Бұрыштық болаттағы лазерлік труба кесу машинасының дәлдік көрсеткіштері
Қол жеткізілетін допустимді ауытқулар: шынайы өндірісте ±0,1 мм қайталанушылық
Лазерлік труба кесу машиналары қазір массалық өндіріс кезінде бұрыштық болатпен жұмыс істеген кезде шамамен ±0,1 мм қайталанушылыққа жетеді, бұл аэрокосмостық сапа бақылау зертханаларында жүргізілген сынақтарға сәйкес плазмалық кесудің дәлдігін шамамен 60% асып түседі. Мұндай дәлдіктің себебі — осы жүйелерге енгізілген бірнеше ақылды функцияларда жатыр. Оларда динамикалық қате компенсациясы механизмдері бар, сонымен қатар айналу тербелістерін алдын ала тоқтататын нақты уақытта орталықтандыру технологиясы бар. Сонымен қатар, материалдарды кесу кезінде және уақыт өте келе жылу әсерінің барлығына қалай әсер ететінін қадағалай отырып, өзін-өзі тұрақты түрде реттейтін тұйық циклдық CNC кері байланыс жүйесі бар. Автокөлік өндірушілер өз көліктерінің рамалары үшін қажетті конструкциялық L-тәрізді профильдердің өлшемдерін тексерген кезде шамамен 99,7% сәйкестік көрсеткішін бақылайды, бұл жүйелердің күнделікті өндірістік ортада үзбей жұмыс істеген кезде қаншалықты сенімді екенін көрсетеді.
Сәулелік сапа мен CNC қозғалыс басқаруы бұрыштық дәлдікті қалай қамтамасыз етеді
Дәл бұрыштарды алу үш негізгі компоненттің қалай жұмыс істеуіне байланысты. Біріншіден, сәулеңнің таралуы 0,1 миллирадианнан төмен болатын жоғары жарықтықты талшықты лазерлер бар. Екіншіден, әрбір метрге ±0,03 мм дәлдікпен орналастыруға мүмкіндік беретін дәл сызықтық бағыттаушылар бар. Соңында, бапталатын сервобасқару жүйесі жүйені толықтырады. Күрделі L-тәрізді бөліктермен жұмыс істеген кезде коллимацияланған сәулелер кесудің барлық кезеңінде фокустың тұрақтылығын сақтауға көмектеседі. Тікелей жетекпен басқарылатын бұрышты осьтер де өте маңызды рөл атқарады, себебі олар митрлі кесу кезінде кері тартылу (бэкленд) проблемаларын толығымен жояды. Темірбетонды L-профильдермен жұмыс істеген кезде азотпен көмектесіп кесу әдісіне ауысу айтарлықтай жақсартуға әкеледі. Жылулық деформация көміртекті әдістерге қарағанда шамамен 40% төмендейді. Өндірушілер сонымен қатар барлығын тік бұрышты ұстау үшін қатаң кинематикалық калибрлеуге сүйенеді. Олар 6 метр ұзындықтағы бөлшектерде де барлық осьтер бойынша перпендикулярлықты жарты градус ішінде қамтамасыз ете алады. Ең жақсысы неде? Бұрынғы стандартты практика болып табылатын уақытты көп талап ететін кесуден кейінгі түзетулердің қажеті жоқ.
Күрделі геометриялық кесу: L-профильдерде көлбеулер, жартылай кесулер және контурлар
Көп осьті жартылай кесу (мысалы, 45°) және кинематикалық орындалу шектері
Бес осьті жүйе (X, Y, Z осьтері мен екі айналмалы ось) бұрыштық болаттағы қиын 45 градустық жартылай кесуді дәл орындауға мүмкіндік береді. Машина CNC басқаруы арқылы кесу басын иеді және симметриялы емес L-профильдерді айналдырады. Бұл траекторияны жоспарлау алгоритмдері нақтылықтың бұзылуына себеп болатын ауырлық күшін ескереді және сондай-ақ ретсіз пішіндерді де өңдейді. Олар қиын қосылыстарды, мысалы, етік тәрізді қосылыстарды жасайды және кесу енін шамамен 0,1 мм ішінде тұрақты ұстайды. Алайда, бұрыштар 60 градустан асқан кезде проблема туындайды, себебі қозғалтқыштар айналдырушы моментке қиналады. Тік 90 градустық кесуде дәлдік шамамен ±0,4 градусқа төмендейді. Өткен жылы жүргізілген зерттеу бұл қосылыстарды дәл орындау қосылыстың пішінін бұзуын (деформациясын) дәнекерлеуден кейін 25–40 пайызға азайтатынын көрсетті, бұл құрылымдық тұрақтылық үшін өте маңызды.
| Бұрыштық ауқым | Ауытқу мөлшері | Профильдің тұрақтылығы |
|---|---|---|
| 0°–30° | ±0.1° | Жогары |
| 30°–60° | ±0.2° | Орташа |
| 60°–90° | ±0.4° | Төмен |
Ойықтар мен тесіктердің дәлдігі: Орналасу дәлдігі және қырдың жабдықталуы (Ra < 3,2 мкм)
Лазерлік кесу технологиясы арқылы тістік және тесік орындары ±0,05 мм дәлдікпен анықталады. Бұл дәлдік деңгейі бұрандаларды қолданбай немесе түзету жұмыстарын қайталаусыз бұрышты болат рамаларды жинауды мүмкін етеді. Беттің жабылуына келгенде, жоғары жиілікті импульсті лазерлер шеттерді Ra 1,6–2,8 микрометрлік тегіс емес беттілікпен қалыптастырады. Бұл — минималды кесінділерді алып тастау қажет болатын өнеркәсіптік стандарттан (3,2 микрометрден төмен) нағызда жақсы нәтиже. Жүйе лазерлік фокусты қиын L-тәрізді профильдің бұрыштары бойынша тұрақты ұстау үшін адаптивті оптикалық жүйені қолданады. Нәтижесінде жылу әсерінің аймағы өте таяз қалады: 8–10 мм қалыңдығы бар көміртекті болатпен жұмыс істеген кезде ол 0,2 мм-ден аз болады. Вакуумдық бекіту кезінде тесіктерді жасағанда тербелістер азаяды, сондықтан көпшілік тесіктер 99,7%-дан астам дөңгелектік коэффициентімен шамамен идеалды дөңгелек пішінде шығады. Бұл құрылғы қатты жылдамдықпен де жұмыс істейді — кейде минутына 12 метрден асады. Салауатты сынақтар бұл жақсартулардың конструкциялық жинау уақытын шамамен 18% қысқартатынын көрсетті, бұл процестерді жеделдетуге ұмтылатын өндірушілер үшін өте маңызды.
Сенімді бұрыштық болат өңдеу үшін тұрақтылық пен жылу басқару
Асимметриялық L-профильдің қаттылығын қамтамасыз ету үшін вакуумдық көмек пен бапталатын бекіткіштер
Бұрыштық болаттың пішіні әдетте біркелкі емес болады, сондықтан жоғары жылдамдықты лазерлік кесу құрылғыларын қолданған кезде қаттылық мәселелері туындайды. Вакуумдық бекіткіш жүйелері бұйымның бетіне біркелкі қысым түсіру арқылы жұмыс істейді, сондықтан көтерілу мүлдем болмайды және өңдеу кезінде осы қиын жұқа қабырғалар өз орнында қалады. Әртүрлі пішін мен өлшемдегі бөлшектермен жұмыс істеген кезде біз реттелетін ұстағыштары бар бекіткіштердің операторлардың тұрақты реттеуін қажет етпей, 0,05 мм дәлдікпен орындарын сақтайтынын байқадық. Заттың салқындатылуы — тағы бір маңызды мәселе. Біздің машиналар материалға тікелей тиетін салқындатылған беттерді қолданады, сондықтан кесу барысында температура барлық уақытта шамамен 150 °C-тан төмен болады. Бұл қажетсіз бұралуға жол бермеуге және партиялардың бірінен кейін бірін өңдеген кезде де өлшемдердің тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.
Лазерлік труба кесу машинасын қолдануға арналған материал мен қалыңдық ескерілуі
Көміртегі, тұзбас болат және алюминий бұрыштық болат: кесік енінің тұрақтылығы мен жылу өткізгіштігі
Материалдардың таңдалуы өңдеу кезінде кесу енінің тұрақты болуына әсер етеді. Көміртекті болат энергияны тұрақты түрде сіңіру үшін жеткілікті жылу өткізгіштігіне ие, бұл 0,1 мм ендегі үзілістерді ұстауға көмектеседі. Тұтқысыз болат басқаша жұмыс істейді, өйткені ол жылуды өткізбейді. Бұл операторлардың лазер қуатын мұқият басқаруы керектігін білдіреді. Алюминийдің жылу өткізгіштігі 150 Вт/м Келвин шамасында. Операторлар кесу енін тұрақты сақтау үшін импульс жылдамдығы мен газ қысымын үнемі реттеуі керек. Материалдың қалыңдығы да маңызды. 5-10 мм қалыңдығы бар бөлшектер үшін толық өту үшін көбірек күш қажет. 1 - 3 мм диапазондағы жұқа материалдар аз энергиямен жақсы жұмыс істейді, әйтпесе шеттері бұрмалануға бейім. Үлкен нәтижелерге жету үшін әр материалдың жылумен жұмыс істеу ерекшеліктеріне сәйкес машинаның параметрлерін келтіру керек.