Lazerli kesish mashinasining aniqligiga qanday omillar ta'sir qiladi?

Lazer Turi va Nurlanish Xususiyatlari

Tolali, CO2 va Diod: Lazer Turi Kesish Aniqligiga Qanday Ta'sir Qiladi

Lazer kesishda tolali, CO2 va diodli lazerlar kesish kerak bo'lgan narsa va aniqlik darajasiga qarab turli xususiyatlarga ega. Tolali lazerlar 1,06 mikron atrofida ishlaydi va metallar, ayniqsa, ularning energiyasini yaxshi so'rish tufayli 0,05 mm ichida aniqlikni ta'minlay oladigan yuqori zichlikli po'lat bilan juda yaxshi ishlaydi. Akrilik plastinkalar kabi metallmas materiallarni kesishda 10,6 mikron to'lqin uzunlikdagi CO2 lazerlar toza qirrali kesim hosil qiladi va 10 mm dan qalin bo'lmagan materiallarni boshqa usullarga qaraganda 20% tezroq kesib beradi. Diodli lazerlar boshqalari qadar kuchli emas, lekin ular juda tor kesim hosil qiladi, ba'zan 0,1 mm dan ham kichik bo'ladi, bu elektron komponentlar ishlab chiqarishda ishlatiladigan yupqa fol'galar va turli plastiklar kabi nozik materiallar bilan ishlashda qulay.

Nur diametri, Fokus nuqtasi o'lchami va To'lqin uzunligining aniqlikka ta'siri

Agar lazer tizimlarini ko'rib chiqsak, 0.1 mm atrofida bo'lgan tor nurlanish diametriga ega bo'lgan tizimlar yaxshi sifatli fokuslovchi optika bilan ishlatilganda ancha yaxshi natija beradi. Bunday sozlamalar 0.3 mm keng nurlanishdan foydalanilganda kuzatiladigan issiqlik ta'sir qilgan hududlarni taxminan 40% gacha kamaytirishi mumkin. Shuningdek, tolasimon lazerlar ham boshqacha ishlaydi, chunki ularning to'lqin uzunligi qisqaroq bo'lib, an'anaviy CO2 lazerlaridan taxminan o'ttiz marta ko'proq energiya zichligiga ega. Bu ularni qalinligi bir millimetrdan kam bo'lgan yupqa latun plitalar ustida batafsil ish olib borish uchun ajoyib qiladi. Biroq, shunday qilib, diodli lazerlar yorug'likni o'zlariga qaytaruvchi ayrim materiallar bilan bog'liq muammolarga duch keladi. Shu sababli, ko'pgina sozlamalarda issiqlik tishlarini yomon shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, deformatsiyani har bir metrda taxminan besh mikrometrga yetkazib, 300 vatt quvvat darajasidan pastroq saqlash qabul qilinadi.

Impuls chastotasi va vazifa sikli: Qirralar sifati va o'lchamli nazoratga ta'siri

Soniyasiga 500 dan 1000 tagacha impulslar beruvchi lazerlar aluminiyda hosil bo'ladigan chiqindilarni 60% ga qisqartiradi va bir vaqtda o'lchovlarni ±0,08 mm ichida saqlaydi. Ishlab chiqaruvchilar ishlash davri 30% dan 70% gacha oshirilganda sirt sifatida ham sezilarli yaxshilanishni kuzatishadi. Ayni so'nggi aniq ishlash bo'yicha tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, titanning qotishmalarida qirralarning notekisligi taxminan 3,2 mikrondan 1,6 mikrongacha kamayadi. Qalinligi 6 mm dan kam bo'lgan uglerodli po'lat birlamchi mahsulotlar uchun 1 millisekundlik impulslar bilan birga o'zgarish rejimi deyarli mukammal to'g'ri burchaklarni beradi, ya'ni 99% perpendikulyarlikka erishiladi. Sanoeiy qo'llanmalarda hatto eng kichik chetlanishlar ham muammolarga sabab bo'lishi mumkin bo'lgan detallarni tayyorlashda bunday aniqlik aynihim juda muhimdir.

Lazer turlariga ko'ra aniqlik omillari

Materialning xossalari va kesish aniqligiga ta'siri

Material turi va qalinligi lazerli kesish mashinasining aniqlik darajasini qanday o'zgartirishi

Material tanlovi qanday darajada aniqlikni amalga oshirish mumkinligini belgilashda muhim rol o'ynaydi. 5 dan 25 mm gacha bo'lgan qalin materiallarni ko'rib chiqqanda, odatda 3 mm dan qalinroq bo'lmagan materiallarga qaraganda kesish deviasiyasi 15 dan 30 foizgacha kengroq bo'lishini kuzatamiz. Bu asosan nurlanish tarqalish muammolari va material bo'ylab noaniq issiqlik tarqalishidan kelib chiqadi. Metallar odatda yaxshiroq shaklga ega bo'ladi va 0,002 dyuymdan 0,006 dyuymgacha bo'lgan aniqlik bilan kesiladi. Boshqa tomondan, polimerlar qayta ishlanayotganda ko'pincha shikastlanadi. 2023-yilda nashr etilgan so'nggi tadqiqotlar 3 mm dan qalin bo'lmagan 304 dan yasalgan nixromli po'latlar pozitsion aniqligini ±0,0035 dyuym atrofida saqlab turishini ko'rsatdi. Shu qalinlikdagi akril materiallari esa asosan issiqlik kengayish ta'siridan kelib chiqqan holda taxminan ±0,007 dyuymgacha bo'lgan katta farqlarni namoyish qildi.

Metallar va polimerlarda issiqlik o'tkazuvchanlik va aks ettirish qiyinchiliklari

Ko'p yorug'likni akslantiruvchi metallar, ayniqsa, alyuminiy nurlanish energiyasining 60 dan 85 foizigacha qaytaradi. Bu esa operatorlarning yaxshi natijaga erishish uchun quvvatni 20 dan 40 foizgacha oshirish zarurligini anglatadi, bu esa, afsuski, materialdan ortiqcha kesish ehtimolini oshiradi. Masalan, quyrotinning issiqlik o'tkazuvchanligi 400 Vt/mK dan yuqori bo'lib, shu materiallar bilan ishlayotgan texniklar uchun jarayon davomida haroratni nazorat qilish qiyin bo'ladi. Polikarbonat kabi polimerlar uchun esa yana boshqa muammo mavjud. Bu materiallar yuzaning turli qismlarida nozik nurlanishni nozik so'rishadi, natijada sirtning sakkiz millimetrdan chuqurroq kesilishida nojo'ya qiyalangan chetlar vujudga keladi. Yaxshisi, so'nggi yillarda alyuminiy yuzalar uchun yorug'likni akslantiruvchi qoplamalar yaratilgan. Ishlab chiqaruvchilarning ma'lumotlariga ko'ra, bu qoplamalar aniq ishlab chiqarish sharoitida nurlanish tarqalishini taxminan 40 foizga kamaytiradi.

Holat tahlili: Yaxlit po'lat va alyuminiy o'rtasidagi aniqlik farqi

Aynan bir xil 4 kW li tolali lazer sozlamalarida, yaxlit po'lat 100 ta kesishda 98% o'lchov doimiyligini saqlab qolgan bo'lsa, alyuminiy 91% ni qayd etgan. Alyuminiyning nisbatan past suyuqlanish temperaturasi yuqori tezlikda kesishda (80 m/min dan yuqori) o'rtacha qirralarda 0.0008 dyuym lik burrga sabab bo'lgan.

Mashina sifati va harakat tizimi ishlashi

Servo dvigatellar, chiziqli yo'nalishlar va mashina qattiq qurilishi pozitsion aniqlikda o'ynaydigan rol

Lazer kesish mashinalarida kuzatilayotgan aniqlik ularning harakat qismlariga bog'liq. Masalan, zamonaviy servo dvigatellarni oling - ular asboblarini plus yoki minus 5 mikrometrga pozitsionlashi mumkin. Yuqori sifatli chiziqli yo'nalishlar esa oddiy relslarga qaraganda ishqalanish muammolarini 40% dan 60% gacha kamaytiradi. Shuningdek, ramka o'zida ham muhim rol o'ynaydi. Yaxshi qattiq qurilish tezlanishda 12 kilonuton kuchlanishga duch keladigan deformatsiya kuchlarini bartaraf etishi mumkin. 2024-yilda robototexnika sohasida o'tkazilgan so'nggi tadqiqot qiziq natijalarga olib keldi: sanoat robotlarining noto'g'ri harakatlari yuqori aniqlik ishlari davomida ishlab chiqarilayotgan qismlar sifatiga bevosita ta'sir qiladi. Bu bugungi kunda ishlab chiqaruvchilarning uskunalardan talab qilayotgan narsasini hisobga olgan holda mantiqiy.

Yuqori aniqlikdagi lazer kesishda tebranishni boshqarish va konstruksiyaviy barqarorlik

Yuqori toifadagi mashinalarda ishlatiladigan ilg'or tebranishni so'ndirish tizimlari garmonik tebranishlarni <0,8 μm amplituda chegarasigina cheklaydi, takrorlanuvchanlikni ±0,01 mm aniqlikda saqlaydi. Granitli kompozit asoslar va faol massalik so'ndirgichlar atrof-muhitdagi tebranish energiyasining 85–92% qismini yutib oladi, bu esa yuqori zichlikdagi materiallarda kesish kengligini 15–30% gacha kengaytiruvchi rezonansni oldini oladi.

Kesish kengligi va nurlarning barqarorligi maydaroq kesish sohalari uchun

<0,03 mm fokal nuqta siljishini saqlab turuvchi nurlarni yetkazib berish tizimlari tushkunlikli po'latda kesish kengligini 0,1 mm dan kam qilib amalga oshiradi, sharlanish chegarasi (Ra) esa 1,6 μm dan past bo'ladi. Yuqori bosimli yordamchi gaz (25 bar gacha) plazma hosil bo'lishini barqaror qiladi, sharlanish konusini 70% gacha kamaytiradi. Haqiqiy vaqtda nurlarni nazorat qilish quvvat tebranishlarini 50 ms ichida to'g'rilaydi va energiya zichligining ±2% barqarorligini ta'minlaydi.

Kesish parametrlari va jarayonni optimallashtirish

Aniqlik uchun lazerni quvvati, kesish tezligi va material qalinligini muvozanat qilish

Aniq natijalarga erishish uchun 200 dan 6000 vattgacha bo'lgan lazer quvvatini sozlash, yarim metrdan daqiqada 20 metrgacha bo'lgan oqim tezligini sozlash va materialning qalinligini hisobga olish kerak. 2025-yilda o'tkazilgan so'nggi tadqiqotlar turli metallar haqida qiziq ma'lumotlar aniqladi. 1 mm qalinlikdagi chiqizmaydigan po'latni kesayotganda, operatorlar alumin bilan ishlashda o'xshash tezliklarda sarf etiladigan quvvatdan 25% kamroq quvvat ishlatishlari mumkin, agar ular ±0.05 mm gacha bo'lgan chetlanish chegarasida qolishni xohlasalar. Uch millimetrdan qalinroq bo'lmagan narsalarni 10 dan 15 metrgacha bo'lgan tezlikda kesish va quvvat darajasini past ushlab turish orqali noqulay issiqlik ta'sir qiluvchi hududlarni kamaytirish mumkin. Lekin 10 dan 25 mm gacha qalin plitalar bilan ishlashda holat butunlay o'zgaradi. 0,5 dan 3 metrgacha bo'lgan tezlikka sekinlashish kerak bo'ladi va jarayon davomida quvvatni ehtimol sozlash orqali to'liq kirishni ta'minlash kerak bo'ladi.

Nurlanish uzunligi, Linza sifati va Masofa doimiylikdagi Fokus nazorati

• Fokus nuqtasi o'lchami : Yuqori aniqlikdagi kesish uchun optimal diapazon 0,1–0,3 mm
• Linza tozaligi : Ifloslanish nurlanish sifatini 40% gacha yomonlashtirishi mumkin
• Masofa : Nozzl bilan to'qnashuvdan va plazma to'siqidan saqlash uchun 0,5–2,5 mm masofani saqlang

Zamonaviy tizimlar kesish jarayonida materialning egilishini kompensatsiya qilish uchun fokal pozitsiyani dinamik ravishda sozlash uchun sig'imi o'tkazgich balandlik sensorlaridan foydalanadi.

Aniq nazoratni sozlash uchun sun'iy intellektga asoslangan parametrlarni optimallashtirish

Mashina o'qish algoritmlari jarayon davomida parametrlarni sozlamoq uchun 15 ta (issiqlik, optik, pozitsion) sensorlardan olingan haqiqiy vaqtdagi ma'lumotlarni tahlil qiladi. 2024 jarayonni optimallashtirish o'rganish o'zgaruvchan qalinlikdagi uglerodli po'latda chegaraning tik burchakliligi 22% ga yaxshilangan holda adaptiv tizimlarni aniqlagan. Bu tizimlar materiallar bazasini moslashtirish va oldindan taxmin qilish orqali sozlash vaqtini 65% gacha qisqartiradi.

Yopiq halqali aks-sabab tizimlari: lazer kesish mashinalarida haqiqiy vaqtda aniqlikni rivojlantirish

Murakkab nazoratchilar PID halqalari va interferometrik tasdiqlash yordamida har soniyada 10 000 gacha sozlama o'tkazadi. Nurlanish yo'nalishidagi og'ishlarni aniqlab, 4 µs ichida yo'lni tuzatish orqali kesish tezligi 25 m/min bo'lganda ham ±5 µm aniqlikni saqlaydi.

Tiklash, ta'mirlash va muhit ta'siri

Aniqlikni saqlashda muntazam kalibrlash va ta'mirlash muhimligi

Lazer kesish mashinalari muntazam tarzda sozlanmasa, yo'nalishdan chetlanib ketadi. Aniq mexanika instituti tadqiqotlariga ko'ra, ushbu mashinalar yiliga taxminan yarim millimetr aniqroqlikni yo'qotadi, chunki issiqlik o'zgarishlari va qismlarning vaqt o'tishi bilan eskirishi natijasida. Muntazam tekshiruvlar esa ko'pincha lenslarning ifloslanishi, aks ettiruvchi detallarning siljishi va uzluksiz ishlash natijasida yemirilayotgan gilzalarni almashtirish orqali qimmatga tushish ehtimolini oldini oladi. Optik komponentlarni tozalash ham aniq farq yaratadi. Ba'zi sinovlar shuni ko'rsatdiki, shunchaki tozalash amali 18% ga nurburilish barqarorligini oshiradi, bu esa ayniqsa aniq kesish talab qilinadigan yupqa metallarni ishlashda kesish sifatini yaxshilaydi.

Sanoat lazer kesish mashinalarida avtomatik va qo'lda sozlash

Avtomatik kalibrovka inson xatosini 90% gacha kamaytiradi va qo'lda tekshirishga qaraganda besh marta tezroq tekshirishni amalga oshiradi. Biroq, takrorlanuvchi sozlash talab qilinadigan eskirgan tizimlar uchun qo'lda kalibrovka hali ham zarur. Aralash ishlab chiqarish muhitida avtomatlashtirish ham, qo'lda sozlash ham qo'llaniladi: avtomatlashtirish takrorlanuvchanlikni kafolatlaydi, tajribali texniklar esa muhim maxsus buyurtmalarni nazorat qiladi.

Harorat, namlik va operatorning malakasi: kesish sifatidagi noaniq o'zgaruvchilar

±3°C dan ortiq termal o'zgarishlar tolali lazer to'lqin uzunligini buzadi, namlik 60% dan yuqori bo'lsa, linza oksidlanishini tezlashtiradi. To'g'ri operator tayyorgarlik o'tkazish aniqlikni 32% gacha kamayishini oldini oladi, chunki tajribali texniklar yordamchi gaz sozlanmagan muammolarni tez aniqlaydi. Eng yaxshi amaliyotlarga kiradi:

• Iqlim nazorati ostida bo'lgan muhit (<25°C, 45–55% Nisbiy namlik)
• Kunlik kuchlanish barqarorligini tekshirish
• Har chorakda nurlanish tahlili

ISO 9013:2022 standartlariga muvofiq ishlash o'zgaruvchan ish joyi sharoitida ham o'lchamli aniqlikni ±0.1 mm ichida saqlashga yordam beradi.

Tez-tez so'raladigan savollar (FAQ)

Metallarni kesish uchun qanday turdagi lazerlar eng yaxshidir?

Volokonli lazerlar metallarni, ayniqsa, metallmas materiallarni qirqishda aniq chetlar hamda tez qirqish imkonini beradi.

CO2 lazerlar metallmas materiallarni qirqishda qanday ishlaydi?

CO2 lazerlar metallmas materiallarni, masalan, akril plitalarni qirqishda aniq chetlar hamda tez qirqish imkonini beradi.

Diodli lazerlar nima uchun nozik materiallar bilan aniqlik ishlarida qo'llanadi?

Diodli lazerlar juda tor qirqishni yaratadi va elektronikada ishlatiladigan yupqa fol'galar hamda turli plastmassalar kabi nozik materiallar uchun idealdir.

Material qalinligi lazerli qirqish aniqligiga qanday ta'sir qiladi?

Qalin materiallar ko'pincha kengroq yorilishga olib keladi, shu esa nozik materiallar bilan qattiqroq chegaralar saqlanishini anglatadi.

Servomotorni lazerli qirqish mashinasining aniqligida qanday roli bor?

Servomotorlar qirqish jarayonining umumiy aniqligini oshirish uchun mikrometrning bir nechta qismlariga aniq asboblar o'rnatishga yordam beradi.