I. Кіріспе

Лазерлік кесу Технология әртүрлі материалдарды кесудің дәл, тиімді және әмбебап әдісін ұсынып, өндіріс саласын түбегейлі өзгертті. Металлдар мен пластмассалардан бастап ағаш пен тоқымаға дейін лазерлік кесу машиналары көптеген өндірістік процестердің ажырамас бөлігі болып табылады.

Құрамдас бөліктерін түсіну лазерлік кесу станогы оның өнімділігін оңтайландыру, қауіпсіздігін қамтамасыз ету және қызмет ету мерзімін ұзарту үшін өте маңызды. Лазерлік кесу машинасының әртүрлі бөліктерін білудің маңыздылығын асыра айтуға болмайды — негізгі түсініктерді тереңірек зерттеу үшін біздің егжей-тегжейлі ресурсты қараңыз Лазерлік кесу машиналарын түсіну.

Машинаның құрамдас бөліктерімен танысу арқылы сіз ақауларды тиімдірек жоя аласыз, бос тұруды болдырмау үшін жоспарлы техникалық қызмет көрсете аласыз және бөлшектерді жаңарту немесе ауыстыру кезінде дұрыс шешім қабылдай аласыз. Бұл технологиямен алғаш танысқан оқырмандар үшін біздің Лазерлік кесуді меңгеру: Жаңадан бастаушыларға арналған нұсқаулық осы машиналардың қалай жұмыс істейтінін түсінуге берік негіз береді.

II. Лазерлік кесу машинасының құрамдастары

1. Лазер көзі

(1) Анықтама және функциясы

Лазер көзі – кез келген лазерлік кесу машинасының жүрегі, ол материалдарды кесу үшін қажетті шоғырланған жарық сәулесін қамтамасыз етеді. Лазер сәулесін орта — газ, кристалл немесе талшық — электр энергиясы немесе жарқыл шам арқылы қоздыру арқылы генерациялайды. Лазер сәулесінің қасиеттері, мысалы, толқын ұзындығы мен қуаты, қолданылатын лазер көзінің түріне байланысты.

(2) Лазер көздерінің түрлері

Кесу машиналарында жиі қолданылатын лазер көздерінің бірнеше түрі бар:

• СО₂ лазерлері: Бұл лазерлер негізінен көмірқышқыл газы, азот және гелийден тұратын газ қоспасын қолданады. CO2 лазерлері жоғары қуат пен тиімділігімен танымал, сондықтан олар ағаш, акрил және пластмасса сияқты бейметал материалдарды кесуге өте қолайлы. Олар 10,6 микрометр толқын ұзындығында жұмыс істейді.
• Талшықты лазерлер: Талшықты лазерлер сирек жер элементтерімен легирленген оптикалық талшықтардан жасалған қатты күйдегі күшейткіш ортаны қолданады. Бұл лазерлер өте тиімді, ұзақ қызмет етеді және аз техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Олар болат, алюминий және жез сияқты металдарды кесуде әсіресе тиімді және шамамен 1,06 микрометр толқын ұзындығында жұмыс істейді.

(3) Негізгі ерекшеліктер мен ескертулер

• Қуат шығару: Жоғары қуат деңгейлері қалың материалдарды кесуге және кесу жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді. Алайда, олар көбірек энергия мен салқындату қуатын қажет етеді.
• Толқын ұзындығы: Толқын ұзындығы лазердің әртүрлі материалдармен әрекеттесуіне әсер етеді. Мысалы, CO2 лазерлері бейметалдарға жақсырақ бейімделген, ал талшықты лазерлер металдарға тиімдірек.
• Сәуле сапасы: Жоғары сәуле сапасы дәлірек және таза кесулерді қамтамасыз етеді.
• Техникалық қызмет көрсету талаптары: Кейбір лазер көздері, мысалы, CO2 лазерлері, оптиканы таза ұстау және газ қоспасының тепе-теңдігін сақтау үшін тұрақты қызмет көрсетуді қажет етеді, ал талшықты лазерлер әдетте аз күтімді талап етеді.

Лазер көзін жаңарту немесе күтіп ұстау машинаның өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Жабдығыңызды тиімді жұмыс күйінде ұстау үшін, біздің толық ассортиментімізді қараңыз Лазерлік кесу машинасының керек-жарақтары мен жаңартулары.

2. Лазерлік кесу басы

(1) Кесу басының бөлшектері

1）Саптама

Саптама лазер сәулесін материалға бағыттайды және қосымша газдың (оттегі, азот немесе ауа сияқты) ағыны арқылы еріген материал мен қалдықтарды кетіруге көмектеседі. Саптама көлемі мен түрін таңдау кесілетін материал мен кесудің қажетті сапасына байланысты.

2）Линза

Линза лазер сәулесін жіңішке нүктеге фокустайды, оның қарқындылығын арттырады және материалды кесуге мүмкіндік береді. Материалдың қалыңдығына және кесудің қажетті дәлдігіне байланысты әртүрлі фокус ұзындықтары қолданылады.

3）Қорғаныс шынысы

Бұл шыны кесу кезінде пайда болатын қалдықтар мен булардың линзаны ластауын болдырмайды. Қорғаныс шынысын таза ұстау лазер сәулесінің сапасын сақтап, линзаның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін өте маңызды.

4）Биіктік датчигі

Көптеген заманауи лазер кесу бастары саптама мен материал арасындағы тұрақты қашықтықты сақтау үшін биіктік датчиктерімен жабдықталған. Бұл біркелкі кесуді қамтамасыз етеді және кесу басының зақымдануын болдырмайды.

5）Коллимация бөлшектері

Бұл бөлшектер лазер көзінен шыққан шашыраңқы жарықты түзету немесе коллимациялау үшін қолданылады. Бұл лазер сәулесінің материалға дәл және тұрақты бағытталуын қамтамасыз етеді.

6）Қорғаныс айна қорабы

Қорғаныс айна қорабы кесу басының ішкі оптикалық жолын сыртқы ортадан оқшаулайды. Бұл шаң мен қоспалардың енуін және лазер сәулесіне әсер етуін болдырмайды, осылайша кесу басының қызмет ету мерзімін ұзартады.

7）Фокус бақылау жүйесі

Фокус бақылау жүйесі лазер басы мен өңделетін бөлшек арасындағы оңтайлы қашықтықты сақтау үшін сенсорлар мен басқару механизмдерін қамтиды. Бұл жүйе материалдың бетіне қарай кесу басының биіктігін автоматты түрде реттей алады, біркелкі кесу сапасын қамтамасыз етеді. Бақылау жүйесінің екі негізгі түрі бар: сыйымдылықты (байланыссыз) және индуктивті (байланысты).

8）Сыйымдылықты датчик

Бұл датчик кесу басы мен өңделетін бөлшек арасындағы қашықтықтың өзгеруі кезінде сыйымдылықтың өзгеруін анықтап, дұрыс қашықтықты сақтауға көмектеседі. Ол фокус бақылау жүйесінің бөлігі болып табылады және лазер сәулесінің материалға фокусталуын қамтамасыз етеді.

9）Қосымша газ саптамасы

Қосымша газ саптамасы кесу аймағына жоғары жылдамдықпен газ (оттегі, азот немесе ауа сияқты) ағынын бағыттайды. Бұл газ еріген материалды кесік орындарынан кетіруге, өңделетін бөлшекті салқындатуға және материалға байланысты тотығуды немесе жануды болдырмауға көмектеседі.

10）Су салқындату жүйесі

Су салқындату жүйесі лазер мен оптикалық компоненттерден бөлінетін жылуды тарату үшін өте маңызды. Ол кесу басының тұрақты температурада жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, қызып кетуден және компоненттердің зақымдануынан сақтайды.

11）Механикалық реттеу компоненттері

Бұл компоненттер кесу басының орнын дәл механикалық реттеуге мүмкіндік береді. Оларға серво қозғалтқыштар, бұрандалы таяқшалар немесе берілістер сияқты бөлшектер кіреді, олар кесу басының бағдарламаланған кесу жолына сәйкес Z осі бойымен қозғалуына жағдай жасайды.

12）Бақылау қорабы

Бақылау қорабы кесу басының жұмысын басқаратын электроника мен бағдарламалық қамтамасыз етуді қамтиды. Оның ішінде сенсорлар, күшейткіштер және кесу басының дұрыс жұмыс істеуі мен қажетті кесу параметрлерін сақтауын қамтамасыз ететін басқа да басқару элементтері бар.

13）Керамикалық бөлшектер

Керамикалық бөлшектер кесу басында оптикалық компоненттерді оқшаулау және қорғау үшін қолданылады. Олар төзімді және жоғары температураға шыдамды, бұл кесу басының ұзақ қызмет етуін қамтамасыз етеді.

14）Сәулені жеткізу жүйесі

Сәулені жеткізу жүйесіне лазер сәулесін көзден кесу басына бағыттайтын айна мен линзалар кіреді. Бұл жүйе сәуленің дұрыс шоғырлануын және кесілетін материалға дәл бағытталуын қамтамасыз етеді.

3. Сәулені жеткізу жүйесі

Лазерлік кесу машинасындағы сәулені жеткізу жүйесі кесілетін материалға лазер сәулесін дәл бағыттауды қамтамасыз ететін маңызды компонент болып табылады. Бұл жүйе әдетте лазер сәулесінің сапасы мен дәлдігін сақтау үшін айна мен оптикалық талшықтардың үйлесімін қолданады, олардың әрқайсысы өз рөлін атқарады.

(1) Лазер сәулесін бағыттау үшін қолданылатын айналар мен оптикалық талшықтар

CO2 лазерлік кесу жүйелерінде лазер сәулесін көзден кесу басына шағылыстырып, бағыттау үшін көбінесе айналар қолданылады. Бұл айналар сәуленің жол бойында шоғырлануы мен қуатын сақтауы үшін дәл реттелуі керек.

Ал, талшықты лазер жүйелері лазер сәулесін жеткізу үшін оптикалық талшықтарды қолданады. Оптикалық талшықтар ұзақ қашықтықтарда немесе күрделі бағыттарда лазерді бағыттауда үлкен икемділік пен тиімділікті қамтамасыз етеді.

(2) Реттеу мен калибрлеудің маңыздылығы

Сәулені жеткізу жүйесінің дұрыс реттелуі мен калибрленуі оңтайлы жұмыс үшін өте маңызды. Реттелмеу сәуле қарқындылығының төмендеуіне, кесу сапасының нашарлауына және тіпті машинаның зақымдануына әкелуі мүмкін.

Айна мен талшықтардың дұрыс реттелуін қамтамасыз ету үшін тұрақты техникалық қызмет көрсету және калибрлеу тексерістері қажет. Заманауи лазер жүйелерінде көбінесе автоматты реттеу мен калибрлеу функциялары бар, олар тұрақтылықты сақтауға және қолмен түзетулерді азайтуға көмектеседі.

(3) Жиі кездесетін мәселелер және оларды шешу

Сәулені жеткізу жүйесіне әсер ететін жиі кездесетін мәселелерге сәуленің дұрыс бағытталмауы, айналар/талшықтардың ластануы немесе зақымдалуы және қуаттың жоғалуы жатады.

4. Қозғалысты басқару жүйесі

Қозғалысты басқару жүйесі — лазерлік кесу машинасының маңызды бөлігі, лазер басын және дайындаманы дәл жылжыту арқылы нақты кесулерді қамтамасыз етеді.

Бұл жүйеге лазердің қажетті кесу жолын жоғары дәлдікпен және жылдамдықпен орындауын қамтамасыз ететін әртүрлі моторлар мен басқару жүйелері кіреді.

(1) CNC басқару жүйесіне шолу

Компьютерлік сандық басқару (CNC) жүйелері лазерлік кесу машиналарындағы қозғалысты басқарудың негізі болып табылады. Бұл жүйелер жобалау файлдарын лазер басы мен жұмыс үстелінің қозғалысын басқаратын нақты нұсқауларға аударады.

CNC жүйесі уақыт пен қозғалысты үйлестіріп, лазердің жобада көрсетілген нақты жол бойымен кесуін қамтамасыз етеді. Дамыған CNC жүйелері күрделі геометрияларды орындап, жылдам кесуді минималды қателермен жүргізе алады.

(2) Қолданылатын мотор түрлері

1) Серво моторлар

Серво моторлар позицияны, жылдамдықты және моментті дәл басқару мүмкіндігіне байланысты жоғары дәлдікті қажет ететін қолданбаларда жиі қолданылады. Серво моторлар дәлдігімен және жауап беру жылдамдығымен танымал, бұл оларды күрделі және нақты кесу тапсырмалары үшін қолайлы етеді.

Оларда энкодерлер сияқты кері байланыс жүйелері бар, олар мотордың позициясын үнемі бақылайды және дәлдікті сақтау үшін реттеп отырады.

2) Степпер моторлар

Степпер моторлар күрделілігі төмен қолданбаларда жиі қолданылады. Олар дискреттік қадамдармен қозғалады, бұл позицияны жақсы басқаруға мүмкіндік береді, бірақ серво моторлардағыдай жылдамдық пен дәлдікке ие болмауы мүмкін.

Степпер моторлар әдетте арзанырақ және қолдануға қарапайым, бұл оларды бастапқы деңгейдегі лазерлік кесу машиналарына қолайлы етеді. Дегенмен, оларда кері байланыс жүйесі жоқ, бұл жоғары жылдамдықта немесе жүктемеде қадамдардың жоғалуына және дәлдіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Қадамдық моторлар әдетте арзанырақ және қолдануы жеңіл, сондықтан олар бастапқы деңгейдегі лазер кескіштерге қолайлы. Бірақ, кері байланыс жүйесі жоқ болғандықтан, жоғары жылдамдықта немесе ауыр жүктемеде қадам жоғалтуы және дәлдігі төмендеуі мүмкін.

Өнеркәсіптік деңгейдегі лазерлік кескіштерде дерлік тек серво моторлар қолданылады. Степпер моторлар “ашық цикл” негізінде жұмыс істейді — командаларды орындауды тексермей импульстар жібереді, ал серво моторлар энкодерлері бар “жабық цикл” басқаруды қолданады, позиция мен жылдамдық туралы нақты уақыттағы кері байланыс береді. Кез келген ауытқуды контроллер бірден түзетеді, бұл тіпті жоғары жылдамдық пен үдеуде теңдессіз дәлдік пен сенімділікті қамтамасыз етеді.

(3) Жетек механизмдері: рейка мен тістерлі дөңгелек және шарвинт

1) X/Y осьтері (ұзақ қозғалыс)

Жоғары дәлдікпен өңделген рейка мен тістерлі дөңгелек жетектері ұзын осьтік қозғалыстар үшін стандартты таңдау болып табылады. Олар машинаның толық өлшеміне тең қозғалыс ұзындығын қамтамасыз етіп, (2–4G дейін) жоғары үдеу күштеріне төтеп бере алады, бұл оларды жоғары жылдамдықтағы кесу үшін қолайлы етеді.

2) Z осі (қысқа қозғалыс)

Шарвинт жетектері әдетте қысқа қашықтықтар үшін қолданылады. Олар керемет позициялық дәлдік пен қаттылыққа ие, бұл кесу басының жиі әрі дәл тік қозғалысы үшін өте қолайлы етеді.

5. Жұмыс үстелі және материалды өңдеу

(1) Жұмыс үстелдерінің әртүрлі түрлері

1）Тұрақты жұмыс үстелдері

Тұрақты жұмыс үстелдері кесу процесі кезінде қозғалмайды. Олар материал жиі қайта орналастырылмайтын шағын әрі қарапайым жобаларға өте қолайлы.

Тұрақты үстелдер тұрақтылық береді және көбінесе қолжетімді бағада болады. Олардың қарапайымдылығы материалдың өлшемі мен пішіні жиі өзгермейтін операцияларда пайдалану үшін ыңғайлы етеді.

2）Реттелетін жұмыс үстелдері

Реттелетін жұмыс үстелдері тік бағытта қозғала алады немесе еңкейе алады, бұл материалды жақсырақ орналастыруға мүмкіндік береді. Мұндай икемділік қалың материалдармен жұмыс істеуде немесе әртүрлі бұрыштарда дәл кесу кезінде пайдалы.

Реттелетін үстелдер кесу тереңдігі мен бұрыштарының әртүрлі болуын талап ететін қолданбаларда әсіресе пайдалы, бұл машинаның әмбебаптығын арттырады.

3）Айналмалы жұмыс үстелдері

Айналмалы жұмыс үстелдері кесу процесі кезінде материалды айналдыруға арналған, бұл цилиндрлік немесе дөңгелек нысандар үшін өте пайдалы. Мұндай үстел түрі машинаның иілген беттерде күрделі пішіндер мен геометрияларды кесу мүмкіндігін арттырады.

Айналмалы үстелдер құбырлармен, түтіктермен немесе басқа цилиндрлік компоненттермен жұмыс істейтін салалар үшін маңызды, өйткені олар дәл және күрделі кесулер жасауға мүмкіндік береді.

(2) Материалдарды тасымалдау жүйелері

Материалдарды тиімді тасымалдау өнімділікті арттыру және кесу сапасын қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Лазерлік кесу машиналарында материалдарды басқару үшін бірнеше жүйелер қолданылады:

1）Конвейерлер

Конвейер жүйелері материалдарды кесу аймағына және одан тыс жерге автоматты түрде жылжытады. Олар қолмен өңдеу уақытын азайтып, өнім өндіру көлемін арттыра отырып, жоғары көлемді өндіріс орталарында қолдануға өте ыңғайлы. Конвейерлерді автоматтандырылған тиеу және түсіру жүйелерімен біріктіруге болады, бұл тиімділікті арттырып, тоқтап қалу уақытын азайтады.

2）Қыспақтар

Қыспақтар кесу процесі кезінде материалды мықтап ұстап тұрады, бұл кесудің дәл болмауына әкелуі мүмкін қозғалыстардың алдын алады. Түрлі материалдар мен қалыңдықтарға арналған әртүрлі қыспақ түрлері бар. Дұрыс қысып ұстау материалдың тұрақтылығын қамтамасыз етеді, бұл дәл және біркелкі кесуге шешуші әсер етеді.

3）Қалыптар (Фикстурлар)

Арнайы қалыптар нақты бөлшектерді немесе материалдарды ұстау үшін жасалуы мүмкін, бұл тұрақтылық пен дәлдікті қамтамасыз етеді. Қалыптар қайталанатын тапсырмаларда немесе пішіні тұрақсыз материалдарды кесу кезінде әсіресе пайдалы. Қалыптарды пайдалану арқылы оператор әрбір бөлшектің дұрыс орналасуын қамтамасыз етіп, қателіктерді азайтады және жалпы кесу сапасын жақсартады.

6. Салқындату жүйесі

Салқындату жүйесі — лазерлік кесу машинасының ажырамас бөлігі, ол машинаның оңтайлы температура диапазонында жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Дұрыс салқындату лазердің және оған қатысты компоненттердің өнімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімін сақтау үшін өте маңызды.

(1) Салқындату жүйесінің оңтайлы температураны ұстап тұрудағы рөлі

Лазерлік кесу машинасындағы салқындату жүйесінің негізгі қызметі – жұмыс барысында пайда болатын жылуды тарату. Лазерлік кесу жоғары қарқынды лазер сәулелерін қолданады, олар едәуір мөлшерде жылу бөледі.

Бұл жылу тиімді салқындату механизмі болмаса, сезімтал компоненттерге зақым келтіруі мүмкін, бұл машинаның тоқтап қалуына және техникалық қызмет көрсету шығындарының артуына әкеледі. Салқындату жүйесі лазерлік көздің және басқа маңызды бөлшектердің тұрақты температурада қалуын қамтамасыз етеді, осылайша машинаның тиімділігі мен сенімділігін арттырады.

(2) Салқындату жүйелерінің түрлері

(3) Су чиллерлері

Су чиллерлері лазерлік кесу машиналарында қолданылатын ең кең таралған салқындату жүйелерінің түрі. Олар салқындатылған суды лазерлік көз және жылуға сезімтал басқа компоненттердің айналасында айналдырып, жұмыс істейді.

Су жылуды сіңіріп алып, содан кейін суды қайта айналдыру алдында жылуды кетіретін тоңазытқыш қондырғыдан өтеді. Бұл салқындату түрі өте тиімді және дәл температуралық бақылауды қамтамасыз етеді, бұл оны жоғары қуатты лазерлік жүйелерге лайықты етеді.

(4) Ауамен салқындату

Ауамен салқындату жүйелері желдеткіштер немесе үрлегіштер арқылы жылу бөлетін компоненттердің үстінен ауа үрлейді. Су чиллерлеріне қарағанда тиімділігі аз болса да, ауамен салқындату жүйелері орнату және күтіп ұстау тұрғысынан қарапайым және арзан болып келеді.

Олар әдетте шағын немесе қуаты төмен лазерлік кесу машиналарында қолданылады, мұнда пайда болатын жылу басқаруға болатын деңгейде болады.

(5) Техникалық қызмет көрсету және ақауларды жоюға арналған кеңестер

Салқындату жүйесінің тиімді жұмысын қамтамасыз ету үшін тұрақты техникалық қызмет көрсету маңызды. Кеңестер: тұрақты тексеру, тазалық, сұйықтық деңгейін бақылау, вентилятор мен сүзгілерге қызмет көрсету, және мониторинг жүргізу.

7. Шығару және сүзу жүйесі

Шығару және сүзу жүйесі лазерлік кесу процесі кезінде пайда болатын газдар, түтін және бөлшектерді шығарып, қауіпсіз және тиімді жұмыс ортасын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады.

1) Газдар мен бөлшектерді шығарудың маңызы

Лазерлік кесу түтін, газ және бөлшектердің едәуір мөлшерін шығарады, олар машинаны да, операторды да зиянға ұшыратуы мүмкін. Бұл жанама өнімдердің жиналуы кесудің сапасына әсер етеді, машинаның тиімділігін төмендетеді және денсаулыққа қауіп төндіреді.

Тиімді шығару және сүзу жүйесі бұл зиянды заттарды дер кезінде кетіріп, жұмыс орнын таза және қауіпсіз күйде ұстайды.

(2) Шығару жүйелерінің түрлері (желдеткіштер, сүзгілер, ауа өткізгіштер)

1）Желдеткіштер

Өнеркәсіптік деңгейдегі желдеткіштер жиі лазерлік кесу аймағынан түтін мен газды шығару үшін қолданылады. Бұл желдеткіштер теріс қысым жасап, зиянды заттарды кесу беткейінен тартып алып, оларды ғимараттың сырт жағына шығарады. Желдеткіштер кез келген шығару жүйесінің негізгі бөлігі болып табылады, таза ортаны сақтау үшін қажетті ауа ағынын қамтамасыз етеді.

2）Сүзгілер

Сүзгілер бөлшектер мен түтіндерді атмосфераға шығарылмас бұрын ұстау үшін қолданылады. Сүзгілердің бірнеше түрі бар, соның ішінде:

• HEPA сүзгілері: Жоғары тиімді бөлшектерге арналған ауа (HEPA) сүзгілері өте ұсақ бөлшектерді ұстай алады және лазерлік кесу жүйелерінде ауаның жоғары тазалығын қамтамасыз ету үшін жиі қолданылады.
• Белсендірілген көмір сүзгілері: Бұл сүзгілер кесу кезінде пайда болатын ұшпа органикалық қосылыстарды (VOC) және басқа да түтіндерді тиімді түрде жояды.
• Алдын ала сүзгілер: Бұлар ірі бөлшектерді ұстау және қымбат HEPA және белсендірілген көмір сүзгілерінің қызмет ету мерзімін ұзарту үшін қолданылады.

3）Ауа өткізгіштер

Дұрыс ауа өткізгіш жүйесі лас ауаның ағынын лазерлік кесу машинасынан желдеткіштер мен сүзгілерге бағыттау үшін өте маңызды. Ауа өткізгіш жүйесінің жобасы ауа ағымының кедергісін азайтып, ластаушы заттарды тиімді жоюды қамтамасыз етуі керек.

8. Бағдарламалық қамтамасыз ету және басқару интерфейсі

Бағдарламалық қамтамасыз ету мен басқару интерфейсі лазерлік кесу жүйесінің негізгі құрамдас бөліктері болып табылады, олар кесу процесін дәл басқаруға және басқа өндірістік жүйелермен үздіксіз біріктіруге мүмкіндік береді.

(1) Лазерлік кесуде пайдаланылатын CAD/CAM бағдарламалық қамтамасыз етуге шолу

Компьютерлік жобалау (CAD) және компьютерлік өндіріс (CAM) бағдарламалары лазерлік кесу процесінде маңызды құралдар болып табылады.

CAD бағдарламасы егжей-тегжейлі жобалар мен сызбаларды жасауға қолданылады, оларды сандық файлдарға түрлендіруге болады. CAM бағдарламасы осы жобаларды машинаға оқуға болатын нұсқауларға аударады, осылайша лазерлі кескіш қажетті операцияларды орындайды.

1）CAD бағдарламалық қамтамасыз ету

• AutoCAD: Нақтылығы мен қуатты сызба жасау мүмкіндіктерімен танымал.
• SolidWorks: Күрделі геометриялар үшін қолайлы дамыған 3D модельдеу функцияларын ұсынады.
• Adobe Illustrator: Көркем және сәндік лазерлік кесуде жиі қолданылатын күрделі векторлық дизайндарды жасауға пайдалы.

2）CAM бағдарламалық қамтамасыз ету

• SheetCam: Табақ металын кесу үшін құрал қозғалыс траекторияларын жасауға мамандандырылған.
• LaserCut: Кесу параметрлерін толық басқаруды қамтамасыз етеді және салада кеңінен қолданылады.

Бұл бағдарламалар CAD файлдарын алып, лазерлі кескішке арналған қажетті қозғалыс траекторияларын жасайды. Бұл процесті оңтайландыру үшін кесу ретін, жылдамдығын және қуат параметрлерін анықтауды қамтиды.

(2) Басқару бағдарламалық жасақтамасындағы іздеуге тиісті мүмкіндіктер

1）Пайдаланушыға ыңғайлы интерфейс

Бағдарламалық жасақтамада пайдаланушыларға сызбаларды оңай жүктеуге, параметрлерді орнатуға және кесу процесін бастауға мүмкіндік беретін интуитивті интерфейс болуы тиіс.

2）Дәлдік пен нақтылық

Жоғары сапалы басқару бағдарламасы лазерлі кескішті дәл басқаруды қамтамасыз етеді, нәтижесінде тура кесулер мен материалдың ең аз ысырап болуы қамтамасыз етіледі.

3）Баптау мүмкіндіктері

Жылдамдық, қуат және жиілік сияқты кесу параметрлерін баптау мүмкіндігі әртүрлі материалдармен оңтайлы нәтижелерге қол жеткізу үшін өте маңызды.

4）Нақты уақыт режимінде бақылау

Кеңейтілген басқару бағдарламасы кесу процесін нақты уақытта бақылауды қамтамасыз етеді, машинаның жұмыс өнімділігі туралы кері байланыс беріп, операторларды кез келген мәселелер туралы хабардар етеді.

5）Үйлесімділік

Басқару бағдарламасы өндіріс процесінде қолданылатын CAD/CAM бағдарламалық жасақтамасымен және басқа жүйелермен үйлесімді екеніне көз жеткізіңіз.

(3) Басқа жүйелермен интеграция (ERP, MES)

Лазерлі кесу машинасын Кәсіпорынды ресурстарды жоспарлау (ERP) және Өндірісті орындау жүйелерімен (MES) біріктіру өнімділікті арттырып, операцияларды оңтайландыра алады.

1）ERP жүйесімен интеграция

ERP жүйелері қорларды, сатып алуды және тапсырыстарды басқаруды қоса алғанда, әртүрлі бизнес-процестерді басқарады. Лазерлі кескішті ERP жүйесімен біріктіру өндіріс кестесін оңтайландырып, материалды пайдалануды бақылауға және қор деңгейін тиімді басқаруға мүмкіндік береді.

2）MES жүйесімен интеграция

MES жүйелері өндіріс алаңындағы операцияларды бақылайды және басқарады. Лазерлі кескішті MES жүйесімен біріктіру нақты уақыттағы деректерді жинауға, өндірісті бақылауды жақсартуға және сапаны басқаруды күшейтуге мүмкіндік береді.

9. Қорғаныш корпустар мен қауіпсіздік функциялары

Лазерлі кесу машиналарын пайдалану кезінде операторлардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету және нормативтік талаптарға сәйкестікті сақтау өте маңызды. Қорғаныш корпустар мен қауіпсіздік функциялары жазатайым оқиғалардың алдын алу және қауіпті факторларға ұшырауды азайту мақсатында әзірленген.

(1) Қорғаныш корпустардың түрлері

Толық қаптамаларТолық қаптамалар лазерлік кесу аймағын түгелдей қоршап, ең жоғары деңгейдегі қорғанысты қамтамасыз етеді. Бұл қаптамалар әдетте лазер сәулеленуіне төтеп бере алатын материалдардан жасалып, кесу процесі кезінде пайда болатын кездейсоқ сәулелерді, түтінді немесе газдарды ұстап тұрады. Толық қаптамаларда жиі лазерге төзімді әйнектен жасалған бақылау терезелері болады, бұл операторларға процесті қауіпсіз қадағалауға мүмкіндік береді.

Жартылай қаптамалар: Жартылай қаптамалар лазерлік кесу машинасының тек белгілі бір бөліктерін, мысалы, кесу басын немесе жұмыс бөлшегі аймағын ғана жабады. Толық қаптамалар сияқты жан-жақты болмаса да, жартылай қаптамалар тікелей лазер сәулесіне әсер ету қаупін айтарлықтай азайтады және түтін мен қалдықтардың таралуын шектейді.

(2) Қауіпсіздік ерекшеліктері

Бұғаттау жүйелері: Бұғаттау жүйелері жұмыс кезінде қаптама ашылған жағдайда лазерді автоматты түрде өшіреді. Бұл кездейсоқ сәулеленудің алдын алып, машинаның тек қаптама толық жабылғанда ғана жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Жедел тоқтату батырмалары: Жедел тоқтату батырмалары лазерлік кесу машинасының айналасында стратегиялық түрде орналастырылған, бұл операторларға төтенше жағдай кезінде машинаны тез тоқтатуға мүмкіндік береді. Бұл батырмалар бірден лазер мен басқа да маңызды компоненттердің қуатын өшіріп, жазатайым оқиғалар мен қосымша зақымданудың алдын алады.

Қалқандар: Лазерлік қалқандар немесе перделер қосымша қорғаныс үшін қаптамалармен бірге қолданылуы мүмкін. Бұл қалқандар лазер сәулеленуін бөгейтін немесе сіңіретін материалдардан жасалған, сондықтан операторларды кездейсоқ сәулелер мен шағылыстардан қорғайды.

(3) Реттеуші стандарттар мен сәйкестік

Реттеуші стандарттарға сәйкестік лазерлік кесу машиналарының қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Әртүрлі халықаралық және ұлттық стандарттар бұл машиналардың жобалануы, орнатылуы және жұмыс істеуін реттейді.

ISO стандарттары: Стандарттау жөніндегі халықаралық ұйым (ISO) лазерлік қауіпсіздікке қатысты бірнеше стандарттар жасаған, мысалы, ISO 11553-1 стандарты, онда лазерлік өңдеу машиналарына арналған қауіпсіздік талаптары көрсетілген.

ANSI стандарттары: АҚШ-та Америкалық ұлттық стандарттар институты (ANSI) лазерлік қауіпсіздік бойынша ANSI Z136.1 секілді стандарттар арқылы нұсқаулар береді, онда лазерлерді қауіпсіз пайдалану ережелері сипатталады.

CE таңбалауы: Еуропалық Одақта лазерлік кесу машиналары Еуропалық сәйкестік (CE) таңбалау талаптарына сай болуы тиіс, бұл машинаның ЕО қауіпсіздік, денсаулық және экологиялық қорғау стандарттарына сәйкес келетінін білдіреді.

10. Қосалқы және көмекші жабдықтар

Лазерлік кесу машинасының функционалдығын және әмбебаптығын арттыру көбінесе түрлі аксессуарлар мен қосымша жабдықтарды қолдануды қамтиды. Бұл қосымша компоненттер кесу дәлдігін жақсарта алады, қолдану аясын кеңейте алады және кесу процесін тиімдірек етеді.

Жиі қолданылатын аксессуарлар

Айналмалы бекітпелер: Айналмалы бекітпелер лазерлік кесу машиналарына құбырлар мен түтіктер сияқты цилиндрлік заттармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Кесу кезінде затты айналдыру арқылы лазер иілген беттерде дәл кесулер мен ою жұмыстарын орындай алады, осылайша машинаның мүмкіндіктерін жазық материалдардан тыс кеңейтеді.

Автофокус жүйелері: Автофокус жүйесі лазердің фокустық ұзындығын автоматты түрде реттеп, кесудің оңтайлы өнімділігін қамтамасыз етеді. Бұл әртүрлі қалыңдықтағы материалдарды кескенде өте пайдалы, себебі ол қолмен реттеуді қажет етпей дұрыс фокусты сақтап, кесуді таза әрі дәл етеді.

Бал ара ұясы мен пышақ үстелдері: Бұл мамандандырылған жұмыс үстелдері кесу процесінде әртүрлі материал түрлерін қолдауға арналған. Бал ара ұясы үстелдері кері шағылыстарды азайтып, жұқа материалдарға қолдау көрсетуде тиімді, ал пышақ үстелдері қалың немесе қатты материалдарға көбірек бейімделген.

Ⅲ. Қызмет көрсету және ақауларды жою

Машина компоненттері теориясын жетік меңгеру маңызды, бірақ сол білімді күнделікті техникалық қызмет пен ақауларды жоюда қолдану — теорияны өнімділікке айналдырудың негізгі жолы. Жоғары өнімді машина күтімсіз қалса, жақсы сақталған қарапайым модельмен салыстырғанда әлдеқайда нашар жұмыс істеуі мүмкін. Бұл тарауда сізге реактивті жөндеуден проактивті қызмет көрсетуге көшудің практикалық іс-қимыл жоспары ұсынылады—сарапшы сияқты ақауларды анықтап, жабдықты ең жоғары деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді.

1. Проактивті қызмет көрсету нұсқаулығы

2. Таралған кесу ақауларының түпкі себептері

Кесу барысында мәселелер туындағанда, тәжірибелі мамандар жай ғана баптауларды кездейсоқ өзгертпейді. Керісінше, олар дәрігер сияқты диагноз қойып, көзге көрінетін "симптомдарға" сүйене отырып нақты себебін анықтайды. Төменде ең жиі кездесетін үш ақау және олардың түпкі себептерін анықтаудың құрылымдық тәсілі берілген.

(1) Толық емес кесулер

Бұл ең жиі кездесетін ақау, көбінесе жұмыс бөлігіне жеткілікті тиімді лазерлік энергия тығыздығы жетпеуінен туындайды.

Тексеру парағы (маңыздылық реті бойынша):

1）Оптикалық жолдағы ластану

Әрқашан қорғаныш линзасын тексеруден бастаңыз. Алып тастағаннан кейін жақсы жарықта қараңыз — кез келген бұлдырлық, дақ немесе түс өзгеруі лазер энергиясын азайтуы мүмкін. Толық емес кесу жағдайларының шамамен 80 % осы себептен болады.

2）Дұрыс емес фокус позициясы

Фокус нүктесінің материал қалыңдығына сәйкес идеалды тереңдікте орнатылғанын тексеріңіз (мысалы, көміртекті болат үшін шамамен бетінің үштен бір бөлігінен төмен). Автофокус дұрыс жұмыс істейтініне көз жеткізіп, ±0,5 мм қолмен түзетіп көріңіз, нәтиже жақсара ма екен бақылаңыз.

3）Лазер қуатының төмендеуі

Қуат баптауларының дұрыс екендігін тексеріңіз және нақты лазер шығару қуатының тозу немесе қоршаған орта факторлары салдарынан азайған-азаймағанын растаңыз (қуат өлшегішпен тексеру қажет).

4）Кесу жылдамдығының тым жоғары болуы

Ағымдағы жылдамдық берілген қуатта бұл материал үшін шектен тыс па? Жылдамдықты 10 %-ға төмендетіп, жақсаруды бақылап көріңіз.

5）Көмекші газ қысымының жеткіліксіздігі

Төмен газ қысымы балқыған материалды үрлеп шығара алмай, кесілген жиектердің қайта жабысып қалуына әкелуі мүмкін. Қысым манометрлерін және құбыр желілерін ағып кету бар-жоғын тексеріңіз.

6）Тозған немесе сәйкес келмейтін саптама

Саптаманың орталық тесігі жылу әсерінен деформацияға ұшырады немесе үлкейіп кеткен бе? Бұл газ ағынын шашыратып, қақтарды тазалау тиімділігін төмендетуі мүмкін. Саптаманы ауыстыру – мұны тез тексерудің жолы.

(2) Артық қырлар / Қақтың жиналуы

Қырлар мен қақ балқыған металды көмекші газ таза шығара алмаған кезде пайда болады. Алайда негізгі себептер жай ғана “нашар үрлеуден” әлдеқайда кең.”

Тексеру парағы (маңыздылық реті бойынша):

1）Дұрыс емес фокус позициясы

Бұл негізгі кінәлі. Тым жоғары орнатылған фокустық нүкте төменгі жағында қатты қож қалдырады; тым төмен болса, жоғарғы жағында тұнба пайда болады. Таза қырлар алу үшін фокустың дәл орналасуы өте маңызды.

2) Кесу жылдамдығының сәйкессіздігі

Тым баяу кесу артық күйдіруге әкеледі, балқу аймағын кеңейтіп, дөңгеленген, оңай алынатын қож тамшыларын түзеді. Тым тез болса, металл толық шығарылмай, ұсақ әрі кетіру қиын қырлар түзіледі. Бұл жылдамдық параметрлерін мұқият теңестіруді қажет етеді.

Лазерлік кесу машинасының қуаты мен жылдамдығы өзара тәуелді. Мысалы, тот баспайтын болатпен жұмыс істегенде:

3) Газ тазалығының жеткіліксіздігі

Тот баспайтын болатты кескенде, тіпті азғантай азайған азот тазалығы — 99.999%-ден 99.9%-ге дейін — он мыңнан тоғыз бөлік қоспа енгізеді, бірақ бұл сәл ғана өзгеріс кесу бетін сарғыш етіп, кетіру қиын жабысқақ қож түзуге жеткілікті. Көміртекті болат үшін оттегіндегі ластағыштар (мысалы, ылғал) кесу сапасын айтарлықтай төмендетеді.

4) Соплоның тозуы немесе саңылау өлшемінің дұрыс болмауы

Тозған сопло газ ағынының үлгісін бұзады. Әртүрлі пластина қалыңдықтары үшін тиісті өлшемдегі саптамалар қажет — қалың пластиналар үшін үлкен, жұқа пластиналар үшін кіші саңылаулар — газ динамикасын оңтайландыру үшін.

5) Материал сапасындағы мәселелер

Беткі қатты тот, маймен ластану немесе негізгі материалдың (мысалы, қайта өңделген металл) құрамындағы қоспалар кесу тұрақтылығын айтарлықтай бұзып, артық қождың түзілуіне әкелуі мүмкін. Осы негізгі ұғымдарға толық шолу алу үшін біздің нұсқаулықты қараңыз Лазерлік кесу машинасының негіздері.

(3) Өлшемдік дәлсіздіктер

Бұл әдетте механикалық жүйенің дәлдігі шектеулерінен немесе басқару бағдарламасындағы компенсация алгоритмдерінің жеткіліксіздігінен туындайды — тереңірек техникалық мәселе.

Тексеру тізімі (маңыздылығы бойынша ретімен):

1) Механикалық берілістердің босаңдығы

Бұл ең алдымен тексерілетін нәрсе. Тұрақты порталды немесе кескіш басын қолыңызбен ақырын қозғап, бос жүріс бар-жоғын тексеріңіз. Сервоқозғалтқыштар мен тісті берілістер арасындағы муфталарға және тісті рейка түйіспелеріне ерекше назар аударыңыз.

2) Серво параметрлерінің ауытқуы

Ұзақ мерзімді пайдаланудан кейін сервоқозғалтқыштардың күшейту, жеделдету және баяулату параметрлерін қайта калибрлеу қажет болуы мүмкін. Бұл әдетте білікті маманды және арнайы бағдарламалық жасақтаманы талап етеді.

3) Нұсқаушы рельс немесе тісті рейканың тозуы

Ұзақ уақыт пайдаланылған машиналарда рельстер немесе тіректер физикалық тозуға ұшырап, жиі қолданылатын аймақтардағы дәлдікті төмендетуі мүмкін.

4）Сызба файлының өзіндегі қателер

Импортталған DXF/DWG файлдарында ұсақ үзілістер немесе қабаттасқан сызықтар болуы мүмкін, бұл контроллердің жолдарды дұрыс түсінбеуіне әкеледі. Кесу алдында CAM бағдарламасындағы “тазалау” немесе “қалпына келтіру” функцияларын пайдаланыңыз.

5）Қадам өлшемін өтеу (пульс эквиваленті) қателері

Басқару жүйесіндегі пульс эквивалентінің дұрыс орнатылмауы бұйырылған қозғалыс пен нақты жүріс арасындағы айырмашылықтарға әкеледі. Калибрлеуді үлкен шаршыны (мысалы, 500 мм x 500 мм) кесіп, диагональ ұзындықтарын дәл өлшеу арқылы орындауға болады.

6）Жылулық кеңею әсерлері

Ұзақ жоғары жылдамдықты кесу кезінде қозғалтқыштар мен кесу процесінен шыққан жылу көпір мен төсек бөліктерін аздап кеңейтіп, өлшемдік ауытқуға алып келеді. Жоғары деңгейлі машиналарда жылулық өтемақы жүйесі бар; ал стандартты жабдық үшін қайта калибрлеу немесе ұзақ жұмыс тапсырмаларын бөлімдерге бөлу қажет болуы мүмкін. Біздің соңғы жабдықтарымыздың сипаттамасын келесі жерден көруге болады Брошюралар.

4. Қосалқы бөлшектер мен шығын материалдарына арналған стратегия

Ақылды менеджер машина істен шыққанша бөлшектер іздеуді күтпейді. Оның орнына, олар стратегиялық қор жоспарлау арқылы тәуекелді алдын ала басқарып, "күтілмеген тоқтап қалуды" "жоспарлы техникалық қызметке" айналдырады."

Қосалқы бөлшектерді үш деңгейге бөлу қордағы капитал мен өндірістік қауіпсіздік арасындағы оңтайлы тепе-теңдікті сақтауға көмектеседі.

(1) 1-деңгей – Өте маңызды қосалқы бөлшектер

Арзан, жиі тұтынылатын және зақымданған жағдайда өндірісті бірден тоқтататын, алмастыруы жоқ бөлшектер.

Оларды кемінде 1–2 апта пайдалануға жеткілікті мөлшерде қоймада ұстау қажет.

Тексеру парағы: Қорғаныс линзалары (барлық машина қуаты деңгейлері үшін), саптамалар (барлық жиі қолданылатын саңылау өлшемдері), керамикалық сақиналар (соққыдан оңай сынатын нәзік бөлшектер).

(2) 2-деңгей – Маңызды қосалқы бөлшектер

Зақымданған жағдайда өнімділіктің нашарлауына немесе тоқтап қалу қаупіне әкеледі, бірақ машина уақытша жұмысын жалғастыруы немесе айналып өтетін шешім қолдануы мүмкін.

Қолда шағын қор (кемінде бір жиынтық) ұстаңыз немесе жеткізушіден жылдам жеткізуді (<24 сағат ішінде) қамтамасыз етіңіз.

Тексеру парағы: Фокустаушы/коллимациялық линзалар (қымбат, бірақ зақымданса, ауыстыру уақыты ұзақ), сенсорлар/шектегіш қосқыштар, газ және тоңазытқыш сүзгілері (жоспарлы түрде ауыстырылатын шығын материалдары).

(3) 3-деңгей – Қосымша қосалқы бөлшектер

Жоғары құнды, істен шығу ықтималдығы төмен негізгі компоненттер.

Жалпы алғанда, өзіңізге қор жинамаңыз. Өндірушінің немесе қызмет көрсетушінің жабдықтау желісіне сүйеніңіз. Тек олардың жеткізу мерзімін және шамамен құнын біліңіз, бұл бюджет жоспарлауына көмектеседі.

Тексеру тізімі: Сервоқозғалтқыштар/жетектер, лазерлік модульдер, CNC жүйесінің негізгі платалары.

Ⅳ. Қорытынды

Бұл мақалада біз лазерлік кесу машиналарының күрделі құрамдастарын қарастырдық, олардың негізгі бөліктерін зерттедік: CNC басқару жүйесі, әртүрлі қозғалтқыш түрлері, жұмыс үстелдері, салқындату жүйелері, шығару және сүзу жүйелері, бағдарламалық қамтамасыз ету мен басқару интерфейстері, сондай-ақ қауіпсіздік элементтері.

Бұл құрамдастарды түсіну — лазерлік кесу жұмыстарының өнімділігі, тиімділігі мен қауіпсіздігін оңтайландыру үшін өте маңызды. Осы бөлшектердің қызметі мен техникалық күтімімен танысу арқылы біз өзіміздің лазерлік кесу машиналарымыздың жоғары тиімділікпен жұмыс істеуін, дәл және сапалы кесулерді қамтамасыз ете аламыз.

ADH Machine Tool компаниясында біз металл парақтарын өңдеу саласындағы мол тәжірибеміз бен кәсіби білімімізбен мақтанамыз. 20 жылдан астам салалық тәжірибеміздің арқасында біз сіздің өндірістік қажеттіліктеріңізді қанағаттандыратын жоғары деңгейлі шешімдерді ұсынуға міндеттіміз.

Қазіргі лазерлік кесу жүйелеріңізді жаңартқыңыз келсе немесе техникалық қызмет пен ақауларды жою бойынша көмек қажет болса, біздің команда сізге көмектесуге дайын. Бүгін бізбен хабарласыңыз заманауи жабдықтарымыз және жоғары сапалы клиенттік қызметіміз арқылы бизнесіңізді қалай қолдай алатынымыз туралы көбірек білу үшін. Өндіріс процесіңізде дәлдік пен жетілдіру мақсатында бірге жұмыс істейік.