ما هي ماكينة القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي: دليل شامل

I. مقدمة

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ماكينة القطع بالليزر هي معدات حديثة للقطع والتصنيع عبر شعاع الليزر. وهي تتألف من مكونات مثل الليزر، ونظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب، ورأس القطع، والتي يمكن أن تمضي قدماً في القطع عالي الدقة والكفاءة على المواد المعدنية وغير المعدنية.

إن ظهور آلات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي يحسن بشكل كبير من المستوى الأوتوماتيكي وكفاءة الإنتاج في التصنيع والمعالجة وقد تم استخدامها على نطاق واسع في تصنيع الآلات والفضاء والسيارات والإلكترونيات وغيرها من الصناعات.

سيعرض مقطعنا مبدأ العمل وأنواعه وتطبيقاته في مختلف صناعات ماكينات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي.

إلى جانب ذلك، سيناقش مرورنا الاتجاهات المستقبلية لتكنولوجيا ماكينات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي وكيف تدفع الابتكار والتطوير في التصنيع والصناعات الأخرى ذات الصلة.

II. فهم ماكينات القطع بالليزر CNC

معنى مصطلح القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي

القطع بالليزر بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب هو تقنية معالجة حرارية تستخدم شعاع ليزر عالي الكثافة للطاقة لصهر قطعة العمل أو تبخيرها أو تفاعلها كيميائياً تحت سيطرة نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب.

وهو يدمج التقنيات البصرية والميكانيكية والكهربائية والحاسوبية، ويمثل اتجاه تطور تكنولوجيا التصنيع الحديثة.

كيف تعمل ماكينات القطع بالليزر CNC

يمكن وصف عملية عمل ماكينة القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي على أنها شعاع ليزر عالي الكثافة للطاقة يتولد عن طريق أشعة الليزر التي تشع على سطح قطعة العمل عبر نظام بصري، مما يجعل المادة تسخن وتذوب وتتبخر بسرعة.

وفي الوقت نفسه، يتحكم نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي في رأس القطع ويتحرك على طول القضبان المحددة مسبقًا، ليشكل في النهاية أنماط القطع على قطعة العمل.

أنواع ماكينات القطع بالليزر CNC

وفقًا للاختلافات في نوع الليزر وشكل المعالجة، يمكن تقسيم ماكينات القطع بالليزر CNC إلى الأنواع التالية:

ماكينة القطع بالليزر CO2 يعتمد على ليزر غاز ثاني أكسيد الكربون CO2، وهو شكل معالجة كبير ومناسب لقطع المواد غير المعدنية وأجزاء المواد المعدنية.

ماكينة القطع بالليزر الليفي: إنها تعتمد ليزر الألياف، ولديها شعاع ليزر عالي الجودة، وبقعة ضوء صغيرة، ودقة قطع عالية، ومناسبة بشكل خاص لقطع المواد المعدنية.

ماكينة تقطيع الطائرة: جسم المعالجة عبارة عن قطعة عمل مسطحة، مثل الصفائح والألواح وما إلى ذلك.

ماكينة قطع الأنابيب: مناسبة بشكل خاص لقطع التصنيع مثل الأنابيب الدائرية والأنابيب المربعة والأنابيب ذات الشكل الخاص.

المزايا مقارنة بطرق التقطيع التقليدية

بالمقارنة مع طرق القطع التقليدية، مثل القطع بالبلازما والقطع باللهب، فإن آلة القطع بالليزر CNC لها المزايا التالية:

قطع عالي الجودة:: المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة، وشق القطع ضيق، وعمودية سطح القطع عالية، مع عدم وجود نتوءات، ولا حاجة للمتابعة بشكل ثانوي.

معالجة عالية الكفاءة:: سرعة القطع سريعة، والكفاءة عدة مرات من أساليب القطع التقليدية.

دقة عالية: يمكن أن تصل دقة الموضع إلى ± 0.05 مم تحت سيطرة نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، وهو أعلى من القطع اليدوي.

مواد قابلة للتطبيق على نطاق واسع: يمكن لآلة القطع بالليزر CNC قطع كل من المواد المعدنية وغير المعدنية، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ الكربوني، وسبائك الألومنيوم، والزجاج العضوي، والخشب، إلخ.

تشغيل مرن: تعتمد البرمجة باستخدام الحاسب الآلي، والتي يمكنها تشكيل أكواد القطع مباشرةً من أنماط التصميم بمساعدة الحاسوب، وهي سريعة ودقيقة وملائمة للتعديل.

المستوى التلقائي العالي:: يتم التحكم في عملية القطع بواسطة نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، مما يقلل من التدخل اليدوي، مما يحسن من كفاءة الإنتاج.

ثالثاً مكونات ماكينات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي CNC

مصدر الليزر

مورد الليزر هو المكون الأساسي لماكينة القطع بالليزر بنظام التحكم الرقمي CNC، والذي يستخدم لتوليد أشعة ليزر عالية الكثافة عالية الطاقة. وأشعة الليزر الشائعة هي ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف.

ليزر CO2:: يستخدم غاز Co2 كمادة عاملة ويتم إثارته عن طريق التفريغ عالي الجهد، الطول الموجي هو 10.6 ميكرومتر ليزر الأشعة تحت الحمراء. لديها قوة أكبر، ومناسبة لقطع المواد غير المعدنية والمواد المعدنية السميكة.

ليزر الألياف:: يعتمد على الألياف المخدرة بعناصر أرضية نادرة كوسيط كسب، ويولد ليزر الأشعة تحت الحمراء 1.06 ميكرومتر عن طريق ضخ الصمام الثنائي ليزر أشباه الموصلات. لديه أشعة ليزر ذات نوعية جيدة، وكثافة طاقة عالية، وهو مناسب لقطع المواد المعدنية.

وحدة تحكم CNC

نظام CNC هو العقل المدبر لماكينة القطع بالليزر CNC، وهو المسؤول عن التحكم في كل جزء من مكونات الماكينة وتحقيق القطع الأوتوماتيكي. وهي تتكون بشكل أساسي من جهاز كمبيوتر، وبطاقة التحكم في الحركة، ومحرك، ومحرك مؤازر، وما إلى ذلك.

كمبيوتر: تُستخدم للبرمجة وتخزين برامج المعالجة وإرسال تعليمات التحكم وما إلى ذلك.

بطاقة التحكم في الحركة: تُستخدم لتحويل تعليمات التحكم بالكمبيوتر إلى إشارات كهربائية للتحكم في حركة المحركات المؤازرة.

سائق: تُستخدم لاستقبال إشارة الكهرباء الخاصة ببطاقة الحركة، مما يدفع محرك المؤازرة للعمل.

محرك مؤازر: يتم استخدامه لدفع رأس القطع وحركة طاولة العمل، وإنهاء حركة القطع.

نظام البصريات

يتم استخدام النظام البصري لنقل شعاع الليزر وتركيزه، وتركيز طاقة الليزر على نقطة صغيرة على سطح قطعة العمل لتحقيق القطع. ويتكون من عاكس ومرآة تركيز وما إلى ذلك.

العاكس:: يتم استخدامه لتغيير اتجاه انتقال شعاع الليزر، وتوجيه شعاع الليزر إلى رأس القطع.

مرآة التركيز:: تُستخدم لتركيز شعاع الليزر على سطح قطعة الشُّغْلة، مما يشكل بؤرة عالية الكثافة للطاقة. يحدد البعد البؤري لعدسة التركيز البؤري حجم بقعة الضوء.

نظام الإمساك بقطعة العمل

يتم استخدام نظام تثبيت الشُّغْلَة لتثبيت ودعم الشُّغْلَة المراد قطعها، مما يضمن ثبات الشُّغْلَة أثناء عملية القطع. طريقة التثبيت الشائعة هي الامتزاز بالتفريغ والمشابك الميكانيكية.

الامتزاز بالتفريغ:: يتم فتح العديد من الثقوب الصغيرة على منصة القطع، ويستخدم الضغط الجوي لامتصاص قطعة العمل بإحكام على المنصة بعد تفريغ الهواء. هذه الطريقة مناسبة لقطع العمل ذات الألواح الرقيقة.

المشابك الميكانيكية:: تستخدم العديد من المشابك الميكانيكية، مثل الملزمة، والظرف، وما إلى ذلك، والتي يمكنها تثبيت قطعة العمل بإحكام على منصة القطع. هذه الطريقة مناسبة لقطع العمل ذات الأشكال الخاصة مثل الأنابيب والمقاطع الجانبية.

نظام العادم

يتم استخدام نظام العادم لامتصاص الدخان وغاز العادم المتولد أثناء عملية القطع، مما يحافظ على نظافة منطقة القطع، ويطيل عمر المستخدم. ويتكون بشكل أساسي من مراوح وأجهزة ترشيح وما إلى ذلك.

معجب: يتم استخدامه لتوليد ضغط سلبي، وامتصاص الدخان وغاز العادم في قناة العادم.

أجهزة التصفية:: يتم استخدامه لتصفية الدخان المستنشق وغاز العادم، وتقليل التلوث للبيئة. ويحتوي جهاز الترشيح الشائع الاستخدام على مرشح عالي الكفاءة (HEPA)، ومرشح الكربون المنشط، وما إلى ذلك.

سرير القطع

يُستخدم سرير القطع لتحديد موقع سطح قطعة العمل ودعمها، وعادةً ما يعتمد على هيكل قرص العسل أو هيكل شريطي لتقليل منطقة التلامس مع قطعة العمل، وهو ما يفيد في انبعاث الدخان وغاز العادم. يحدد حجم طاولة القطع حجم تنسيق المعالجة.

نظام الغاز المساعد

يلعب الغاز المساعد دورًا مهمًا في عمليات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي CNC، وله الوظائف التالية بشكل أساسي

حماية المكون البصري لرأس القطع، لتجنب تلوث البقع. تفجير المواد المصهورة، وتحسين جودة القطع.

خفض درجة حرارة منطقة القطع، وتقليل تأثير التسخين. منع أكسدة سطح المادة، وتحسين جودة المقطع.

ويشمل الاستخدام الشائع للغاز المساعد النيتروجين والأكسجين والهواء وما إلى ذلك. يعتمد اختيار الغاز على نوع المادة التي يتم قطعها.

IV. كيفية تشغيل ماكينة القطع بالليزر CNC

إعداد الماكينة

أولاً، يجب تثبيت الصفيحة المعدنية المراد قطعها أو ألواح الأنابيب على طاولة العمل. يمكن أن يضمن ذلك ثبات المادة وتهيئتها لإجراءات القطع الأساسية. في الخطوات التالية، افتح الماكينة واستخدم المفتاح لبدء تشغيل آلة القطع بالليزر. في نفس الوقت، افتح مزيل رائحة العادم للحفاظ على بيئة العمل نظيفة.

تحميل ملف التصميم

ابدأ بملف تصميم بسيط. قم بتنزيل ملف التصميم المفضل لديك، واستورده إلى برنامج التصميم الخاص بك، وقم بإعداده للمعالجة بالليزر. بناءً على متطلبات العمل، قد تحتاج إلى العمل مع الملفات المتجهة وملفات التصميم بمساعدة الحاسوب والتصميم ثلاثي الأبعاد، وأحيانًا الملفات النقطية.

ضبط معلمات القطع

إن ضبط معلمة القطع بشكل صحيح هو مفتاح تحقيق القطع الدقيق.

تشغيل عملية القطع

بعد الانتهاء من جميع الأعمال التحضيرية، يمكن استخدام نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي للتحكم في عملية القطع لماكينة القطع بالليزر.

تتضمن هذه الخطوات التشغيل الدقيق للماكينة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر اختيار المادة والبرنامج والقطع.

احتياطات السلامة التي يجب مراعاتها

التزم بصرامة بقواعد السلامة في التشغيل والصيانة عند تشغيل ماكينة القطع بالليزر CNC.

وهذا يشمل، على سبيل المثال لا الحصر، ضمان الاحتفاظ الآمن بمواد القطع، وتعديل معايير المعدات لتناسب نوع المادة وسُمكها، وتدريب المشغل.

V. مزايا القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي

سادسًا. القيود والتحديات التي تواجه آلات القطع بالليزر باستخدام الحاسب الآلي

سابعاً. الخاتمة

تعد ماكينة القطع بالليزر CNC من المعدات الأساسية في التصنيع الحديث، والتي يمكنها تحسين كفاءة الإنتاج، وضمان جودة المنتج، وتحقيق التصنيع الذكي.

يمكن أن تقدم لك أداة ماكينة ADH المزيد من النصائح حول تقديم آلة القطع بالليزر، يمكنك تصفح موقعنا الإلكتروني الرسمي للحصول على التفاصيل أو اتصل بمندوب المبيعات لدينا.