tokar.guru

Станки для лазерной резки металла, принцип работы и видео

Образно говоря, станки для лазерной резки уже сейчас воплощают в жизнь то, что совсем недавно казалось исключительно плодами научной фантастики. Однако уже сейчас лазерная обработка конструкционных материалов вполне реальна для техники и уже вовсю используется в ней. В том числе и в обработке металлов. По части материалов, к резанию которых эта аппаратура вполне предназначена, вполне можно говорить об универсальности таких станков.

Материалы, которые могут быть обработаны станками для лазерной резки

Помимо всех разновидностей металлов с помощью этого оборудования могут быть порезаны: древесина, пластмассы, керамика, стекло, камень, кожа, бумага (картон), и прочие материалы.

Физику процесса формирования лазерного луча и его воздействие на обрабатываемые материалы рассматривать здесь сколько-нибудь внимательно мы не видим смысла. Если у кого-то из пользователей этих станков есть такое желание, это можно сделать самостоятельно, благо, материала по этому поводу предостаточно. Мы считаем, что глубоко внедряться в физическое описание всех деталей процессов необязательно для того, чтобы успешно использовать станок на производстве. В том числе и на производстве кузнечном, если имеется возможность таковым обзавестись.

Функционал станков

Ограничимся лишь описанием функций, которые способно исполнить лазерное оборудование в обработке металлов и создании различных металлоконструкций. Итак, функциями станков, применяющих лазер, могут быть:

— режущие операции с применением лазера;

— лазерно-гравировальные мероприятия.

При осуществлении резания направленный луч прожигает или в высшей степени локально расплавляет обрабатываемый материал. Осуществляя своё воздействие на достаточную глубину материала, а точнее будет сказать, насквозь, образуется тончайший шов. А при необходимости в нанесении некоего рисунка или изображения на поверхность обрабатываемого объекта, воздействие оказывается на определённую наперёд заданную глубину.

 Видео работы станка с профильными и круглыми трубами

Теоретически всё в точной мере копирует обычные традиционные способы и технологии резания, однако у лазерной резки есть бесспорные преимущества по отношению к более старым и привычным в технике методологическим мероприятиям. Рассмотрим их более пристально.

В чём состоит прогрессивность станков для лазерной резки

Очень во многом. Любой аналог механического типа во время эксплуатационных мероприятий претерпевает очень серьёзное воздействие. Воздействие механико-динамического толка. При резании нагрузки на все звенья и механизмы станка (неважно, фрезеровочного, слесарного или любого другого, задействованного в металлообработке) испытывают комплекс негативных факторов: кручение, изгибные нагрузки, растяжение-сжатие и прочее. Все подающие механизмы от этого приходят в негодность, рано или поздно, у них появляются люфты или признаки износа или даже разрушения. Оттого частые замены запчастей, направляющих по которым движутся сборочные единицы станков, шарнирных элементов и прочих деталей.

Однако ничего этого, или почти ничего нет у станков лазерной резки. Так или иначе, но износ от трения соприкасающихся поверхностей в шарнирах и соединениях происходит. Однако вследствие минимальной нагрузки на них (ещё и без динамической составляющей!) этот износ ничтожен по отношению к тому, что можно видеть у механических режущих аналогов.

Второе заметное преимущество состоит в полном отсутствии такого явления, как стружка. Это объясняется тем, что разрезаемый материал в тех местах, где на него воздействует лазерный луч, не истирается, не вырезается и не превращается в стружку. Он испаряется, в буквальном смысле слова, дематериализуясь под влиянием лазерного луча на него. Испаряется, почти не оставляя следа. А даже при той же плазменной резке, где отходы металла при обработке минимальны, определённая доля пережжённого металла всё же присутствует. При любых раскладах, при применении лазерной резки, отходы материала ещё меньше. Для их удаления в зону резания подаётся газ, с помощью которого происходит удаление продуктов резания. И это мы не приравниваем количество отходов к механическим и термическим способам резки, такое сравнение просто неуместно.

При этом, несмотря на разложение и испарение материала под лазерным лучом, не происходит перегрева и термических остаточных изменений обрабатываемого металла. Его не ведёт, не коробит, не ухудшаются прочностные качества и так далее. А ввиду того, что толщина режущего луча лазера настолько мала, что о толщине в данном случае даже и говорить не совсем уместно, то и безвозвратный расход материала соответствующий.

Скорость

Отдельно нужно сказать о скорости резки или гравирования с применением станков для лазерной резки. Скорость удаления материала со шва очень велика. Выше чем у любого из аналогов. При этом, режуще-гравировальные мероприятия происходят исключительно в машинном режиме, так как, все станки этого типа снабжаются ЧПУ и при крупносерийном производстве оптимальность применения такого оборудования будет наибольшей.

И перенастройка станка с одной выполняемой функции на другую заключается в перепрограммировании модуля без вмешательства во внутреннее устройство и соприкосновения с механикой.

А при выполнении декоративно-гравировочных мероприятий качество полученного изображения будет близким к идеальному. Последующая обработка полученного с помощью лазера рисунка уже совершенно не потребуется. Или почти не требуется.

forgemika.com

Как выбрать станок лазерной резки металла (лазерный резак)?

Лазерные металлорежущие станки (резаки по металлу) по праву занимают одно из ведущих мест среди инновационного оборудования, используемого в различных отраслях народного хозяйства: металлургии, машиностроении, мебельном производстве и других. Все потому, что с их помощью можно получить детали самой сложной конфигурации с высокой степенью точности без необходимости дальнейшей обработки по контуру. При этом с учетом минимальной толщины реза и рационального раскроя листа можно добиться безотходного производства.

К достоинствам такого процесса можно также отнести:

• высокую производительность;
• наличие автоматизированной системы управления;
• снижение себестоимости продукции

Многие руководители рано или поздно задумываются об обеспечении своих предприятий и компаний такого рода высокотехнологичными агрегатными механизмами. Ведь иметь на производстве хотя бы один лазерный станок для резки металла — это отказаться от устаревшего и малоэффективного оборудования и при минимуме энергозатрат обеспечить необходимым объемом деталей и заготовок участок сборки. Но поскольку существует несколько видов такой техники, да еще по высокой стоимости, к выбору модели для каждого определенного случая следует подходить индивидуально. Попробуем разобраться, на что обратить внимание, выбирая лазерный металлорежущий станок для конкретного производства.

Особенности работы лазерного резака

Для начала разберемся с конструкцией лазерного станка и с особенностями его работы. Лазерный резчик, тот же резак по металлу, состоит из следующих узлов:

• излучателя, который генерирует узконаправленный импульс или поток фотонов;
• системы перемещения газа, предназначенного для охлаждения излучателя и выдувания расплавленного металла из рабочей зоны;
• привода, используемого для перемещения излучателя над поверхностью резания;
• координатного стола, на который укладывается лист металла либо обрабатываемая заготовка;
• автоматизированной системы управления (АСУ) либо ЧПУ.

Разновидности лазеров: сравнение газовых и волоконных

Определимся с разновидностями лазеров, поскольку принцип работы лазерных установок заключается в фокусировке луча, обеспечивающего высокую концентрацию энергии на поверхности материала. Диаметр этого луча составляет всего несколько десятков миллиметра, что обеспечивает малую толщину реза. Процесс расплавления и изменения структуры металла происходит в случае достижения мощности луча до определенных значений.

Существуют следующие типы лазеров:

• газовые, в которых роль активной среды играет смесь углекислого газа, азота и гелия;
• волоконные, использующие в качестве активной среды оптические волокна;
• твердотельные, где место активной среды занимают кристаллы и особые виды стекла.
• диодные.

1. Эффективность резки какого-либо материала зависит от длины волны излучения. Так, волоконные лазеры с коротковолновым излучением показывают высокие показатели качества в случае с резкой тонколистового металла толщиной до 3 мм. Газовые лазеры, у которых волна излучения длиннее, демонстрируют отличные результаты при резке листов металла большой толщины.
2. Волоконные лазеры имеют более высокую стоимость установки в сравнении с газовыми аналогами.
3. Оборудование, оснащенное волоконными лазерами, отличается небольшими габаритами и продолжительным сроком службы в 100 тыс. часов, обусловленным качеством оптоволокна и отсутствием перегрева.
4. Пятно, излучаемое световым лучом волоконного лазера, отличается небольшими размерами при хорошей глубине резкости по сравнению с газовым лазером.
5. При обработке металлов при помощи волоконных лазеров можно добиться получения более точных квалитетов

При выборе лазерного металлорежущего станка также необходимо определиться и с размерами рабочего поля координатного стола. В случае с необходимостью выполнения раскроя материала, следует остановить выбор на модели с большим столом. Если же нужно воплотить идеи, связанные с декоративно-прикладным искусством, можно приобрести лазерный резак по металлу с габаритами поменьше.

Покупая лазерное металлорежущее оборудование, следует знать следующее: если мощность лазера можно увеличить, то стол поменять нельзя — он меняется вместе со станком.

Оборудование, используемое для управления лазерным резаком

Для управления лазерным резаком по металлу, как правило, используется компьютеризованная система управления АСУ либо ЧПУ. С ее помощью производится
контроль и управление параметрами лазера, передача команд на исполнительные модули координатного стола и системы перемещения и излучения газа.

Вывод

В последнее время металлообрабатывающая индустрия предлагает вместе с лазерным оборудованием множество видов металлообрабатывающих агрегатов, позволяющих проводить разделение даже самых твердых сплавов в считанные минуты и с минимальным участием человека в процессе.

Это:

1. Гильотина, осуществляющая резку металлических листов на полосы при помощи специальных ножей по металлу.
2. Плазменные станки, используемые для раскройки токопроводных материалов и работающие с применением плазмотронов.
3. Газокислородные агрегаты, предназначенные для раскройки металла большой толщины путем его нагревания до температуры 1000 градусов и подачи тонкой струи кислорода на заранее подготовленные участки.
4. Гидроабразивное оборудование, которое обеспечивает резку металла толщиной до 300 мм путем воздействия на срез струи воды, смешанной с абразивным материалом, под давлением 5 тыс. атмосфер.

raymark.ru

«В г.Москва налажен выпуск тяжелых станков лазерной резки металла» в блоге «Производство»

Из этого обзора вы узнаете как мы собираем станки лазерной резки тяжелой серии, на расположенном в Москве собственном производстве. Наш экспертный обзор посвящен особенностям и нюансам конструкции, источнику лазера и конструктивным особенностям, влияющим на точностные характеристики и стабильность работы станка.

Лазерная резка — технология резки и раскроя материалов, при которой используется лазер высокой мощности. Сфокусированный лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые сплавы металла. В результате можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния.

Волоконные лазеры компактны и прочны, точно наводятся и легко рассеивают тепловую энергию. Устройства этого типа представляют собой вариацию стандартного твердотельного источника когерентного излучения с рабочим телом из оптоволокна.

Промышленность в настоящее время является крупнейшим потребителем волоконных лазеров. Наибольшим спросом при этом пользуются лазеры мощностью порядка киловатта и выше.

Производство станков лазерной резки

Начальный этап производственного процесса заключается в разработке концепта, схемы компоновки узлов и агрегатов с учетом оптимального сопряжения и расчетов по жёсткости конструкции. Основную работу на этой проводят в один этап. В дальнейшем, при необходимости, в готовый проект могут вноситься изменения.

Большая часть деталей для нового лазерного станка изготавливается также на лазерном станке.

Например, части будущей станины вырезаются из 5-миллемитровой стали, гнутся согласно технологическому заданию, собираются «в пазы» и скрепляются методом сварки. После этого станине необходимо придать вес для стабильной работы станка с ускорением 1,2-2g. Готовая конструкция заливается бетоном, с нее снимается остаточное напряжение, возникшее в процессе термообработки, и она отправляется на фрезеровку.

Фрезеровка станины по всей длине — важный этап, напрямую влияющий на точностные характеристики всего станка. Направляющие, по которым передвигается портал с режущей головой, устанавливаются в технологические пазы в самой станине, без проставок, подпружинивания и прочих хитростей, которые позволяют показать хорошие характеристики точности станка только на этапе запуска, но не в процессе реальной эксплуатации.

При сборке станка процесс фрезеровки станины занимает несколько дней и состоит из четырех этапов: производство замеров, черновая фрезеровка, снятие напряжения, чистовая фрезеровка. После наносится двухкомпонентное защитное покрытие повышенной прочности на полиуретановой основе. Так заканчивается последний этап сборки основы станка — восьми тонной станины, которая обеспечивает высокие динамических показатели, выдерживает многолетнюю эксплуатацию в самых жестких условиях без потери точностей позиционирования и повторяемости.

Портал станка, по которому будет перемещаться лазерная голова, также проходит этап фрезеровки и шлифуется по небольшой, не видной глазу, дуге, что в итоге позволяет получить его параллельное положение относительно стола раскроя с точностью до десятых долей миллиметра. Тщательные расчеты позволили оптимально понять естественный прогиб портала под тяжестью собственного веса и режущей головы.

Режущая голова собственной разработки надежно защищена 4-миллиметровой стальной крышкой, способной выдержать удар листа металла при загрузке. Функция автофокуса в базовой комплектации станка позволяет сократить время на фокусировку луча при раскрое металла разных толщин. Смена линз и защитных стекол может производиться как по «классической» технологии с фронта, рассчитанной для чистых производств, так и снизу головы, с подачей сжатого воздуха, для предотвращения попадания пыли внутрь головы.

Детали внешнего обвеса станка — защитный кабинет, электрошкафы, кожухи, двери, корпус стойки ЧПУ и т. д., — также изготавливаются в несколько этапов: раскрой на лазерном станке, гибка, сверление отверстий и механическая обработка, грунтовка и покраска в камере.

Сменные столы тоже проходят этап фрезеровки. В конструкции станка и первый и второй стол расположены на одном уровне относительно режущей головы. Это очень важно, т.к. схема расположения столов на разном уровне имеет существенные недостатки. Во-первых, в этом случае уменьшается скорость раскроя на более высоком столе, а во-вторых производители вынуждены помещать, а значит утяжелять, режущую голову на выносную консоль, чтобы обеспечить больший ход по оси Z. В купе с одним двигателем перемещения портала такая машина не способна быстро остановить портал с тяжелой режущей головой во время работы, что пагубно сказывается на точности раскроя. Особенно это заметно при перфорировании отверстий: ровный круг на чертеже превращается в эллипс на практике. Мы давно отказались от подобной схемы.

После подготовки станины и внешних деталей станка производится его сборка. Устанавливаются электро- и пневмо-компоненты. Интегрируется источник лазерного излучения российской разработки — IPG Photonics.

Программное обеспечение ЧПУ станка выполнено на операционной системе Linux, что исключает «зависания», «вирусы» и нестабильную работу, присущие системам на OS Windows. Программное обеспечение полностью русифицировано, обладает возможностью удаленного доступа и имеет понятный и простой интерфейс.

В стандартной комплектации на станок устанавливаются закаленные косозубые рейки шестерни немецкой компании WITTENSTEIN. Это позволяет добиться скорости холостого хода в 140 000 мм/мин при ускорении 1,2g. Опционально возможно установить магнитные направляющие, и таким образом получить скорость в 200 000 мм/мин при ускорении в 2g.

Японские серводвигатели Yaskawa Sigma VII с одноименными драйверами управления являются шедевром надежности и прецизионных характеристик. Мы устанавливаем их на все выпускаемые станки. Важно отметить, что наш станок имеет два двигателя с каждой стороны портала.

В результате сборки получаем двенадцатитонный станок лазерной резки, способный работать в круглосуточном режиме не менее 7 лет, без потери точностных характеристик и преждевременного износа узлов и агрегатов.

После сборки станка на собственном производстве, заказчик приглашается на предварительную приемку, в рамках которой наши специалисты демонстрируют работу станка и проводят экспертную консультацию.

Готовая машина монтируется на территории заказчика. При этом проводится обучение персонала, а в дальнейшем обеспечивается онлайн-поддержка на всем сроке эксплуатации.

sdelanounas.ru

МЛ35 – станок лазерной резки и раскроя листовых металлов цена

www.laserapr.ru