Navodila za namestitev in kalibracijo stroja za lasersko rezanje cevi

Mehanska osnova: predkalibracijska namestitev stroja za lasersko rezanje cevi

Preverjanje stabilnosti sistema za pritiskanje cevi in poravnave rotacijske osi

Imeti dober sistem za pripenjanje je bistveno za preprečevanje premikanja cevi iz njihovega položaja med rezanjem, kar pomaga ohraniti natančne mere skozi celoten proces. Za preverjanje, ali je vse pravilno poravnano, morajo delavci uporabiti majhne kazalnike z merilnim kazalcem, ki so nameščeni pod pravim kotom na položaj cevi. Celo najmanjša odstopanja večja od 0,1 stopinje lahko resno poslabšajo kakovost reza. Pri testiranju zanesljivosti teh nastavitev v praksi večina obratov izvaja teste, ki simulirajo dejanske pogoje rezanja, hkrati pa spremljajo vibracije s posebnimi senzorji, imenovanimi pospeškomeri. Izkušnje iz industrije kažejo, da se že pri vibracijah nad 0,5 g začne širina rezov razlikovati za približno 18 %. Prav tako ne smemo pozabiti na avtomatske vrtalnike. Ti morajo ves čas med celotnim vrtenjem delovno kos držati enakomerno trdno, pri čemer se tlak ne sme razlikovati za več kot ±2 % od želenega tlaka. V nasprotnem primeru se delovni kos lahko zdrsne dovolj, da povzroči težave v nadaljnjih fazah proizvodnje.

Preverjanje linearnih vodil, ležajev in tolerance nesosrednosti pri tesnilu (±0,02 mm)

Izrabljena linearna vodila povzročajo položajne napake, ki presegajo 0,1 mm na razdalji 3 metrov. Za preverjanje, ali ostane povratni udarec krogličnega vijaka manjši od 5 μm, uporabite laserske interferometre. Pod 10× povečavo pregledajte tečaje ležajev za brinelling – mikrovtaknjene sledi pospešijo obrabo za 40 %. Nesosrednost tesnila je kritična:

Zavrnite sestavne dele, pri katerih presega obraba 5 μm omejitve proizvajalca, da ohranite natančnost.

Potrjevanje hlajenja laserskega vira, celovitosti plinske oskrbe in električnega ozemljitve

Ohranjanje temperature hladilne tekočine za laser okoli 22 stopinj Celzija z natančnostjo ±1 stopinja je zelo pomembno, saj pri preveliki toploto ali hladu začne valovna dolžina odmikati in materiali več ne absorbirajo energije tako učinkovito. Pri preskusih tlaka v plinskih ceveh jih izvajajte pri približno 1,5-kratnem normalnem obratovalnem tlaku, kar običajno pomeni tlak med 20 in 25 barov za večino sistemov, ter jih pustite stati pol ure. Če med preskusom pride do padca prostornine za več kot 0,5 odstotka na minuto, to kaže na obstoječe uhajanje, kar bo zagotovo negativno vplivalo na kakovost rezov. Preverjanje ozemljitve je prav tako ključen korak. Upornost mora biti manjša od 0,1 oma, ko se meri z metodo štirih točk. Slaba ozemljitev povzroča različne težave z električnimi motnjami, ki motijo integriteto CNC-signala in povzročajo napake pri pozicioniranju, ki po različnih študijah elektromagnetnih motenj, izvedenih v zadnjih letih, lahko dosežejo celo 27 odstotkov.

Optična natančnost: poravnava laserskega žarka in kalibracija ostrosti

Postopna poravnava laserskega žarka z uporabo ciljnih kartic in CCD profilov žarka

Začnite z poravnavo laserskega žarka z merilno križnico na ciljni kartici na izhodni točki. Prilagodite prvo ogledalo tako, da žarek zadene središče križnice, nato zaporedoma prilagajajte vsako naslednjo optično komponento, pri čemer ohranjajte odmike vseh elementov v mejah približno 0,1 mm. Po tej nastavitvi vključite CCD profilometer žarka, da preverite razporeditev intenzitete med potovanjem žarka. Želimo videti krožnost nad 95 % in zagotoviti, da se težišče (centroid) ne premakne za več kot 5 mikrometrov od predvidene legе. Oba ti preverjanji sta zelo pomembna, saj vsaka nestabilnost ostrosti med vrtenjem cevi v obratovanju negativno vpliva na kakovost rezanja. Še posebej pri rezih okroglega profila ta vrsta natančnosti določa razliko med dobrimi rezultati in odpadno materialom.

Kalibracija natančnosti fokusa: merjenje spremembe velikosti svetlobnega madeža vzdolž goriščne razdalje

Za najboljšo osredotočenost izmerite premer točke vsakih 5 mm vzdolž osi Z z uporabo toplotnega papirja kot vodila. Optimalna točka za osredotočenost nastopi, ko doseže točka najmanjšo velikost, običajno med 0,1 in 0,3 mm pri vlaknastih laserjih. Če se meritve odmikajo za več kot ±0,05 mm od tega obsega, je verjetno čas preveriti umazane leče ali težave z usklajenostjo. Pri delu s cevmi posebej poskrbite, da ostane fokusna točka stabilna skozi celotno 360-stopinjsko vrtenje. Izrežite nekaj preskusnih kolobarjev in preglejte, kako ravne so robovi po rezanju. Vsak odmik kota večji od polovice stopinje pomeni, da je treba fokusno glavo znova nastaviti. Ohranjanje konstantne velikosti točke prav tako bistveno vpliva na rezultat. Po nedavnih raziskavah laserskih obrabnih laboratorijev iz leta 2023 ohranjanje ustrezne osredotočenosti zmanjša območja, vplivana s toploto, za približno 22 % pri aplikacijah rezanja jeklenih cevi iz nerjavnega jekla.

Optimizacija procesa: Kalibracija rezalnih parametrov in pomožnega plina za stroj za lasersko rezanje cevi

Nastavitev moči, hitrosti in frekvence za cevi iz nerjavnega jekla, aluminija in ogljika

Dobiti dobre rezultate pomeni nastavitev določenih parametrov za različne materiale. Pri obdelavi nerjavnega jekla debeline med 1 in 6 mm operaterji običajno uporabljajo moč okoli 2,5 do 4 kW pri hitrostih rezanja med 0,8 in 1,2 metra na minuto. To pomaga omejiti toplotno deformacijo med postopkom. Aluminij pa je povsem druga zgodba. Tu mora stroj delovati hitreje, običajno pri hitrostih 3 do 4 m/min in moči približno 3 kW, da se prepreči nastanek nadležnih taljenih kapljic. Tudi ogljikovi cevi predstavljajo lastne izzive. Večina obratov ugotovi, da je treba za preprečevanje razpok v toplotno vplivani coni (HAZ) uporabiti impulzne frekvence pod 800 Hz. Nedavna študija, objavljena lani, je pokazala, da napačna izbira frekvence lahko širino rezne sredice (kerf) pri delih iz ogljikovih zlitin poveča celo za 18 %. Pravilna kalibracija ni pomembna le za preprečevanje odpadkov materiala. Ključnega pomena je tudi pri izdelavi delov, ki zahtevajo natančne kote in dimenzionalno natančnost za konstrukcijske namene.

Optimizacija tlaka dušika za rez brez zubcev: empirični podatki iz testov debeline stene 3–12 mm

Tlak dušika se mora povečevati skladno z debelino stene, da se doseže rez brez zubcev:

Presežek 2,2 MPa povzroči turbulenco, kar destabilizira izmet taline in poveča lepljenje stranskih odpadkov za 40 % pri nerjavnih jeklenih ceveh debeline 12 mm. Titanove zlitine zahtevajo za 15 % višji tlak kot referenčne vrednosti za jeklo. Nastavitve vedno potrdite s prečnim mikroskopskim pregledom pred prehodom na serijsko izdelavo.

Potrjevanje in zagotavljanje kakovosti za serijsko pripravljeno lasersko rezanje cevi

Priprava izdelkov za serijsko proizvodnjo zahteva temeljita preskusna postopka. Tehniki izvajajo preskusne reze na dejanskih proizvodnih materialih in preverjajo ključne mere z uporabo teh naprednih koordinatnih merilnih strojev (CMM), da ohranijo vse znotraj tesnih toleranc ±0,05 mm. Pri ocenjevanju kakovosti reza preverjajo, na primer, kako ravne so robovi, kako gladke so površine ter ali se pojavljajo ostre robce, ki presegajo dovoljene meje za dele, kjer je natančnost zelo pomembna. Za odkrivanje skritih napak v kovinskih komponentah se pri testiranju z vrtinčnimi tokovi odkrijejo notranje napake v prevodnih materialih, medtem ko pametni kamerini sistemi spremljajo obliko delov med njihovo izdelavo. Vsi ti pregledi skupaj pomagajo izpolniti stroge zahteve standarda ISO 9013:2017 glede geometrije in materialov brez potrebe po dodatnem končnem obdelovanju kasneje, kar na dolgi rok prihrani tako čas kot denar.

Pogosta vprašanja

Kateri so ključni vidiki poravnave laserskega žarka?

Poravnavanje laserskega žarka vključuje zagotavljanje, da žarek natančno zadene središče vsake optične komponente, ohranja krožnost nad 95 % in preprečuje premikanje težišča za več kot 5 mikronov.

Zakaj je stabilnost prijemnega sistema pomembna pri laserskem rezanju?

Stabilen prijemni sistem zagotavlja, da se cevi med rezanjem ne premikajo, kar ohranja dimenzionalno natančnost in preprečuje napake v nadaljnjih procesih.

Kako tlak dušika vpliva na kakovost rezov?

Optimizacija tlaka dušika je ključnega pomena za doseganje rezov brez zavor; napačen tlak lahko povzroči turbulenco in poveča nabiranje ostankov.

Kako se ohranja natančnost fokusa skozi različne goriščne razdalje?

Optimalni fokus se doseže z merjenjem premera svetlobnega madeža vzdolž osi Z, pri čemer se zagotovi, da ostane fokalna točka stabilna in da je velikost madeža med obratovanjem konstantna.