控系统(集成可编程序控制器PLC)、电控柜及操作台。PMC-1200数控系统由32位CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成,采用全中文才做界面,10.4"彩色液晶显示器,能实现机外编程计算机与机床的控制系统进行数据传输通讯(具有232接口),具有加速、突变限制;具有图形显示功能,可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。
5、激光控制柜
    控制和检查激光器的功能,并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式。
6、激光器
    采用原装进口型激光发生器,是目前世界先进的RF激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生,激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体,通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动,气体在前后两个热交换器中冷却,以利于高压单元将能量传给气体。
7、冷却谋
    冷却激光器、激光气体和光路系统。
8、除尘装置
  内置管道及风机,改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全压的离心式除尘风机,加之全封闭的机床床身及分段除尘装置,具有较好的除尘效果。
9、供气系统
 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气(空气压缩机、冷干机)。
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