Laserschneidmaschine: Ein Leitfaden für Anfänger

Zuletzt aktualisiert:
1. März 2024

Inhaltsverzeichnis

Die CNC-Laserschneidmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die den Laser als Werkzeug (Cutter) zum Schneiden und Bearbeiten des Werkstücks verwendet.

Die Entwicklung von Laserschneidmaschinen ist mit der Lasertechnologie verbunden.

Der Laser hat drei Generationen von Entwicklungen durchlaufen, vom ursprünglichen YAG-Laser (Festkörperlaser) über CO2 (Kohlendioxidlaser) auf den heute üblichen Faserlaser.

In diesem Beitrag wird hauptsächlich die CO2 numerische Steuerung Laserschneidmaschine und Faserlaserschneidmaschinen.

Laserschneiden

Das Laserschneiden ist eine fortschrittliche und weit verbreitete Schneidtechnologie in der heutigen Materialbearbeitung. Es handelt sich um ein thermisches Schneidverfahren. Dabei wird ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte als "Schneidwerkzeug" zum Schneiden von Materialien verwendet.

Der Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte bestrahlt das Werkstück, so dass das bestrahlte Material schnell den Entzündungspunkt erreicht oder schmilzt und abträgt.

Gleichzeitig wird das geschmolzene Material mit Hilfe des zum Strahl koaxialen Hochgeschwindigkeitsluftstroms weggeblasen, um das Schneiden des Werkstücks abzuschließen.

Die CNC-Laserschneidmaschine hat die Vorteile der Präzisionsfertigung, der Bearbeitung von Sonderformen, des flexiblen Schneidens, der einmaligen Formgebung, der hohen Geschwindigkeit, der hohen Effizienz usw.

Sie hat viele Probleme gelöst, die mit herkömmlichen Methoden in der industriellen Produktion nicht gelöst werden können.

Das Aufkommen von Laserschneidmaschinen hat epochale Bedeutung für die Entwicklung der Industrie.

Mit dem Laser können die meisten metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe geschnitten werden.

In der Elektroindustrie wird sie hauptsächlich für die Bearbeitung von Schaltschränken aus Blech verwendet;

In der Transportmaschinenindustrie wird es hauptsächlich für die Herstellung von Transportmaschinen, Transportfahrzeugen und Be- und Entlademaschinen verwendet;

In der petrochemischen Industrie wird sie hauptsächlich zum Schneiden von Ölsiebrohren verwendet;

In der Automobilindustrie wird sie hauptsächlich zum Schneiden von Karosserieblechen mit komplexer Form und verschiedenen gekrümmten Teilen verwendet, einschließlich ebenem und dreidimensionalem Schneiden;

In der Baumaschinenindustrie wird sie hauptsächlich für die Bearbeitung von mechanischen Strukturteilen verwendet;

In der Medizingeräteindustrie wird es vor allem bei der Herstellung von medizinischen Geräten verwendet, die die Anforderungen an Präzision, Sicherheit, Oberflächenrauheit und andere Aspekte medizinischer Geräte erfüllen können;

In der Dekorationsindustrie wird es hauptsächlich zum Schneiden der Dekoration verschiedener öffentlicher Freizeiteinrichtungen verwendet, z. B. zur Dekoration von Hallenwänden, Werbeschildern usw;

In der Verpackungsindustrie wird sie hauptsächlich zur Verarbeitung von Verpackungskartons verschiedener Formen und Größen verwendet.

Die Hardware der Laserschneidmaschine besteht hauptsächlich aus dem Bett, dem Strahl, dem Arbeitstisch, dem Laser, dem Schneidkopf, dem Spannungsstabilisator, dem Wasserkühler, dem elektrischen Schaltschrank und der Luftquelle (Sauerstoff, Stickstoff, Luft).

Das System umfasst ein elektrisches System, ein mechanisches System, ein Gaswegsystem, ein optisches System, ein Hydrauliksystem, ein Schmiersystem und ein Kühlsystem.

Es handelt sich um eine automatische Anlage, die Maschinen, Licht, Elektrizität, Gas und Flüssigkeit integriert.

Zu den Verfahren, die bei der Herstellung von Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen, gehören Biegen, Schweißen, Bearbeiten, Montieren usw.

Die Struktur der mechanischen Übertragung umfasst Spindelmutter, Zahnstange und Zahnriemen. Das mechanische Getriebe ist hauptsächlich ein Zahnstangengetriebe.

Der Hauptgrund dafür ist, dass die unmittelbare Übertragung des Getriebes genau ist, einer hohen Belastung standhält und einen hohen Wirkungsgrad hat.

CO2 CNC-Laserschneidmaschine

Die CO2 Die von unserem Unternehmen entwickelte und produzierte numerisch gesteuerte Laserschneidmaschine ist in Abb. 1 dargestellt.

Die Werkzeugmaschine umfasst den mechanischen Teil für die Bewegung der X-, Y- und Z-Achse und die Werkbank für die Platzierung der bearbeiteten Platten (üblich sind die Werkbank für Zahnplatten mit einem Tisch und die Werkbank für den Austausch von Kettenrädern).

Die Gantry-Aufhängungsstruktur wird übernommen. Der Antrieb des Getriebeteils erfolgt über die großdimensionierte Spindel.

Der Balken führt die Y-Bewegung auf dem festen Balken aus, und der nachfolgende Schiebesitz führt die X-Bewegung auf dem Balken aus.

Der Schneidkopf kann sich relativ zur Platte auf dem Folgeschlitten auf und ab bewegen (Z-Achse).

Umrisszeichnung einer CNC-Laserschneidmaschine

Abb. 1 Umrisszeichnung der CNC-Laserschneidmaschine

Der Laser ist das Gerät, das eine Laserlichtquelle erzeugt und das Kernstück einer Laserschneidmaschine ist.

Das Emissionsprinzip von CO2 Laser ist in Abb. 2 dargestellt.

Das externe Gas besteht aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium, das in den Resonanzraum gefüllt wird.

Der Laser wird durch eine Hochspannung von 40000 Volt erzeugt.

Der Laser zirkuliert zwischen dem Heckspiegel, dem Refraktor und dem Frontspiegel und gibt schließlich den Laserstrahl am Frontspiegel ab.

Die Vorteile des CO2 numerisch gesteuerten Laserschneidmaschine sind, dass sie Edelstahl schneidenDer Edelstahlschnitt ist gut, und es können auch nichtmetallische Materialien (wie Acryl, organisches Glas usw.) geschnitten werden.

Der Nachteil ist, dass die fotoelektrische Umwandlungsrate nicht hoch ist und zwischen 8% und 12% liegt, dass der Stromverbrauch hoch ist, dass die Wartungskosten für die Ausrüstung hoch sind, dass sich der Staub, der durch das externe Gas eingebracht wird, auf der Linse ansammelt und Brandflecken verursacht, und dass die Kosten für den Austausch der Linse hoch sind.

Mit der Entwicklung einer neuen Generation von Faserlasern, CO2 Laser werden in der Industrie nach und nach abgeschafft.

Faserlaserschneidmaschine

Die von unserem Unternehmen entwickelte und produzierte Glasfaserlaserschneidmaschine ist in Abb. 2 dargestellt und verfügt über eine Gantry-Struktur.

Der Antrieb des Getriebeteils erfolgt über Zahnrad und Zahnstange.

Der Querträger bewegt sich in der X-Achse auf dem Bett, und der Gleitsitz bewegt sich in der Y-Achse auf dem Querträger.

Der Schneidkopf ist auf der Gleitplatte des Schlittensitzes installiert, und die Bewegung der Z-Achse wird über die Leitspindel oder das Modul ausgeführt.

Abb. 2 Schematische Darstellung der Emission Prinzip des CO2-Lasers

Abb. 3 Umrisszeichnung der Laserschneidmaschine

Das Licht emittierende Prinzip des Faserlasers ist in Abb. 4 dargestellt.

Der Laser setzt sich aus Modulen zusammen, die jeweils einen Leistungsabschnitt darstellen, und die Gesamtleistung wird durch Addition der Module gebildet.

Im Inneren des Moduls befindet sich die Pumpquelle. Das Pumplicht von der Pumpquelle erzeugt eine Faser durch den Koppler, um Laser zu emittieren.

Abb. 4 Schematische Darstellung des Emissionsprinzips von Glasfaserlasern

Die Vorteile der Faserlaserschneidmaschine sind, dass die fotoelektrische Umwandlungsrate 25% erreicht, der Stromverbrauch niedrig ist, das Verstärkungsmedium Seltene Erden sind und die Kosten der Ausrüstung niedrig sind.

Der Nachteil ist, dass der durch die CO2 Die numerisch gesteuerte Laserschneidmaschine ist rau, und die Anforderungen an die Abdichtung der Schneidkopfbaugruppe sind hoch.

Schlussfolgerung

Die Lasertechnologie hat sich in den letzten Jahren stark verändert.

Derzeit gibt es in der Branche noch viele technische Schwierigkeiten zu überwinden, die unter den folgenden vier Aspekten entwickelt werden sollen: Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionswerkzeugmaschinen, Schneidkopfstrukturen, die hohen Leistungen standhalten können, Lochstechtechnik sowie intelligentes Be- und Entladen und Sortieren und Stapeln von Werkzeugmaschinen.

Die Laserleistung wird immer höher, und die Blechschneidegeschwindigkeit kann 80 m/min erreichen. Aufgrund des Einflusses der Genauigkeit und Steifigkeit der Werkzeugmaschine ist es jedoch schwierig, eine hohe Schnittpräzision bei hoher Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, so dass die Struktur der Werkzeugmaschine und das Steuersystem die Schlüsselrichtung der zukünftigen Forschung und Entwicklung der Hauptmaschinenfabrik sein werden.

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