Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne une machine de découpe laser ? Dans cet article de blog, nous allons nous plonger dans les rouages de ces machines de haute précision qui ont révolutionné l'industrie du travail des métaux. Notre ingénieur mécanicien expert décompose les composants clés, du puissant laser à fibre au système de refroidissement complexe, et explique comment ils fonctionnent ensemble pour fournir une performance de coupe inégalée. Préparez-vous à mieux comprendre la technologie qui se cache derrière ces merveilles de l'ingénierie moderne !
La machine de découpe laser est un dispositif de découpe efficace et de haute précision largement utilisé dans l'industrie métallurgique. Elle se compose principalement des éléments suivants :
Laser à fibre : Le laser à fibre est le cœur de la machine de découpe laser et l'un des composants les plus coûteux. Il influe directement sur les performances du dispositif de découpe et sur l'ensemble du processus de découpe. Parmi les marques de lasers à fibre les plus répandues sur le marché, citons l'allemand IPG, le britannique SPI et le chinois Raycus.
Machine-outil Corps principal : Elle comprend la plate-forme de travail utilisée pour placer la pièce à découper et peut se déplacer avec précision en fonction du programme de commande. La partie machine-outil réalise le mouvement des axes X, Y et Z et constitue la base de l'opération de découpe.
Composants de transmission de faisceaux : Il s'agit notamment des élargisseurs de faisceau, des lentilles de protection, etc. Ces composants peuvent modifier le diamètre et l'angle de divergence du faisceau laser tout en protégeant la lentille des éclaboussures de débris.
Système de refroidissement : Le processus de découpe laser génère une quantité importante de chaleur, d'où la nécessité d'un système de refroidissement pour maintenir un fonctionnement normal et prolonger la durée de vie de l'équipement. Le système de refroidissement comprend généralement un système de refroidissement par circulation d'eau et un système de refroidissement par air.
Système d'alimentation en gaz : Il fournit des gaz auxiliaires pour le processus de coupe, tels que l'oxygène et l'azote. Ces gaz servent à refroidir et à nettoyer la zone de coupe, améliorant ainsi la qualité et l'efficacité de la coupe.
Tête de découpe laser : Il comprend la cavité, le support de la lentille de mise au point, la lentille de mise au point et d'autres composants. Le dispositif d'entraînement est utilisé pour déplacer la tête de coupe le long de la direction de l'axe Z conformément au programme, afin d'obtenir une coupe précise du matériau.
Cabinet de commande numérique par micro-ordinateur : Il contrôle l'ensemble du processus de fonctionnement du dispositif de coupe. Toutes les commandes de fonctionnement du machine de découpe laser à fibre sont délivrés à partir d'ici.
En conclusion, les principaux composants de la machine de découpe laser comprennent le laser à fibre, le corps principal de la machine-outil, les composants de transmission du faisceau, le système de refroidissement, le système d'alimentation en gaz, la tête de découpe laser et l'armoire de commande numérique par micro-ordinateur. Ces composants fonctionnent ensemble, garantissant l'efficacité et la précision des capacités de coupe de la machine de découpe au laser.
Les équipements auxiliaires pour les découpeurs laser sont les suivants :
Je vais diviser la découpeuse laser en 14 parties et expliquer chacune d'entre elles en détail.
La partie mécanique de la découpeuse laser est responsable du mouvement dans les axes X, Y et Z, y compris la plate-forme de travail de découpe. La stabilité de la machine-outil est cruciale pour les machines de découpe laser à fibre, car elle a un impact direct sur la précision de la découpe.
Actuellement, les machines-outils les plus courantes sur le marché sont les machines à portique, les machines en porte-à-faux et les machines à poutre.
Chaque type de machine-outil a ses propres fonctions : les machines-outils à poutre sont principalement utilisées par les grands fabricants pour la découpe des matériaux, et les machines-outils 3D sont principalement utilisées par les grands fabricants pour la découpe des matériaux, et les machines-outils 3D par les grands fabricants. découpe au laser à fibre principalement utilisés dans l'industrie automobile.
Un dispositif qui produit une source de lumière laser est appelé générateur laser. Le générateur laser est la principale source d'énergie de l'équipement laser, semblable au moteur d'une voiture, et c'est le composant le plus coûteux des machines de découpe laser à fibre.
Actuellement, les marques de générateurs de laser à fibre importées sur le marché comprennent notamment les marques allemandes IPG, ROFIN et britannique SPI.
Grâce aux progrès technologiques, les marques nationales de laser telles que Raycus et Max ont également fait leur apparition et sont reconnus sur le marché pour leur rapport coût/performance élevé.
La lentille laser est le composant le plus couramment utilisé dans les systèmes à fibre optique. découpe au laser équipement. Divers appareils optiques contiennent des lentilles laser, chacune servant à des fins différentes : lentilles à réflexion totale, lentilles à semi-réflexion et lentilles de mise au point.
La qualité de la lentille a une incidence directe sur la puissance de sortie du laser et donc sur les performances globales de la machine. Les lentilles importées ont une durée de vie plus longue et un meilleur effet de coupe que les lentilles nationales, mais elles sont beaucoup plus chères.
Le système de commande est le principal système d'exploitation de la machine de découpe laser à fibre, qui contrôle principalement les mouvements des axes X, Y et Z et régule la puissance de sortie du laser. Sa qualité détermine la stabilité des performances de fonctionnement de la machine.
La précision et l'effet de coupe peuvent être efficacement améliorés grâce à un contrôle précis du logiciel.
La connexion entre le générateur laser, le découpeur laser et le système d'alimentation sert principalement à éviter les interférences avec le réseau électrique externe.
La tête de découpe est le dispositif de sortie laser d'une machine de découpe laser à fibre. Elle se compose d'une buse, d'une lentille de mise au point et d'un système de suivi de la mise au point.
Le dispositif d'entraînement de la tête de coupe, qui se compose d'un servomoteur, d'une tige filetée ou d'un engrenage, déplace la tête de coupe le long de l'axe Z conformément à la programmation.
Cependant, la hauteur de la tête de découpe laser doit être ajustée et contrôlée en fonction du matériau, de l'épaisseur et de la méthode de découpe utilisée.
Le processus de contrôle de l'ensemble du dispositif de coupe.
Le moteur de la machine de découpe laser est un élément essentiel du système de mouvement. Les performances du moteur ont un impact direct sur la qualité du traitement et l'efficacité de la production du produit.
Actuellement, les moteurs couramment utilisés sont le moteur pas à pas et le servomoteur, qui sont sélectionnés en fonction des exigences de l'industrie et de l'objet traité.
Moteur pas à pas : La vitesse de démarrage est rapide, l'appareil est réactif et convient à la gravure et à la découpe. Elles sont abordables et de nombreuses marques proposent différentes options de performance.
Servomoteur : Il a une vitesse de mouvement rapide, un fonctionnement souple, une capacité de charge élevée et des performances stables. Il est idéal pour les industries et les produits ayant des exigences élevées en matière de traitement, car il permet un traitement en douceur des bords et une vitesse de coupe rapide, bien qu'il soit plus coûteux.
Le système de refroidissement est utilisé pour refroidir le générateur laser d'une machine de découpe laser à fibre. Le générateur laser convertit l'énergie électrique en énergie lumineuse, avec un taux de conversion de 20% dans le cas d'un laser CO2. L'énergie restante est convertie en chaleur.
Le système de refroidissement de l'eau élimine l'excès de chaleur pour que le générateur laser fonctionne correctement.
Le refroidisseur refroidit également le réflecteur du chemin optique externe et le miroir de focalisation afin de garantir une qualité de transmission stable du faisceau et d'éviter la déformation ou la fissuration de la lentille en raison de la surchauffe.
Le fluide de travail de la découpeuse laser et les bouteilles de gaz auxiliaires sont inclus.
Ces gaz servent de compléments industriels pour l'oscillation du laser et de gaz auxiliaires pour le fonctionnement de la tête de coupe.
Fournir et stocker de l'air comprimé.
Le système d'alimentation en air est utilisé pour fournir de l'air propre et sec au générateur laser et à la trajectoire du faisceau laser, assurant ainsi le fonctionnement normal de la trajectoire et des réflecteurs.
Les fumées et les poussières générées pendant le processus de fabrication doivent être filtrées et traitées pour répondre aux normes de protection de l'environnement.
Éliminer les restes de matériaux et les déchets générés lors de la transformation.
Les machines de découpe laser utilisent principalement deux types de systèmes de refroidissement : le système de refroidissement par circulation d'eau et le système de refroidissement par circulation de réfrigérant.
Système de refroidissement par circulation d'eau :
Le principe de fonctionnement de ce système implique l'étranglement et la dépressurisation du liquide réfrigérant à travers un tube capillaire, qui s'écoule dans l'évaporateur. Il s'y vaporise en absorbant la chaleur de l'eau refroidie par le système de refroidissement externe à circulation d'eau, se transformant en vapeur de réfrigérant à haute température qui est aspirée dans le compresseur. Une fois dans le compresseur, il est comprimé en vapeur à haute température et à haute pression pour être évacué. Cependant, ce système peut présenter des inconvénients tels que la nécessité d'un entretien régulier pour éviter que les tuyaux ne se bouchent ou ne fuient et, dans certains cas, des problèmes de qualité de l'eau peuvent affecter le fonctionnement à long terme de l'équipement.
Circulation du réfrigérant Système de refroidissement :
Ce système, similaire au système de refroidissement par circulation d'eau, permet d'obtenir des effets de refroidissement par la circulation du réfrigérant. Son avantage réside dans le fait qu'il fournit des effets de refroidissement plus précis et plus stables, en particulier lorsqu'il s'agit de systèmes laser à haute densité de puissance. Toutefois, ce système est généralement plus coûteux et peut nécessiter une assistance technique professionnelle pour la maintenance et le dépannage.
Le choix du bon système de refroidissement est crucial pour assurer le fonctionnement normal de la machine de découpe laser et prolonger sa durée de vie. Le système de refroidissement par circulation d'eau, en raison de son coût moins élevé et de sa facilité d'entretien, est largement utilisé, tandis que le système de refroidissement par circulation de réfrigérant, avec sa capacité de refroidissement efficace et précise, convient aux applications ayant des exigences plus élevées en matière de refroidissement. Les utilisateurs doivent choisir le type de système de refroidissement le plus approprié en fonction de leurs besoins spécifiques et de leur budget.
Pour optimiser le système d'alimentation en gaz d'une machine de découpe laser afin d'améliorer l'efficacité et la qualité de la découpe, il convient de tenir compte des aspects suivants :
Choisir le gaz auxiliaire approprié : Sélectionnez le gaz auxiliaire le plus approprié en fonction des différents matériaux et des exigences de découpe. Par exemple, l'azote est principalement utilisé comme gaz auxiliaire dans l'industrie de la découpe laser. Le laser à dioxyde de carbone est l'un des lasers à gaz les plus utilisés pour la découpe laser.
Maintenir la constance du gaz auxiliaire : La machine laser a besoin d'une pression et d'un débit de gaz auxiliaire constants pour maintenir la qualité de la découpe. Les défaillances de l'alimentation en gaz peuvent entraîner des chutes de pression inutiles, affectant la qualité de la production.
Optimiser le gazoduc : La longueur et le diamètre de la canalisation d'alimentation en gaz déterminent le débit du gaz auxiliaire. Idéalement, la canalisation d'alimentation doit être la moins courbée possible afin de réduire la résistance à l'écoulement du gaz, ce qui garantit la stabilité et la suffisance de l'approvisionnement en gaz.
Régler la distance entre la buse et le matériau : En réglant la distance entre la buse et le matériau, vous pouvez améliorer efficacement l'efficacité de coupe de l'équipement.
Augmenter la puissance : Une augmentation adéquate de la puissance du laser permet d'améliorer la vitesse et la qualité de la découpe tout en garantissant la sécurité.
Instaurer un bon environnement de travail : Une température ambiante favorable est également importante pour l'efficacité et la qualité de coupe de la machine de découpe laser.
Utiliser un générateur d'azote professionnel : En optimisant un générateur d'azote professionnel pour la découpe laser PSA, vous pouvez fournir de l'azote de haute qualité pour le processus de découpe laser, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité de la découpe.
L'armoire de commande numérique par micro-ordinateur joue un rôle essentiel dans les machines de découpe laser. Elle constitue le cœur du système de découpe laser avec le générateur laser, les composants de transmission du faisceau, l'établi (machine-outil), le refroidisseur et l'ordinateur.
La fonction première de l'armoire de commande numérique par micro-ordinateur est de contrôler le mouvement précis et le processus de découpe du laser par le biais d'une programmation informatique, afin de garantir que le laser opère avec précision sur la pièce à usiner le long d'une trajectoire prédéterminée.
L'armoire de commande numérique par micro-ordinateur influe grandement sur la précision de l'usinage.
Tout d'abord, il garantit une précision et une qualité élevées pendant le processus de découpe laser en contrôlant avec précision la puissance de sortie et la vitesse de déplacement du laser.
Deuxièmement, l'armoire de commande numérique par micro-ordinateur ajuste les paramètres de coupe tels que l'emplacement du point focal et la pression du gaz en fonction des différents types et épaisseurs de matériaux afin de répondre aux différents besoins de coupe, ce qui améliore encore la précision de l'usinage.
En outre, il prend en charge la planification de trajectoires de coupe complexes, ce qui permet à la machine de découpe laser d'effectuer une découpe efficace et précise sur des pièces de forme complexe, améliorant ainsi considérablement l'efficacité du traitement et le taux de rendement.
L'armoire de commande numérique par micro-ordinateur est non seulement un élément clé des machines de découpe laser, mais elle joue également un rôle décisif pour garantir la précision de l'usinage, accroître l'efficacité de la production et améliorer la qualité des produits.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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