Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie eine Laserschneidmaschine tickt? In diesem Blogbeitrag tauchen wir tief in das Innenleben dieser hochpräzisen Maschinen ein, die die metallverarbeitende Industrie revolutioniert haben. Unser Maschinenbauexperte erläutert die wichtigsten Komponenten, vom leistungsstarken Faserlaser bis zum komplizierten Kühlsystem, und erklärt, wie sie zusammenarbeiten, um eine unvergleichliche Schneidleistung zu erzielen. Machen Sie sich bereit für ein neues Verständnis der Technologie, die hinter diesen Wundern der modernen Technik steckt!
Die Laserschneidmaschine ist ein hochpräzises, effizientes Schneidgerät, das in der metallverarbeitenden Industrie weit verbreitet ist. Sie besteht hauptsächlich aus den folgenden Kernkomponenten:
Faserlaser: Der Faserlaser ist das Herzstück der Laserschneidmaschine und eine der kostspieligsten Komponenten. Er wirkt sich direkt auf die Leistung des Schneidgeräts und den gesamten Schneidprozess aus. Zu den beliebtesten Faserlasermarken auf dem Markt gehören IPG aus Deutschland, SPI aus Großbritannien und Raycus aus China.
Werkzeugmaschine Hauptkörper: Dazu gehört die Schneidarbeitsplattform, auf der das zu schneidende Werkstück platziert wird und die sich entsprechend dem Steuerungsprogramm präzise bewegen kann. Der Werkzeugmaschinenteil realisiert die Bewegung der X-, Y- und Z-Achse und bildet die Grundlage für den Schneidvorgang.
Komponenten der Strahlübertragung: Dazu gehören Strahlaufweiter, Schutzlinsen und andere. Diese Komponenten können den Durchmesser und den Divergenzwinkel des Laserstrahls verändern und gleichzeitig die Linse vor Beschädigungen durch Trümmerteile schützen.
Kühlsystem: Der Laserschneidprozess erzeugt eine beträchtliche Menge an Wärme, weshalb ein Kühlsystem erforderlich ist, um den normalen Betrieb aufrechtzuerhalten und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Das Kühlsystem besteht in der Regel aus einem Wasserkreislauf und einem Luftkühlsystem.
Gasversorgungssystem: Diese liefert Hilfsgase für den Schneidprozess, wie Sauerstoff und Stickstoff. Diese Gase dienen zur Kühlung und Reinigung des Schneidbereichs und verbessern die Qualität und Effizienz des Schneidens.
Laserschneidkopf: Dazu gehören der Hohlraum, der Halter für die Fokussierlinse, die Fokussierlinse und andere Komponenten. Die Antriebsvorrichtung wird verwendet, um den Schneidkopf entsprechend dem Programm entlang der Z-Achse zu bewegen und einen präzisen Schnitt des Materials zu erzielen.
Numerischer Mikrocomputer-Steuerungsschrank: Diese steuert den gesamten Arbeitsprozess des Schneidwerks. Alle Betriebsbefehle für das Faserlaserschneidmaschine werden von hier aus ausgestellt.
Zu den Hauptkomponenten der Laserschneidmaschine gehören der Faserlaser, der Hauptteil der Werkzeugmaschine, die Komponenten für die Strahlübertragung, das Kühlsystem, das Gasversorgungssystem, der Laserschneidkopf und der Mikrocomputer mit numerischer Steuerung. Diese Komponenten arbeiten zusammen und sorgen dafür, dass die Laserschneidmaschine effizient und präzise schneiden kann.
Zu den Zusatzgeräten für Laserschneider gehören:
Ich werde den Laserschneider in 14 Teile aufteilen und jeden Teil im Detail erklären.
Der mechanische Teil des Laserschneiders ist für die Bewegung in der X-, Y- und Z-Achse verantwortlich, einschließlich der Schneidarbeitsplattform. Die Stabilität der Werkzeugmaschine ist für Faserlaserschneidmaschinen von entscheidender Bedeutung, da sie sich direkt auf die Schneidpräzision auswirkt.
Die derzeit auf dem Markt am meisten verbreiteten Werkzeugmaschinen sind die Portal-, die Ausleger- und die Balkenmaschinen.
Jede Art von Werkzeugmaschine hat ihre eigenen Funktionen, wie z. B. Balken-Werkzeugmaschinen, die hauptsächlich von großen Herstellern für das Schneiden von Material verwendet werden, und 3D Faserlaserschneiden die hauptsächlich in der Automobilindustrie verwendet werden.
Ein Gerät, das eine Laserlichtquelle erzeugt, wird als Lasergenerator bezeichnet. Der Lasergenerator ist die Hauptstromquelle der Laserausrüstung, ähnlich wie der Motor in einem Auto, und ist die teuerste Komponente von Faserlaserschneidmaschinen.
Zu den importierten Marken für Faserlasergeneratoren auf dem Markt gehören derzeit unter anderem die deutsche IPG, ROFIN und die britische SPI.
Mit den Fortschritten in der Technologie sind inländische Lasermarken wie Raycus und Max sind ebenfalls aufgetaucht und haben sich auf dem Markt aufgrund ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses durchgesetzt.
Die Laserlinse ist die am häufigsten verwendete Komponente in der Faseroptik. Laserschneiden Ausrüstung. Verschiedene optische Geräte enthalten Laserlinsen, die jeweils einem anderen Zweck dienen, z. B. Vollreflexionslinsen, Halbreflexionslinsen und Fokussierlinsen.
Die Qualität des Objektivs wirkt sich direkt auf die Ausgangsleistung des Lasers und damit auf die Gesamtleistung des Geräts aus. Importierte Linsen haben zwar eine längere Lebensdauer und eine bessere Schneidwirkung als einheimische Linsen, sind aber auch viel teurer.
Das Steuerungssystem ist das wichtigste Betriebssystem der Faserlaserschneidmaschine, das hauptsächlich die Bewegungen der X-, Y- und Z-Achsen steuert und die Ausgangsleistung des Lasers regelt. Seine Qualität bestimmt die Stabilität der Betriebsleistung der Maschine.
Die Präzision und der Schneideffekt können durch die genaue Steuerung der Software effektiv verbessert werden.
Die Verbindung zwischen dem Lasergenerator, dem Laserschneider und dem Stromversorgungssystem dient hauptsächlich dazu, Störungen aus dem externen Stromnetz zu verhindern.
Der Schneidkopf ist das Laserausgabegerät einer Faserlaserschneidmaschine und besteht aus einer Düse, einer Fokussierlinse und einem Fokusverfolgungssystem.
Die Antriebsvorrichtung des Schneidkopfs, die aus einem Servomotor, einer Spindel oder einem Getriebe besteht, bewegt den Schneidkopf wie programmiert entlang der Z-Achse.
Allerdings muss die Höhe des Laserschneidkopfes je nach Material, Dicke und Schneidverfahren angepasst und kontrolliert werden.
Der Prozess der Steuerung der gesamten Schneidvorrichtung.
Der Motor der Laserschneidmaschine ist eine entscheidende Komponente des Antriebssystems. Die Leistung des Motors wirkt sich direkt auf die Bearbeitungsqualität und die Produktionseffizienz des Produkts aus.
Derzeit werden in der Regel Schrittmotoren und Servomotoren verwendet, die je nach den Anforderungen der Industrie und des zu bearbeitenden Objekts ausgewählt werden.
Schrittmotor: Sie haben eine schnelle Startgeschwindigkeit, sind reaktionsschnell und eignen sich für Gravur- und Schneidearbeiten. Sie sind erschwinglich, und viele Marken bieten unterschiedliche Leistungsoptionen an.
Servomotor: Sie hat eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit, einen reibungslosen Betrieb, eine hohe Tragfähigkeit und eine stabile Leistung. Es ist ideal für Industrien und Produkte mit hohen Anforderungen an die Verarbeitung, da es eine glatte Kantenbearbeitung und eine hohe Schnittgeschwindigkeit bietet, obwohl es teurer ist.
Das Kühlsystem wird zur Kühlung des Lasergenerators einer Faserlaserschneidmaschine verwendet. Der Lasergenerator wandelt elektrische Energie in Lichtenergie um, mit einer Umwandlungsrate von 20% im Falle eines CO2-Lasers. Die restliche Energie wird in Wärme umgewandelt.
Das Kühlwassersystem führt die überschüssige Wärme ab, damit der Lasergenerator ordnungsgemäß funktioniert.
Der Kühler kühlt auch den externen optischen Pfadreflektor und den Fokussierspiegel, um eine stabile Strahlübertragungsqualität zu gewährleisten und eine Verformung oder Rissbildung der Linse aufgrund von Überhitzung zu verhindern.
Das Arbeitsmedium des Laserschneiders und die Hilfsgasflaschen sind im Lieferumfang enthalten.
Diese Gase dienen als industrielle Ergänzung für die Laserschwingung und als Hilfsgase für den Betrieb des Schneidkopfes.
Bereitstellung und Lagerung von Druckluft.
Das Luftzufuhrsystem dient dazu, den Lasergenerator und den Laserstrahlengang mit sauberer und trockener Luft zu versorgen und den normalen Betrieb des Strahlengangs und der Reflektoren zu gewährleisten.
Rauch und Staub, die während des Herstellungsprozesses entstehen, müssen gefiltert und behandelt werden, um die Umweltschutznormen zu erfüllen.
Beseitigung der bei der Verarbeitung anfallenden Materialreste und Abfälle.
Bei Laserschneidmaschinen kommen hauptsächlich zwei Arten von Kühlsystemen zum Einsatz: das Wasserkreislauf-Kühlsystem und das Kältemittel-Kreislauf-Kühlsystem.
Wasserkreislauf-Kühlsystem:
Das Funktionsprinzip dieses Systems besteht darin, dass die Kältemittelflüssigkeit durch ein Kapillarrohr gedrosselt und drucklos gemacht wird und in den Verdampfer strömt. Dort verdampft es und nimmt die Wärme des gekühlten Wassers aus dem externen Wasserkreislaufsystem auf, wobei es sich in Hochtemperatur-Kältemitteldampf verwandelt, der in den Verdichter gesaugt wird. Im Kompressor wird das Kältemittel zu Hochtemperatur- und Hochdruckdampf verdichtet, der dann ausgestoßen wird. Es kann jedoch Nachteile haben, wie z. B. die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung, um Rohrverstopfungen oder Lecks zu vermeiden, und in einigen Fällen können Probleme mit der Wasserqualität den langfristigen Betrieb der Anlage beeinträchtigen.
Kühlmittelkreislauf Kühlsystem:
Dieses System, das dem Wasserkreislaufkühlsystem ähnelt, erzielt die Kühlwirkung durch die Zirkulation des Kühlmittels. Sein Vorteil liegt in der präziseren und stabileren Kühlwirkung, insbesondere bei Lasersystemen mit hoher Leistungsdichte. Allerdings ist dieses System in der Regel mit höheren Kosten verbunden und erfordert unter Umständen professionelle technische Unterstützung bei der Wartung und Fehlersuche.
Die Wahl des richtigen Kühlsystems ist entscheidend, um den normalen Betrieb der Laserschneidmaschine zu gewährleisten und ihre Lebensdauer zu verlängern. Das Wasserkreislauf-Kühlsystem ist aufgrund seiner geringeren Kosten und Wartungsfreundlichkeit weit verbreitet, während das Kühlmittel-Kreislauf-Kühlsystem mit seiner effizienten und präzisen Kühlleistung für Anwendungen mit höheren Kühlanforderungen geeignet ist. Die Nutzer sollten je nach ihren spezifischen Bedürfnissen und ihrem Budget den am besten geeigneten Kühlsystemtyp wählen.
Bei der Optimierung des Gasversorgungssystems einer Laserschneidanlage zur Steigerung der Schneideffizienz und -qualität sind die folgenden Aspekte zu berücksichtigen:
Wählen Sie das geeignete Hilfsgas: Wählen Sie das am besten geeignete Hilfsgas auf der Grundlage der verschiedenen Materialien und Schneidanforderungen. So wird beispielsweise Stickstoff in der Laserschneidindustrie hauptsächlich als wichtiges Hilfsgas verwendet. Der Kohlendioxidlaser ist einer der am häufigsten verwendeten Gaslaser für das Laserschneiden.
Halten Sie die Konsistenz des Hilfsgases aufrecht: Die Lasermaschine benötigt einen konstanten Druck und Durchfluss des Hilfsgases, um die Schnittqualität zu erhalten. Störungen in der Gasversorgung können zu unnötigen Druckabfällen führen und die Produktionsqualität beeinträchtigen.
Optimieren Sie die Gasversorgungsleitung: Die Länge und der Durchmesser der Gasversorgungsleitung bestimmen den Durchfluss des Hilfsgases. Idealerweise sollte die Versorgungsleitung so wenig wie möglich gebogen sein, um den Gasflusswiderstand zu verringern und die Stabilität und Ausreichendheit der Gasversorgung zu gewährleisten.
Stellen Sie den Abstand zwischen der Düse und dem Material ein: Durch die Einstellung des Abstands zwischen der Düse und dem Material können Sie die Schneidleistung des Geräts effektiv verbessern.
Leistung erhöhen: Eine angemessene Erhöhung der Laserleistung kann die Schneidgeschwindigkeit und -qualität verbessern und gleichzeitig die Sicherheit gewährleisten.
Schaffen Sie ein gutes Arbeitsumfeld: Eine günstige Temperatur der Arbeitsumgebung ist für die Effizienz und die Schnittqualität der Laserschneidmaschine ebenso wichtig.
Verwenden Sie einen professionellen Stickstoffgenerator: Durch die Optimierung eines professionellen PSA-Stickstoffgenerators für das Laserschneiden können Sie hochwertigen Stickstoff für den Laserschneidprozess bereitstellen und so die Effizienz und Qualität des Schneidens verbessern.
Der Mikrocomputer mit numerischer Steuerung spielt eine zentrale Rolle bei Laserschneidmaschinen. Er bildet zusammen mit dem Lasergenerator, den Komponenten der Strahlübertragung, der Werkbank (Werkzeugmaschine), dem Kühler und dem Computer das Herzstück der Laserschneidanlage.
Die Hauptfunktion der numerischen Mikrocomputersteuerung besteht darin, die präzise Bewegung und den Schneidprozess des Lasers durch Computerprogrammierung zu steuern, um sicherzustellen, dass der Laser das Werkstück entlang einer vorgegebenen Bahn präzise bearbeitet.
Der Mikrocomputer mit numerischer Steuerung hat großen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit.
Erstens sorgt es für hohe Präzision und Qualität beim Laserschneiden, indem es die Ausgangsleistung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Lasers präzise steuert.
Zweitens passt die mikrocomputergesteuerte numerische Steuerung die Schneidparameter wie Brennpunktlage und Gasdruck an verschiedene Materialarten und -dicken an, um den unterschiedlichen Schneidanforderungen gerecht zu werden und die Bearbeitungsgenauigkeit weiter zu erhöhen.
Darüber hinaus unterstützt es die Planung komplexer Schneidpfade, so dass die Laserschneidmaschine auch komplexe Werkstückformen effizient und präzise schneiden kann, was die Bearbeitungseffizienz und die Ausbeute erheblich verbessert.
Die numerische Mikrocomputersteuerung ist nicht nur eine Schlüsselkomponente in Laserschneidmaschinen, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Bearbeitungsgenauigkeit, der Steigerung der Produktionseffizienz und der Verbesserung der Produktqualität.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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