هل تساءلت يومًا كيف أحدثت التكنولوجيا الحديثة ثورة في صناعة تصنيع المعادن؟ في منشور المدونة هذا، سنستكشف في هذا المقال تأثير ماكينات القطع بالليزر الأنبوبية التي تغير قواعد اللعبة. اكتشف كيف تقوم هذه الأدوات المبتكرة بتحويل الطريقة التي يقوم بها المصنعون بقطع الأنابيب المعدنية وتشكيلها ومعالجتها، مما يفتح إمكانيات جديدة للتصميم والكفاءة. انضم إلينا بينما نتعمق في عالم تكنولوجيا الليزر المتقدمة وآثارها بعيدة المدى على مستقبل تصنيع المعادن.
تمتلك تقنية الليزر ثلاث خصائص رئيسية تجعلها مناسبة بشكل استثنائي لمعالجة المواد: أحادية اللون الممتازة والتماسك والتوازي. تتيح هذه الخصائص إجراء عمليات قطع أنبوبية دقيقة وفعالة في مختلف التطبيقات الصناعية.
وغالبًا ما تعاني طرق قطع الأنابيب التقليدية، مثل النشر اليدوي والنشر الآلي وبثق الأسطوانة والقطع بالعجلات الكاشطة واللحام بالغاز، من انخفاض كفاءة القطع وارتفاع كثافة العمالة. وعلى النقيض من ذلك، اكتسب القطع بالليزر انتشارًا واسعًا في الأوساط الصناعية نظرًا لسرعة المعالجة الفائقة وجودة القطع الاستثنائية.
وقد شهدت صناعة تصنيع الأنابيب نموًا كبيرًا، حيث تجد المكونات الأنبوبية استخدامًا واسعًا في قطاعات تشمل الفضاء الجوي والآلات الهندسية والنقل والبتروكيماويات والمعدات الزراعية. توفر الأنابيب العديد من المزايا في الإنتاج، بما في ذلك انخفاض التكاليف وقابلية التشكيل الممتازة والخصائص الهيكلية خفيفة الوزن وكفاءة المواد. وبالتالي، يلعب قطع الأنابيب دورًا حاسمًا في مختلف العمليات الصناعية.
يستلزم التنوع في أشكال الأنابيب وأحجامها وتطبيقاتها، إلى جانب الحاجة إلى معالجة عالية الجودة، اختيارًا دقيقًا لمعدات التصنيع وطرق المعالجة والتدابير التكنولوجية. وعلى الرغم من أن طرق القطع التقليدية يمكن أن تحقق النتائج المرجوة في بعض الأحيان، إلا أنها غالبًا ما تكون قاصرة من حيث كفاءة المعالجة والفعالية الكلية.
تعالج تقنية القطع الأنبوبي بالليزر هذه التحديات من خلال تقديم:
ماكينة القطع بالليزر الأنبوبي عبارة عن معدات صناعية متخصصة مصممة في المقام الأول لقطع مختلف المواد الأنبوبية المعدنية المجوفة، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والفولاذ المجلفن والأنابيب المعدنية الأخرى المستخدمة في التطبيقات الصناعية والتجارية. تستخدم تقنية القطع المتقدمة هذه ليزر ليفي عالي الطاقة لتحقيق قطع دقيق وفعال ومتعدد الاستخدامات للمكونات الأنبوبية.
تُستخدم هذه الماكينات على نطاق واسع في قطاعات متنوعة مثل البناء، والأنابيب الصناعية، وتصنيع الأثاث المكتبي، وإنتاج المعدات الرياضية، وصناعات السيارات. إن القدرة على معالجة مجموعة واسعة من أقطار الأنابيب وسماكات الجدران والأشكال الجانبية تجعل ماكينات قطع الأنابيب بالليزر لا غنى عنها لكل من الشركات الصغيرة والمتوسطة وعمليات التصنيع واسعة النطاق.
تشمل الميزات الرئيسية لماكينات القطع بالليزر الأنبوبية ما يلي:
ويوفر اعتماد تقنية ليزر الألياف في هذه الماكينات العديد من المزايا مقارنةً بأجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون التقليدية، بما في ذلك كفاءة أعلى في استخدام الطاقة، ومتطلبات صيانة أقل، وجودة شعاع فائقة. وقد أدى ذلك إلى اعتماد آلات القطع بالليزر الأنبوبي على نطاق واسع في مختلف الصناعات.
مع استمرار نضج تكنولوجيا الليزر وتطورها السريع، توسعت تطبيقاتها من قطع الصفائح المعدنية إلى معالجة الأنابيب والأنابيب المتطورة. وقد أحدث تطوير وتنفيذ آلات القطع بالليزر المتخصصة في قطع الأنابيب بالليزر ثورة في تصنيع الأنابيب المعدنية، مما أدى إلى تحسين كفاءة المعالجة والجودة وإمكانيات التصميم في تصنيع المكونات الأنبوبية بشكل كبير.
ماكينة القطع بالليزر الأنبوبي هي قطعة متطورة من المعدات المصممة للمعالجة والقطع عالي الدقة للمواد الأنبوبية. يتألف هذا النظام المتطور عادةً من عدة مكونات رئيسية، يلعب كل منها دورًا حاسمًا في الأداء والكفاءة الكلية للماكينة:
ماكينات قطع الأنابيب بالليزر هي أنظمة متطورة لمعالجة الأنابيب المعدنية تستخدم تقنية الليزر للقطع عالي الدقة. وفيما يلي شرح محسن لمبدأ عملها:
تستخدم ماكينات القطع بالليزر للأنابيب أشعة الليزر المركزة لقطع مختلف الأنماط والأشكال على الأنابيب والأنابيب والمقاطع الجانبية. وتوفر طريقة القطع غير التلامسية هذه دقة فائقة وتعدد استخدامات مقارنة بتقنيات القطع الميكانيكية التقليدية.
تدمج هذه الماكينات تقنية التحكم العددي المتطورة وأنظمة القطع بالليزر والمكونات الميكانيكية الدقيقة. تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:
توفر عملية القطع بالليزر مرونة ملحوظة من حيث:
يمكن لماكينات القطع بالليزر الأنبوبية الحديثة معالجة الملامح المعدنية المتماثلة مثل عوارض I-العوارض والحديد الزاوي مما يوسع نطاق تطبيقها.
تُعدّ إمكانية التحكم في شعاع الليزر ميزة مهمة، مما يسمح بما يلي:
تقلل عمليات القطع عالية الدقة التي تنتجها تقنية الليزر بشكل كبير من متطلبات ما بعد المعالجة، مما يقلل من النتوءات ويحسن الكفاءة الكلية.
لا يتطلب تغيير مواصفات قطعة العمل (على سبيل المثال، قطر الأنبوب أو شكل المظهر الجانبي) عادةً سوى تعديلات برمجية فقط، مما يلغي الحاجة إلى تغييرات ميكانيكية في الأدوات. تؤكد هذه المرونة على أهمية تطوير برمجيات قطع الأنابيب المتقدمة.
من خلال الجمع بين أنظمة القطع بالليزر وتقنية التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC)، توفر هذه الماكينات:
تتماشى مبادئ القطع الأساسية لماكينات القطع بالليزر الأنبوبي بشكل وثيق مع مبادئ القطع بالليزر المستوي، مع تعديلات متخصصة للأشكال الهندسية الأنبوبية.
صُممت ماكينات القطع بالليزر للأنابيب خصيصًا لمعالجة الأنابيب المعدنية القياسية (بما في ذلك المقاطع الجانبية الدائرية والمستطيلة والبيضاوية)، والمقاطع الهيكلية (مثل القنوات وزوايا الصلب)، ومختلف المكونات الأنبوبية ذات الشكل المخصص.
إن مزايا القطع الأنبوبي بالليزر الأنبوبي على تقنيات المعالجة التقليدية كبيرة:
وقد أدى التوسع السريع في إنتاج الأنابيب المعدنية واستهلاكها إلى اعتماد آلات قطع الأنابيب بالليزر على نطاق واسع في الصناعات التحويلية. توفر هذه الأنظمة المتقدمة الدقة والكفاءة والتنوع في معالجة المكونات الأنبوبية.
يمكن تصنيف ماكينات القطع الأنبوبية بالليزر المتوفرة في السوق على نطاق واسع إلى نوعين رئيسيين بناءً على طريقة التغذية المحورية للأنبوب:
هذا النوع من آلات قطع الأنبوب بالليزر يعالج فقط الأنبوب بطول ثابت، والذي يستخدم في الغالب لمعالجة محيط سطح الأنبوب بمحور ثابت ومقطع عرضي متغير، لا يمكن معالجة طرفي الأنبوب.
على الرغم من أن قاطع الأنابيب الليزرية المقطوعة بالليزر له قيود كبيرة وإنتاجية منخفضة، إلا أنه يحتل حصة كبيرة في السوق بسبب ميزاته الخاصة.
يوضح الشكل 1 النمط الزخرفي على سطح جذع المصباح وغطاء المصباح المعالج بمادة ثابتة القطع بالليزر قاطع الأنابيب.
الشكل 1 ساق المصباح وغطاء المصباح المعالج بمادة ثابتة القطع بالليزر قاطع الأنابيب.
مبدأ العمل
كما هو موضح في الشكل 2، يتكون قاطع أنبوب الليزر لقطع المواد الثابتة من ظرفَي تثبيت يثبِّتان الأنبوب في مكانه، ويقوم الظرف بحركة دورانية متزامنة حول محور الأنبوب ويقوم رأس الليزر بتغذية محورية وشعاعية للأنبوب للقطع.
هذا نوع الليزر تُستخدم آلة قطع الأنبوب بشكل أساسي لمعالجة الأنبوب المحوري من نفس المقطع العرضي، والتي لا يمكنها فقط معالجة الأشكال الكنتورية المختلفة على سطح الأنبوب، ولكن يمكنها أيضًا القطع وفقًا للطول المصمم لجزء الأنبوب ضمن الشوط المصمم للماكينة.
بالمقارنة مع قاطع أنبوب الليزر لقطع المواد الثابتة، فهو أكثر مرونة وقابلية للتطوير وكفاءة قطع أعلى، والتي تحتل حاليًا الحصة السوقية الأكبر من قاطع أنبوب الليزر الاحترافي.
كما هو مبين في الشكل 3، يمكن استخدام قاطع أنابيب القطع بالليزر للتغذية بالليزر لمعالجة مختلف التشكيلات الجانبية للأنابيب المعدنية القياسية مثل الأنابيب المربعة والمستديرة وقطعها على دفعات.
الشكل.3 أنابيب مربعة ومستديرة تتم معالجتها بواسطة قاطع أنابيب الليزر للقطع بالليزر.
مبدأ العمل
كما هو موضح في الشكل 4، يتم إمساك الأنبوب بواسطة ظرف مشبك، ويحمل ظرف الدعم الأنبوب شعاعيًا.
جميع الخراطيش حول محور الأنبوب حركة دورانية متزامنة، ظرف تشبيك الأنبوب الثابت للقيام بالتغذية المحورية، ورأس الليزر للقيام بالتغذية والقطع الشعاعي للأنبوب.
في الوقت الحالي، يعتمد قاطع أنبوب القطع بالليزر لقطع التغذية بالليزر بشكل أساسي على ظرفان في السوق، وهو فعال من حيث التكلفة، ولكن أوجه القصور فيه واضحة أيضًا.
الشكل 4 مخطط مبدأ العمل
1) ضعف ثبات دقة القطع
بالنسبة للأنبوب ذو الأجزاء الطويلة جدًا أو الصلابة الضعيفة، مع تشوه الجاذبية بالإضافة إلى عمل قوة الطرد المركزي لدوران الظرف، حتى لو كانت الزيادة في الأسطوانة المؤازرة أو دعم عجلة التنميط، فمن الصعب ضمان استقرار دقة القطع.
2) مادة الذيل، حتى إذا كان رأس الليزر يمكنه عبور قطع ظرف الظرف الداعم، ولكن لا يزال طرف تثبيت الظرف غير قادر على القطع، مما يؤدي إلى نفايات الأنبوب.
لمعالجة أوجه القصور هذه، يستخدم بعض مصنعي المعدات آلات قطع الأنابيب بالليزر ذات الظرفين، وتوسيع تصميم آلة القطع بالليزر متعددة الظرف، كما هو موضح في الشكل 5.
من بينها,
1) إنه يزيد من مجموعة من ظرف الدعم ويمكن أن يضمن أن طولًا معينًا من الأنبوب خالٍ تقريبًا من تشوه الجاذبية وقوة الطرد المركزي لدوران الظرف، والتي يمكن أن تضمن بشكل فعال استقرار دقة القطع ولا يقتصر طول قطع الأجزاء في نطاق شوط الماكينة.
2) يزيد من مجموعة من ظرف التثبيت لالتقاط المواد، عندما يكون ظرف التغذية في وضع الحد، يتم تثبيت الأنبوب بواسطة ظرف التثبيت للقيام بحركة التغذية المحورية، والتي يمكن أن تضمن معظم قطع المواد ذات الذيل الصفري للأنبوب.
3) على الرغم من أن التصميم أعلاه يمكن أن يحل تمامًا أوجه القصور في قاطع أنبوب الليزر من نوعي تغذية الظرفين، إلا أن التكلفة المتزايدة للظرف، وعدد محاور المؤازرة ونظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي.
كما أنه يفسر أيضًا سبب عدم انتشار قاطع الأنابيب الليزرية من النوع متعدد الأظرف الحالي الذي يعمل بالليزر للتغذية والقطع.
ينطوي تشغيل ماكينة القطع بالليزر الأنبوبي على عدة خطوات حاسمة لضمان دقة وفعالية القطع:
الغاز المساعد هو أحد المكونات المهمة لآلة قطع الأنابيب بالليزر.
وتتمثل الوظيفة الرئيسية في تفجير قصاصات الحديد الناتجة عن قطع الأنبوب من خلال الغاز الإضافي عالي الضغط الذي يخرجه رأس الليزر عندما يقوم رأس الليزر لآلة قطع الأنابيب بالليزر بقطع الأنبوب، وذلك لتحقيق تأثير القطع المثالي.
ثانيًا، يمكن أن يحمي العدسة ويمنع قصاصات الحديد أثناء القطع من الارتداد على العدسة للتأثير على إخراج شعاع الليزر والتأثير أثناء القطع.
في الوقت الحاضر، هناك ثلاثة غازات مساعدة شائعة الاستخدام لليزر:
① الهواء ② الأكسجين ③ النيتروجين;
كيف يمكننا اختيار الغاز المساعد لتحقيق تأثير قطع أفضل في الحياة اليومية؟
الهواء هو الغاز المساعد الأقل تكلفة من بين الغازات المساعدة الثلاثة الشائعة.
وبالطبع، لا يمكن استخدامه للقطع بالليزر بمجرد تنفس الهواء.
لا يمكن استخدام الهواء الذي تستخدمه ماكينة القطع بالليزر إلا بعد ترشيح الماء والزيت والغبار والشوائب الأخرى الموجودة في الهواء من خلال الفلتر ويتم ضغط الهواء المرشح إلى حوالي 20 كجم بواسطة ضاغط الهواء.
وهي مناسبة للألومنيوم وسبائك الألومنيوم والفولاذ المجلفن والأنابيب الرقيقة الأخرى، وكذلك في حالة عدم ارتفاع متطلبات القطع.
يشير الأكسجين هنا إلى الغاز الذي تبلغ درجة نقاوته 99.5%.
يقوم قاطع الأنابيب بالليزر بقطع المعدن في مكان القطع عن طريق ذوبان وتبخير درجة الحرارة العالية الناتجة عن تركيز الليزر لإجراء القطع بالليزر.
بينما يساهم الأكسجين في التفاعل الهوائي لمعدن الليزر ويحسن من كفاءة القطع.
وفي الوقت نفسه، تساهم طبقة أكسيد الأكسجين الموجودة على سطح الأنبوب في امتصاص شعاع الضوء بواسطة المادة العاكسة.
ومع ذلك، سيكون السطح بعد القطع باللون الأسود أو الأصفر الداكن، وهو مناسب لقطع الأنابيب الفولاذية الكربونية السميكة.
النيتروجين هو أغلى غاز مساعد بين الغازات المساعدة الثلاثة.
نظرًا لأن النيتروجين غاز خامل، يتم كبح تفاعل الأكسجين على سطح قطع الأنبوب عند القطع بقاطع الأنابيب بالليزر، على عكس قطع الأكسجين.
ولذلك، فإن سطح الأنبوب المقطوع بالنيتروجين سيكون ناصعًا وأبيض.
ومع ذلك، نظرًا للتكلفة، يوصى باستخدام النيتروجين كغاز مساعد عندما يكون سطح الأنبوب صارمًا نسبيًا.
الغازات المساعدة الثلاثة المذكورة أعلاه لها مزاياها الخاصة.
لذلك، عند اختيار الغازات المساعدة الأخرى، من الضروري قطعها وفقًا للحالة الفعلية.
بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون التكنولوجيا جيدًا، لا تقم بتعيين وتعديل المساعد بشكل تعسفي قطع الغازمما يؤدي بسهولة إلى توليد نتوءات ويؤدي إلى ضعف استقرار ماكينة أنبوب الليزر.
في جهاز القطع بالليزر، تتمثل وظيفة نظام توجيه الضوء في توجيه مخرج الشعاع من مولد الليزر إلى رأس القطع في مسار ضوء التركيز.
بالنسبة للقطع بالليزر الأنبوبي، إذا كنت ترغب في الحصول على شق قطع عالي الجودة، فإن القطر الصغير والقوة العالية لنقطة التركيز البؤري لشعاع التركيز ضروريان.
يسمح ذلك لمولد الليزر بإجراء إخراج الوضع المنخفض الترتيب.
في القطع بالليزر للأنبوب، من أجل الحصول على قطر تركيز شعاع صغير نسبيًا، يجب أن يكون لليزر زمن ترتيب وضع عرضي صغير، ويفضل أن يكون وضعًا أساسيًا.
تم تجهيز رأس القطع لجهاز القطع بالليزر بعدسة تركيز. بعد أن يتم تركيز شعاع الليزر بواسطة العدسة، يمكن الحصول على بقعة صغيرة مركزة، بحيث يمكن إجراء قطع أنبوبي عالي الجودة.
في قطع الأنبوب، ينتمي الأنبوب المراد معالجته إلى سطح منحنٍ فضائي، ويكون شكل الأنبوب معقدًا نسبيًا.
إذا تمت برمجتها وتصنيعها بالطرق التقليدية، فستكون هناك بعض الصعوبات.
يتطلب ذلك من المشغل تحديد مسار التشغيل الآلي الصحيح والنقطة المرجعية المناسبة وفقًا لمتطلبات عملية التشغيل الآلي، واستخدام نظام التحكم العددي لتسجيل حالة التغذية لكل محور وإحداثيات النقطة المرجعية، ثم تسجيل إحداثيات عملية التشغيل الآلي وتوليد برنامج تشغيل آلي من خلال وظائف الاستيفاء الخطي والدائري لنظام القطع بالليزر.
لذلك، فإن دراسة الوظيفة الرأسية التلقائية لشعاع الليزر وأنبوب القطع بالليزر هي أيضًا أحد المحتويات التقنية المهمة للقطع بالليزر الأنبوبي.
من أجل ضمان جودة القطع بالليزر الأنبوب، والحفاظ على التركيز على الاتجاه الرأسي لسطح قطعة العمل عن طريق أجهزة القياس والتحكم الأوتوماتيكية هو مفتاح القطع بالليزر الأنبوبي.
في الوقت الحاضر، نقوم بدمج موضع تركيز الليزر مع المحور المباشر (X-Y-Z) لـ المعالجة بالليزر نظام، مما يجعل حركة رأس القطع بالليزر أكثر خفة ومرونة، ويمكن فهم موضع التركيز بشكل جيد، وذلك لتجنب تصادم رأس القطع مع أنبوب القطع أو الأجسام الأخرى أثناء المعالجة.
أصبح قطع الأنبوب بالليزر الأنبوبي يستخدم على نطاق واسع في المجتمع الصناعي اليوم، وأصبحت الأنابيب المراد قطعها أكثر تنوعاً.
إلى جانب ذلك، فإن أجزاء الأنبوب نفسها لها تعقيداتها الخاصة.
لذلك ، وفقًا لمتطلبات المواد والشكل والمعالجة لمتطلبات قطع الأنابيب ، أصبح اختيار معلمات عملية القطع بالليزر المناسبة للحصول على أفضل كفاءة قطع وجودة قطع هي القضية الأكثر أهمية لجميع مستخدمي نظام القطع بالليزر.
بالنسبة لمولد ليزر خرج الموجة المستمرة, طاقة الليزر له تأثير مهم على القطع بالليزر.
نظريًا، كلما زادت قوة الليزر، زادت سرعة القطع.
ولكن بالنظر إلى ميزات الأنبوب نفسه، فإن قوة القطع القصوى ليست الخيار الأفضل.
عند زيادة طاقة القطع، يتغير وضع الليزر نفسه، مما يؤثر على تركيز شعاع الليزر.
في المعالجة العملية، غالبًا ما نختار في المعالجة العملية الحصول على أعلى كثافة طاقة في حالة أقل من الطاقة القصوى، وذلك لضمان كفاءة وجودة القطع بالليزر بالكامل.
عند قطع الأنبوب بالليزر، يجب التأكد من أن القطع
السرعة ضمن نطاق معين من أجل الحصول على جودة قطع أفضل.
إذا كانت سرعة القطع بطيئة، فسوف تتراكم الحرارة الزائدة على سطح الأنبوب، وتصبح المنطقة المتأثرة بالحرارة أكبر، ومن ثم يصبح الشق أوسع. إلى جانب ذلك، يتم كي سطح الشق بواسطة المادة الذائبة الساخنة المفرغة، مما يجعل سطح القطع خشنًا.
عند زيادة سرعة القطع، يصبح متوسط عرض الشق المحيطي للأنبوب أصغر. كلما كان قطر الأنبوب أصغر، كلما كان التأثير أكثر وضوحًا.
مع تسارع سرعة القطع، يتم تقصير وقت عمل الليزر، وتصبح الطاقة الكلية التي يمتصها الأنبوب أقل، وتنخفض درجة الحرارة في الطرف الأمامي للأنبوب، ويصبح عرض الشق أصغر.
إذا كانت سرعة القطع سريعة جدًا، فلن يتم قطع الأنبوب أو قطعه، مما سيؤثر على جودة القطع بالكامل.
عند قطع الأنبوب بالليزر، يمكن أن يكون لخصائص الأنبوب نفسه تأثير كبير على المعالجة.
على سبيل المثال، حجم قطر الأنبوب له تأثير كبير على جودة المعالجة.
من خلال البحث الذي أجري على الأنابيب الفولاذية غير الملحومة ذات الجدران الرقيقة المقطوعة بالليزر، وجد أن قطر الأنبوب وعرض الشق سيستمران في الزيادة بينما تظل معلمات العملية المختلفة دون تغيير.
عند قطع الأنابيب اللافلزية وجزء من الأنابيب المعدنية، يمكن استخدام الهواء المضغوط أو الغاز الخامل مثل النيتروجين كغاز مساعد.
ومع ذلك، بالنسبة لمعظم الأنابيب المعدنية، يمكن استخدام الغاز النشط مثل الأكسجين.
بعد تحديد نوع الغاز المساعد، من المهم أيضًا تحديد ضغط الغاز المساعد.
عند قطع الأنبوب ذي سمك الجدار الصغير بسرعة عالية نسبيًا، يجب زيادة ضغط الغاز المساعد لمنع التصاق الخبث الملتصق بالشق؛ وعندما يكون سمك جدار أنبوب القطع كبيرًا أو تكون سرعة القطع بطيئة، يجب تقليل ضغط الغاز المساعد بشكل مناسب لمنع عدم قطع الأنبوب أو عدم قطعه.
يعد موضع تركيز الشعاع أمرًا حيويًا أيضًا لقطع الأنبوب بالليزر. أثناء القطع، يكون موضع التركيز البؤري بشكل عام في موضع سطح تركيب أنبوب القطع. عندما يكون التركيز في وضع جيد، يكون الشق هو الأصغر، وتكون كفاءة القطع هي الأعلى، ويكون تأثير القطع هو الأفضل أيضًا.
في معظم الحالات، يتم ضبط بؤرة الشعاع أسفل الفوهة وتبلغ المسافة بين الفوهة وسطح الأنبوب 1.5 مم تقريبًا.
وفي الوقت نفسه، فإن عوامل مثل شكل نبضة الليزر ووضع إخراج الضوء لها أيضًا تأثير معين على تأثير القطع.
يتزايد الطلب المستقبلي على الأنابيب، وسوف تكون متطلبات المعالجة أعلى وأعلى، وتحسين دقة المعالجة وكفاءة الإنتاج عامل ضروري في التطور السريع لآلة قطع الأنابيب بالليزر الاحترافية.
تتغير متطلبات المستخدم بمرور الوقت، ويسمح التصميم المعياري بإضافة مكونات وظيفية أو استبدالها لتلبية متطلبات المستخدم وتحقيق أقصى قدر من الفوائد لكلا الطرفين.
يوجد بالفعل العديد من المستخدمين المجهزين بوحدة التحميل والتفريغ الأوتوماتيكية، ويمكن أن يؤدي تطوير الأتمتة إلى تحرير القوى العاملة بشكل فعال، مما يخفف من مشكلة نقص العمالة في الشركات.
مع تعميم مفهوم "الصناعة 4.0" ونضج تطوير تكنولوجيا الجيل الخامس، فإن مستقبل آلة قطع الأنابيب بالليزر سيحقق بالتأكيد أتمتة كاملة.
أي أنه يدمج جمع المعلومات، ووضع الطلبات، والتغذية، والتغذية، والتحميل، وتحديد الأنبوب، وقياس الطول، وقياس الطول، وقطع برنامج الاستدعاء التلقائي، والتفريغ، والتحميل على منصات نقالة والشحن، مما يحقق في النهاية الذكاء.
هناك العديد من المزايا لقطع الأنبوب بالليزر مثل عرض الشق الضيق، والمنطقة المتأثرة بالحرارة الصغيرة، وسرعة القطع السريع، والمرونة الجيدة، والقطع السلس وعدم تآكل الأداة.
مع ظهور وتطوير ماكينات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي (التحكم العددي المحوسب)، يمكن أن يُظهر تطوير تقنيات التصنيع المختلفة للأسطح والمنحنيات ذات الشكل الحر في الفضاء جانبها الفريد.
في القطع بالليزر، ليس فقط بقعة الليزر مطلوبة للتحرك في الفضاء ثلاثي الأبعاد بالنسبة لقطعة العمل وفقًا لمسار معين، ولكن أيضًا محور الليزر مطلوب أن يكون عموديًا على سطح المعالجة للأنبوب المراد قطعه طوال عملية المعالجة.
للحاسب الآلي القطع بالليزر الليفي الرؤوس التي يمكنها التركيز التلقائي، حيث تقوم الفوهات بتتبع سطح قطعة العمل تلقائيًا من خلال نظام قياس وتحكم آلي.
تشير ممارسة الإنتاج إلى أن مفتاح قطع الأنبوب هو إزالة عيوب جودة القطع إلى أقصى حد، وذلك لتلبية متطلبات معالجة الأنبوب.
بالنسبة لمعالجة الأنابيب المعقدة مثل التثقيب أو الشق أو التشذيب أو القطع السفلي، فإن القطع بالليزر ليس فقط أسرع من طرق المعالجة التقليدية ولكنه يضمن أيضًا جودة معالجة رائعة.
أثناء المعالجة، يجب التأكد من قطع أجزاء الأنبوب أولاً للحصول على فراغ الطول المطلوب من الأنبوب.
يصعب على طريقة القطع الأنبوبية التقليدية تلبية احتياجات الإنتاج الضخم، كما أن الأجزاء الأنبوبية التي تتم معالجتها بطرق المعالجة التقليدية هذه ذات جودة رديئة بشكل عام لسطح القطع، بل إن بعضها يعاني من عيوب في المعالجة مثل التشوه والانهيار.
بالإضافة إلى الحاجة إلى قطع الأنبوب، هناك حاجة إلى بعض أشكال المعالجة الأخرى، مثل قطع الأنماط للزينة والمصابيح، والقطع الحلزوني والجيب والقطع الخطي لجيب التمام والقطع الخطي للجيوب والوسم، إلخ.
إذا كانت هذه الأشكال من تصنيع الأنابيب تستخدم الطرق التقليدية، فإن كفاءة المعالجة ليست منخفضة فحسب، بل من الصعب أيضًا تحقيق متطلبات المعالجة المثالية، بل إن بعضها لا يمكن معالجته.
يبلغ عرض الشق بشكل عام 0.1-0.3 مم لقطع الأنابيب بالليزر (بما في ذلك القطع المستقيم، والقطع المائل، والقطع على شكل).
يمكن التحكم في موضع القطع ودرجة الحرارة بدقة، مما يساعد أكثر على الأتمتة والإنتاج الذكي.
علاوة على ذلك، بالمقارنة مع طريقة المعالجة التقليدية، يمكن زيادة كفاءة القطع بمقدار 8 إلى 20 مرة، ويمكن تقليل تكلفة المعالجة بمقدار 70% إلى 90%، ويمكن توفير فقد المواد بمقدار 15% إلى 30%.
إلى جانب ذلك، فإن ضوضاء القطع بالليزر منخفضة، كما أن تأثيرها على البيئة طفيف أيضًا.
يمكن تحقيق طرق التصنيع الآلي التقليدية التي تتطلب عمليات متسلسلة متعددة لإكمال التصنيع الآلي عن طريق القطع بالليزر على نفس المعدات.
مع التحسين المستمر لأداء المعدات وتكنولوجيا المعالجة، يمكن تحقيق قطع عالي الجودة للأنابيب بالليزر.
يعتمد القطع بالليزر على طريقة المعالجة غير التلامسية، والتي لا تمارس أي ضغط على جدار الأنبوب أثناء العملية بأكملها، لذلك لن تتسبب في تشوه أو انهيار السطح الخارجي للأنبوب.
في الوقت نفسه، عند قطع الأنبوب بالليزر، يكون المجال الحراري للشق معقدًا، ويكون التبريد صعبًا، ويكون من السهل حجب خبث القطع، مما يزيد من صعوبة القطع.
لذلك، من الضروري تعزيز الدراسة المتعمقة لهذه الجوانب.
يتمتع القطع بالليزر بقدر كبير من الحرية في متطلبات المادة والشكل والحجم وبيئة المعالجة للأنبوب. إن التحكم المكاني (تغيير اتجاه الشعاع، الدوران، المسح الضوئي، إلخ) والتحكم في الوقت (التشغيل، الإيقاف، الفاصل الزمني للنبضات) ممتاز وسهل التحكم فيه.
وعلاوة على ذلك، فإن الدقة العالية والنتوءات الأقل للقطع بالليزر تقلل إلى حد كبير من وقت المتابعة المستغرق في المعالجة.
عند تغيير قطر أو شكل الأنبوب، من الضروري فقط تعديل البرنامج، لذا فإن تطوير برنامج قطع الأنبوب له قيمة بحثية كبيرة.
يمكن أن يشكل الجمع بين نظام القطع بالليزر وتكنولوجيا التحكم العددي بالكمبيوتر معدات أتمتة فعالة ويفتح مسارًا جديدًا للمعالجة عالية الجودة والكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة.
من أجل تحسين كفاءة قطع الأنابيب، فإن استخدام خط الإنتاج الأوتوماتيكي للقطع بالليزر هو أكثر طرق الإنتاج فعالية.
كيفية استخدام خط الإنتاج الأوتوماتيكي لقطع الأنابيب؟
بادئ ذي بدء، يجب ضمان تشغيل شعاع الليزر بعد التركيز بشكل متزامن مع الأنبوب المخصص للقطع بواسطة خط الإنتاج الأوتوماتيكي.
ثانيًا ، من الضروري أن يتم تدوير بقعة الليزر بعد التركيز البؤري دائرة واحدة بالنسبة للأنبوب المراد قطعه ، ويكون محور شعاع الليزر دائمًا عموديًا على محور الأنبوب. أثناء عملية القطع، يتحرك شعاع الليزر لخط إنتاج قطع الأنابيب مع الأنبوب الذي يتم قطعه.
أثناء عملية القطع، فإن شعاع الليزر لخط إنتاج قطع الأنابيب يتبع الأنبوب المراد قطعه. يجب التحكم في هذه الحركات المتزامنة بواسطة نظام تحكم متخصص، لذا فإن البحث في خط الإنتاج الأوتوماتيكي لقطع الأنبوب بالليزر مهم جدًا أيضًا.
لا يمكن فصل القطع بالليزر الأنبوبي عن الأجهزة - نظام القطع بالليزر (بما في ذلك مولدات الليزر) والبرمجيات - تكنولوجيا القطع بالليزر.
من وجهة نظر الأجهزة، فإن المستقبل ماكينة القطع بالليزر سوف تتطور في اتجاه السرعة العالية والدقة العالية والأتمتة العالية والمرونة والتنويع؛ ومن وجهة نظر البرمجيات، سيتم دمج القطع بالليزر في المستقبل مع تقنية CNC لتطوير برمجيات جديدة
ولذلك، فإن جمع وإنهاء بيانات عملية القطع بالليزر، وإنشاء وتحسين الأنظمة الخبيرة ذات أهمية كبيرة وقيمة بحثية لتطوير صناعة القطع بالليزر بأكملها.