اجزا و اصول کاردستگاه برش لیزری

دستگاه برش لیزری شامل فرستنده لیزر، سر برش، قطعه انتقال پرتو، میز کار ماشین ابزار، سیستم CNC، کامپیوتر (سخت افزار، نرم افزار)، خنک کننده، سیلندر گاز محافظ، جمع کننده گرد و غبار، خشک کن هوا و سایر اجزا است.

۱. مولد لیزر دستگاهی که منبع نور لیزر را تولید می‌کند. برای برش لیزری، به جز موارد معدودی که از لیزرهای جامد YAG استفاده می‌شود، اکثر آنها از لیزرهای گازی CO2 با راندمان تبدیل الکترواپتیکی بالا و توان خروجی بالا استفاده می‌کنند. از آنجایی که برش لیزری الزامات بسیار بالایی برای کیفیت پرتو دارد، نمی‌توان از همه لیزرها برای برش استفاده کرد.

۲. هد برش عمدتاً شامل قطعاتی مانند نازل، لنز فوکوس و سیستم ردیابی فوکوس است. دستگاه محرک هد برش برای هدایت هد برش جهت حرکت در امتداد محور Z طبق برنامه استفاده می‌شود. این دستگاه از یک سروو موتور و قطعات انتقال مانند میله‌های پیچ یا چرخ‌دنده تشکیل شده است.

(1) نازل: سه نوع اصلی نازل وجود دارد: موازی، همگرا و مخروطی.

(2) لنز فوکوس: برای استفاده از انرژی پرتو لیزر برای برش، پرتو اصلی ساطع شده توسط لیزر باید توسط لنز متمرکز شود تا یک نقطه با چگالی انرژی بالا تشکیل دهد. لنزهای فوکوس متوسط و بلند برای برش صفحات ضخیم مناسب هستند و الزامات کمی برای پایداری فاصله سیستم ردیابی دارند. لنزهای فوکوس کوتاه فقط برای برش صفحات نازک زیر D3 مناسب هستند. فوکوس کوتاه الزامات سختگیرانه‌ای در مورد پایداری فاصله سیستم ردیابی دارد، اما می‌تواند الزامات توان خروجی لیزر را تا حد زیادی کاهش دهد.

(3) سیستم ردیابی: سیستم ردیابی فوکوس دستگاه برش لیزر عموماً از یک سر برش فوکوس کننده و یک سیستم حسگر ردیابی تشکیل شده است. سر برش شامل فوکوس راهنمای نور، خنک کننده آب، دمیدن هوا و قطعات تنظیم مکانیکی است. حسگر از یک عنصر حسگر و یک قسمت کنترل تقویت تشکیل شده است. بسته به عناصر حسگر مختلف، سیستم ردیابی کاملاً متفاوت است. در اینجا، عمدتاً دو نوع سیستم ردیابی وجود دارد. یکی سیستم ردیابی حسگر خازنی است که به عنوان سیستم ردیابی غیر تماسی نیز شناخته می‌شود. دیگری سیستم ردیابی حسگر القایی است که به عنوان سیستم ردیابی تماسی نیز شناخته می‌شود.

۳. مسیر نور خارجیِ مؤلفه‌ی انتقال پرتو: یک آینه‌ی انکساری که برای هدایت لیزر در جهت مورد نیاز استفاده می‌شود. برای جلوگیری از نقص در مسیر پرتو، تمام آینه‌ها باید توسط یک پوشش محافظ محافظت شوند و یک گاز محافظ فشار مثبت تمیز برای محافظت از لنز در برابر آلودگی وارد می‌شود. مجموعه‌ای از لنزهای با عملکرد خوب، پرتویی را بدون زاویه‌ی واگرایی در یک نقطه‌ی بی‌نهایت کوچک متمرکز می‌کنند. عموماً از یک لنز با فاصله کانونی ۵.۰ اینچ استفاده می‌شود. یک لنز ۷.۵ اینچی فقط برای موادی با ضخامت بیش از ۱۲ میلی‌متر استفاده می‌شود.

۴. میز کار ماشین ابزار، بخش میزبان ماشین ابزار: بخش ماشین ابزار دستگاه برش لیزر، بخش مکانیکی که حرکت محورهای X، Y و Z را انجام می‌دهد، از جمله سکوی کار برش.

۵. سیستم CNC سیستم CNC ابزار ماشین را برای تحقق حرکت محورهای X، Y و Z کنترل می‌کند و همچنین توان خروجی لیزر را کنترل می‌کند.

6. سیستم خنک‌کننده چیلر: برای خنک کردن ژنراتور لیزر استفاده می‌شود. لیزر وسیله‌ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی نوری تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، نرخ تبدیل لیزر گازی CO2 عموماً 20٪ است و انرژی باقیمانده به گرما تبدیل می‌شود. آب خنک‌کننده گرمای اضافی را از بین می‌برد تا ژنراتور لیزر به طور عادی کار کند. چیلر همچنین بازتابنده و لنز فوکوس مسیر نوری خارجی ابزار ماشین را خنک می‌کند تا کیفیت انتقال پرتو پایدار را تضمین کند و به طور مؤثر از تغییر شکل یا ترکیدن لنز به دلیل دمای بیش از حد جلوگیری کند.

۷. سیلندرهای گاز سیلندرهای گاز شامل سیلندرهای گاز محیط کار دستگاه برش لیزری و سیلندرهای گاز کمکی هستند که برای تکمیل گاز صنعتی نوسان لیزر و تأمین گاز کمکی برای سر برش استفاده می‌شوند.

۸. سیستم حذف گرد و غبار، دود و گرد و غبار تولید شده در طول پردازش را استخراج کرده و آنها را فیلتر می‌کند تا انتشار گازهای خروجی مطابق با استانداردهای حفاظت از محیط زیست باشد.

۹. خشک‌کن‌ها و فیلترهای خنک‌کننده هوا برای تأمین هوای خشک و تمیز به ژنراتور لیزر و مسیر پرتو استفاده می‌شوند تا مسیر و بازتابنده به طور عادی کار کنند.