Повышение эффективности лазерной резки: Советы экспертов | MachineMFG

Повышение эффективности лазерной резки: Советы экспертов

0
(0)

Что такое машина лазерной резки?

Станок лазерной резки - это современное оборудование для обработки листового металла в промышленном секторе.

В реальном производственном процессе метод резки напрямую влияет как на эффективность производства, так и на качество заготовок. Поэтому очень важно найти эффективные методы резки, чтобы повысить эффективность производства, улучшить качество продукции и уменьшить количество отходов пластин.

Эта заметка посвящена нескольким методам резки, которые были успешно внедрены в производственный процесс, таким как использование лягушачьего прыжка с пустым ходом подачи, централизованная перфорация, микросоединение и оптимизация точек перфорации в лазерная резка.

Внедрение этих технологий в реальное производство позволяет значительно повысить качество резки и эффективность обработки заготовок.

Принцип работы лазерной резки

Лазерная резка это высококонтролируемый бесконтактный метод обработки, использующий высокую плотность энергии. Лазерный генератор используется для излучения лазерного луча, который фокусируется в пятно диаметром менее 0,1 мм через систему оптических путей. В результате достигается высокая плотность мощности лазера условия облучения пучком.

Под действием тепла, выделяемого лазерным лучом, материал заготовки быстро достигает температуры плавления. В результате материал разжижается и образует отверстия, которые в итоге превращаются в непрерывную щель с помощью потока воздуха высокого давления и относительного движения между лучом и заготовкой.

Чтобы усилить процесс плавления, повысить скорость и качество резки, а также защитить режущий шов от окисления, необходимо добавить вспомогательный газ, подходящий для разрезаемого материала.

Лазерная резка - один из нескольких распространенных методов резки, включая прямолинейную резку, резку проволокой, профильную резку, газовая резка, гидроабразивная резка и так далее. Среди этих методов лазерная резка становится все более популярной для режущая сталь пластины менее 16 мм благодаря плавным и точным надрезам, высокой скорости, низкому уровню шума, минимальному количеству пыли и способности вырезать сложные формы.

В процесс лазерной резки, методы резки играют решающую роль. Поэтому освоение различных технологий лазерной резки необходимо для повышения эффективности производства.

В ходе экспериментальных исследований мы определили, что несколько технологий лазерной резки имеют важное значение. Внедрив эти методы в реальное производство, мы увидели значительное повышение эффективности производства и сокращение отходов материалов.

Лягушка прыгает на пустой корм

Лягушачьи прыжки означают холостые движения станок лазерной резки.

Как показано на рис. 1, после вырезания отверстия 1 вырезается отверстие 2. Во время этого процесса режущая головка должна перемещаться из точки A в точку B.

Важно отметить, что во время этого движения лазер должен быть выключен. Такое перемещение из точки A в точку B называется "холостым ходом".

На рисунке 2 показано типичное движение станка лазерной резки вхолостую.

Режущая головка должна выполнить три действия: подняться на безопасную высоту, переместиться к вершине точки B, а затем упасть.

Холостой ход

Рис.1 Холостой ход

Режим холостого хода режущей головки

Рис. 2 Режим холостого хода режущей головки

Эффективность работы оборудования может быть значительно повышена за счет сокращения времени авиаперелетов.

Выполняя три действия одновременно, можно сократить время простоя. Например, когда режущая головка перемещается из точки A в точку B, она поднимается и опускается одновременно, подобно прыгающей лягушке, как показано на рисунке 3.

Траектория движения режущей головки похожа на дугу прыжка лягушки

Рис. 3 Траектория движения режущей головки похожа на дугу прыжка лягушки

При использовании этого метода используется только время перемещения из точки A в точку B, а время нарастания и спада экономится.

В станке лазерной резки реализована техника подачи холостого хода "лягушачий прыжок", которая эффективно минимизирует время движения холостого хода и повышает эффективность обработки.

Концентрированная перфорация

Централизованная перфорация, также называемая предварительной перфорацией, - это технология обработки, которая не часто встречается в стандартном оборудовании для лазерной резки.

Например, при лазерной резке толстого листа каждый контур реза должен пройти два этапа - перфорацию и резку.

Обычный процесс включает следующие этапы: перфорация → резка профиля 1 → перфорация → резка профиля 2, как показано на рисунке 4.

Технологический процесс обычной лазерной резки

Рис. 4 Технологический процесс обычной лазерной резки

Маленькая точка обозначает место перфорации, а стрелка - последовательность режущего пути.

Централизованная перфорация, как следует из названия, предполагает предварительное выполнение всех процессов перфорации на всем листе, после чего следует процесс резки, как показано на рисунке 5.

Технология обработки централизованной перфорации

Рис. 5 Технология обработки централизованной перфорации

Маленькая точка на рисунке обозначает точку перфорации, а стрелка показывает порядок движения машины вхолостую.

Процесс централизованной перфорации включает в себя завершение перфорации всех контуров, возврат к исходной точке и последующую резку всех контуров.

По сравнению с традиционной технологией обработки, централизованная перфорация увеличивает общую длину пути движения машины, но эффективно предотвращает пережог.

В процессе перфорации толстые пластиныВокруг места перфорации происходит накопление тепла. Если пластину сразу же разрезать, произойдет пережог (как показано на рис. 6).

Завершая все перфорации, возвращаясь в исходную точку и затем выполняя резку, централизованный процесс перфорации обеспечивает достаточное время для отвода тепла, что позволяет избежать явления пережога.

Пережог режущей поверхности

Рис. 6 Пережог поверхности резания

Применение микросоединений

Во время лазерной резки листовой металл фиксируется с помощью зубчатой опорной планки.

Если отрезанные куски недостаточно малы, они могут не пролезть в щели опорной планки.

Если они недостаточно велики, они не смогут должным образом поддерживать планку и могут стать несбалансированными, что приведет к короблению заготовки.

Кроме того, если режущая головка движется слишком быстро, она может столкнуться с несбалансированной заготовкой, что может привести к остановке или повреждению станка, как показано на рис. 7.

Столкновение режущей головки с деформированной заготовкой

Рис. 7 Столкновение режущей головки с деформированной заготовкой

Однако этот тип проблем можно предотвратить с помощью технологии резки микросоединений.

Конкретный метод заключается в следующем: 

При программировании лазерной резки фигуры замкнутый контур намеренно прерывается в нескольких местах, чтобы предотвратить разделение деталей и окружающего материала после резки. Эти прерывания называются микросоединениями (рис. 8).

Микросоединение

Рис. 8 Микроподключение

Расстояние между разъемами обычно составляет 0,2-1 мм и должно выбираться исходя из принципа, что расстояние между разъемами обратно пропорционально толщине листа.

В процессе лазерной резки, когда используются микросоединения для соединения деталей с окружающим материалом, необходимо добавить соответствующее количество микросоединений в зависимости от длины контура.

Также важно различать внутренние и внешние контуры, чтобы внутренний контур без микросоединений (лом) можно было отбросить, а внешний контур с микросоединениями (заготовка) присоединить к основному металлу, устранив необходимость в сортировке.

Анализ деформации небольшого отверстия (диаметр меньше толщины пластины)

Как правило, размер отверстия для резки определяется следующим образом:

(1) Для резки листов углеродистой стали толщиной 8 мм или менее диаметр отверстия должен быть не меньше толщины листа.

(2) Для резки листов углеродистой стали толщиной 10 мм или менее диаметр отверстия должен быть не менее 1,2 толщины листа.

(3) Для резка нержавеющей стали пластины толщиной 4 мм или менее, диаметр отверстия не должен быть меньше толщины пластины.

(4) Для резки листов нержавеющей стали толщиной более 4 мм диаметр отверстия должен быть не менее 1,2 толщины листа.

Однако в процессе лазерной резки мы часто сталкиваемся с заготовками, имеющими отверстия меньше толщины листа, которые трудно обрабатывать и которые приводят к низкому качеству резки.

Основная причина заключается в том, что когда станок вырезает круглое отверстие диаметром меньше толщины листа, режим резки по умолчанию меняется с непрерывной на импульсную перфорационную резку, в результате чего энергия лазера слишком концентрируется в небольшой области. Это приводит к прожигу в необрабатываемой зоне, вызывая деформацию отверстия и ухудшая качество обработки.

После исследований и экспериментов наша компания обнаружила, что использование плавильной резки вместо газовая резкаМы можем улучшить качество резки. Для этого необходимо изменить режим резки при вырезании небольших круглых отверстий, используя азот высокого давления вместо кислорода, а затем снова переключиться на кислородную резку после вырезания небольших отверстий.

Этот метод позволяет получить небольшие отверстия, которые равномерно расположены с обеих сторон и соответствуют требуемым техническим характеристикам, что снижает процент брака и повышает эффективность производства.

Sвыборы места прокола в лазерной резке

При лазерной резке материал непрерывно облучается лазерным лучом, в результате чего в центре образуется яма. Затем расплавленный материал быстро удаляется потоком воздуха, коаксиальным с лазерным лучом, образуя небольшое отверстие. Это отверстие служит отправной точкой для контурной резки, подобно отверстию для нарезания резьбы в WEDM.

Как правило, направление линии лазерного луча в траектории полета света перпендикулярно направлению касательной к контуру реза обрабатываемой детали. В результате происходит значительное изменение направления резания с момента, когда лазерный луч начинает проникать в материал, до момента, когда он входит в контур резания.

Направление касательной изменяется от перпендикулярного к контуру реза до совпадающего с ним, что приводит к шероховатой поверхности реза обрабатываемого материала, когда входящий угол с касательной к контуру составляет 0°. Это происходит потому, что направление лазерного луча меняется слишком быстро.

Поэтому при использовании лазерной резки важно учитывать этот момент. Когда заготовка не имеет шероховатость поверхности требования, ручная обработка может быть исключена из программы лазерной резки, позволяя управляющему программному обеспечению генерировать точки перфорации автоматически. Однако если на участке резки заготовки требуется повышенная точность, может потребоваться ручная настройка точки перфорации.

При составлении программы лазерной резки может потребоваться ручная корректировка начального положения лазерного луча или точки перфорации путем перемещения исходной точки перфорации, созданной программой лазерной резки, в более приемлемое положение, отвечающее требованиям к точности поверхности обрабатываемой детали.

Например, как показано на рис. 9, если заготовка требует гладкой поверхности для дуговой части, начало резки (точка перфорации) должно быть установлено в точках A и C, а не B и D. С другой стороны, если заготовка требует только шероховатой поверхности для прямой кромки, начало резки должно быть установлено в точках B и D, а не A и C.

Выбор точек прожига при лазерной резке

Рис. 9 Выбор точек пробивки при лазерной резке

Аналогично, как показано на рис. 10, если форма заготовки требует точных дуг, начальная точка резки (точка перфорации) может быть установлена только в точке D при составлении программы лазерной резки.

Однако если от прямолинейных кромок требуется только точность, при программировании программы лазерной резки можно выбрать любую точку, кроме точки D.

Выбор точек прожига при лазерной резке

Рис. 10 Выбор точек пробивки при лазерной резке

Заключение

Работа станка лазерной резки в процессе производства сложна и требует точности. Он работает с различными заготовками и материалами.

С развитием технологии резки использование различных методов резки и приобретение опыта в решении проблем может значительно повысить эффективность и производительность как операторов, так и оборудования.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх