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技术聚焦:扩大激光切割能力的秘诀

发布时间:2019/10/15 20:10

技术聚焦:扩大激光切割能力的秘诀

发表人:江苏科茂自动化有限公司
发布时间:2019年10月15日
关于:数控切割机,激光切割机


 

记得第一次看到光纤激光器。是在2000年代中期,一场漫长的欧洲贸易展览即将结束,当时在商业伙伴坐在长椅上,在展位上对着过道。
“我在我眼前看到了“光纤激光器”这两个词,对我而言毫无意义。但是后来我与他们交谈,十分钟后我明白这就是未来。我知道,如果光纤激光器可以切割,它将解决我们使用CO2激光器系统所遇到的70%的维护问题。”
在那场举世瞩目的贸易展览会之前的几年中,我从事二手激光切割机的销售和维修。但是看到光纤激光器后,他彻底改变了方向,并于2008年成立了Eagle,一家位于波兰的光纤激光切割机的设计者和制造商。
使光纤激光切割如此吸引人的是与越来越高的功率水平相关联的生产率潜力。毕竟,其他工业应用(例如焊接)已经使用了100 kW光纤激光器。当然,一台功能强大的光纤切割激光器可以代替多台CO2激光器,对吗?可以想象一个只有几个高功率光纤激光器且具有物料搬运自动化功能的制造商。快速穿梭工作台可装载和卸载零件,而单页纸则被运送到一个供大量折弯机和其他下游操作用的区域。
从理论上讲,这听起来不错,但是这个想法有两个挑战。第一个涉及设计物料搬运自动化,以确保快速装卸纸张。毕竟,如果系统闲置等待材料,那么快速激光机有什么用?第二个问题涉及激光机本身,包括结构,驱动技术,尤其是切割头光学器件。

换句话说,光纤激光器可以提供功率,但是需要对机器进行设计以跟上该功率。那是去年在德国汉诺威展览会上推出的激光切割机背后的想法。可提供高达15 kW的激光功率。
该公司的展位展示了60毫米厚或超过2英寸的不锈钢切割样品。该机器的更大市场将是有效切割诸如0.25和0.5英寸厚的中档材料。当然,激光可以非常快地移动穿过标准材料。
尽管如此,要真正改变激光切割操作,系统设计仍有一些要求。当然,机器可以连接到物料搬运塔。但是在机器本身之外,系统还需要足够快的托盘更换器,以跟上激光的速度。伺服电机驱动的链环式托盘更换器可以在9秒内更换出来。
在切割空间内,系统需要驱动马达来加速刀头,系统在X,Y和Z上具有直接驱动的直线电机,并提供6 Gs的加速度。
每次将G翻一番,提速所需的时间和距离就会减少一半,当然,所有这些加速度都会产生很大的振动。为了减轻这种情况,伯纳姆说,该机器具有减震特性。机器底座由聚合物混凝土制成。“与坐标测量机中使用的材料相同。”
所有这些都在驱动由碳纤维材料制成的横桥。切割头被设计为可处理15 kW的功率。这适用于头部的轻巧(如果切割头也不轻,则设计轻巧的琴桥是没有意义的),以及头部的结构和光学特性。
光纤激光切割头光学器件异常敏感,尤其是在较高功率范围内。当连接至超高功率激光器时,切割头光学器件上的一种非常细微的污染规格可能会导致严重问题。
为了防止头部受到污染,Ejma解释说,该公司设计了一个在内部没有活动部件的切割头。“与此同时,我们可以在没有那些活动部件的情况下改变头部的聚焦直径和聚焦条件。”
出于竞争原因,他无法透露技术背后的细节(头部设计已获得专利)。尽管如此,任何使用激光的人在改变头部的保护窗时都会注意到一些不同的东西:它位于喷嘴上方14英寸以上。增大距离的目的是为了保护窗户免受穿孔和切割过程产生的污染,从而使操作员不必经常更换窗户。
实际上,更换该防护窗(或防护玻璃)经常会带来更多的麻烦根据我们的分析,我们发现许多切割头故障是由于操作不正确而发生的。操作员可能没有经过培训,或者一天过得很糟糕,或者只是看不到自己在盖玻璃内部上放了污染物。那会发生什么呢?它不会停留在盖玻片上,而是会被吸住并粘在光学元件上。
由于这种切割头设计没有活动部件,因此发生这种情况的风险要小得多。如果操作员犯了一个错误,并在盖玻片的[内部]留下了污染物,则污染物会留在盖玻片上。”
没有活动部件似乎是光纤激光器世界中的常见主题。光纤激光电源没有活动部件,现在切割头本身也不需要活动部件。这样的图案可能是光纤激光切割能力扩大到平流层的关键。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn 15851030435[数控切割机制造商