La máquina de corte por láser es un dispositivo de corte eficiente y de alta precisión ampliamente utilizado en la industria metalúrgica. Se compone principalmente de los siguientes componentes principales:
Láser de fibra: El láser de fibra es el corazón de la máquina de corte por láser y uno de los componentes más caros. Afecta directamente el rendimiento del dispositivo de corte y todo el proceso de corte. Las marcas populares de láseres de fibra en el mercado incluyen IPG de Alemania, SPI de Gran Bretaña y Raycus de China.
Cuerpo principal de la máquina herramienta: Incluye la plataforma de trabajo de corte que se utiliza para colocar la pieza a cortar y puede moverse con precisión según el programa de control. La parte de la máquina herramienta realiza el movimiento de los ejes X, Y y Z y constituye la base para el proceso de corte.
Componentes de transmisión del haz: Esto incluye expansores de haz, lentes protectoras y otros. Estos componentes pueden cambiar el diámetro y el ángulo de divergencia del rayo láser, al mismo tiempo que protegen la lente contra daños causados por salpicaduras de desechos.
Sistema de refrigeración: El proceso de corte por láser genera una importante cantidad de calor, de ahí la necesidad de un sistema de refrigeración para mantener el funcionamiento normal y alargar la vida útil del equipo. El sistema de refrigeración incluye normalmente un sistema de refrigeración por agua circulante y un sistema de refrigeración por aire.
Sistema de suministro de gases: Proporciona gases auxiliares para el proceso de corte, como oxígeno y nitrógeno. Estos gases sirven para enfriar y limpiar la zona de corte, mejorando la calidad y eficiencia del corte.
Cabezal de corte láser: Esto incluye la cavidad, el soporte de la lente de enfoque, la lente de enfoque y otros componentes. El dispositivo impulsor se utiliza para mover el cabezal de corte a lo largo de la dirección del eje Z según el programa, logrando un corte preciso del material.
Gabinete de control numérico por microcomputadora: Controla todo el proceso de operación del dispositivo de corte. Aquí se emiten todos los comandos operativos de la máquina cortadora por láser de fibra.
En conclusión, los componentes principales de la máquina de corte por láser incluyen el láser de fibra, el cuerpo principal de la máquina herramienta, los componentes de transmisión del haz, el sistema de enfriamiento, el sistema de suministro de gas, el cabezal de corte por láser y el gabinete de control numérico por microcomputadora. Estos componentes trabajan juntos, asegurando capacidades de corte eficientes y precisas de la máquina de corte por láser.
El equipo auxiliar para cortadoras láser incluye:
- fuente de alimentación estabilizadora
- enfriador de agua
- Cilindro de gas
- compresor de aire
- tanque de almacenamiento de gasolina
- secador de enfriamiento
- filtrar
- filtro de aire
- máquina de descarga de escoria
Profundicemos en esto y dividiré la cortadora láser en 14 partes y explicaré cada una de ellas en detalle.
Componentes de la máquina de corte por láser
1. Marco de corte láser
La parte mecánica de la cortadora láser es responsable del movimiento en los ejes X, Y y Z, incluida la plataforma de trabajo de corte. La estabilidad de la máquina herramienta es crucial para las máquinas de corte por láser de fibra, ya que afecta directamente la precisión del corte.
Actualmente, las máquinas herramienta más habituales en el mercado son las de tipo pórtico, tipo voladizo y tipo viga.
Cada tipo de máquina herramienta tiene sus propias funciones, como las máquinas herramienta de tipo viga, utilizadas principalmente por los grandes fabricantes para el corte de materiales, y el corte por láser de fibra 3D, utilizado principalmente en la industria del automóvil.
2. Generador láser
Un dispositivo que produce una fuente de luz láser se conoce como generador láser. El generador láser es la principal fuente de energía de los equipos láser, similar al motor de un automóvil, y es el componente más caro de las máquinas de corte por láser de fibra.
Actualmente, las marcas de generadores láser de fibra importados en el mercado incluyen la alemana IPG, ROFIN y la británica SPI, entre otras.
Con el avance de la tecnología también han surgido marcas nacionales de láser, como Raycus y Max, ganando reconocimiento en el mercado por su alta relación costo-rendimiento.
3. Lentes
La lente láser es el componente más utilizado en los equipos de corte por láser de fibra. Varios dispositivos ópticos contienen lentes láser, cada una de las cuales tiene un propósito diferente, como lentes de reflexión total, lentes de semirreflexión y lentes de enfoque.
La calidad de la lente afecta directamente la potencia de salida del láser, lo que afecta el rendimiento general de la máquina. Aunque las lentes importadas tienen una vida útil más larga y un mejor efecto de corte en comparación con las lentes nacionales, son mucho más caras.
4. Sistema CNC
El sistema de control es el sistema operativo principal de la máquina de corte por láser de fibra, que controla principalmente los movimientos de los ejes X, Y y Z y regula la potencia de salida del láser. Su calidad determina la estabilidad del rendimiento operativo de la máquina.
La precisión y el efecto del corte se pueden mejorar eficazmente mediante un control preciso del software.
5. Fuente de alimentación regulada
La conexión entre el generador láser, la cortadora láser y el sistema de suministro de energía tiene como objetivo principal evitar interferencias de la red de suministro de energía externa.
6. Cabezal de corte por láser
El cabezal de corte es el dispositivo de salida del láser de una máquina cortadora por láser de fibra y consta de una boquilla, una lente de enfoque y un sistema de seguimiento de enfoque.
El dispositivo de accionamiento del cabezal de corte, que consta de un servomotor, una varilla roscada o un engranaje, mueve el cabezal de corte a lo largo del eje Z según lo programado.
Sin embargo, la altura del cabezal de corte láser debe ajustarse y controlarse según el material, el espesor y el método de corte utilizado.
7. Plataforma de control
El proceso de control de todo el dispositivo de corte.
8. motor
El motor de la máquina de corte por láser es un componente crucial del sistema de movimiento. El rendimiento del motor afecta directamente la calidad del procesamiento y la eficiencia de la producción del producto.
En la actualidad, los motores más utilizados son el motor paso a paso y el servomotor, que se seleccionan en función de los requisitos de la industria y el objeto de procesamiento.
Motor paso a paso: Tiene una velocidad de arranque rápida, sensible y es adecuado para procesos de grabado y corte. Son asequibles y muchas marcas ofrecen diferentes opciones de rendimiento.
Servomotor: presenta una velocidad de movimiento rápida, funcionamiento suave, alta capacidad de carga y rendimiento estable. Es ideal para industrias y productos con altos requisitos de procesamiento, ya que proporciona un procesamiento de bordes suave y alta velocidad de corte, aunque es más costoso.
9. Enfriador de agua
El sistema de enfriamiento se utiliza para enfriar el generador láser de una máquina cortadora por láser de fibra. El generador láser convierte la energía eléctrica en energía luminosa, con una tasa de conversión del 20% en el caso de un láser de CO2. La energía restante se convierte en calor.
El sistema de agua de refrigeración elimina el exceso de calor para mantener el generador láser funcionando correctamente.
El enfriador también enfría el reflector de trayectoria óptica exterior y el espejo de enfoque para garantizar una calidad de transmisión del haz estable y evitar la deformación o agrietamiento de la lente debido al sobrecalentamiento.
10. Cilindros de gas
Se incluyen el medio de trabajo y los cilindros de gas auxiliares de la cortadora láser.
Estos gases sirven como complementos industriales para la oscilación del láser y como gases auxiliares para el funcionamiento del cabezal de corte.
11. Compresor de aire, tanque de almacenamiento de gas.
Suministrar y almacenar aire comprimido.
12. Secador de refrigeración por aire, filtro
El sistema de suministro de aire se utiliza para suministrar aire limpio y seco al generador láser y a la trayectoria del rayo láser, asegurando el funcionamiento normal de la trayectoria y los reflectores.
13. Extractor de polvo
El humo y el polvo generados durante el proceso de fabricación deben filtrarse y tratarse para cumplir con los estándares de protección ambiental.
14. Máquina de descarga de escoria
Eliminar materiales sobrantes y residuos generados durante el procesamiento.
¿Qué tipos de sistemas de refrigeración existen para las máquinas de corte por láser y cuáles son sus respectivas ventajas y desventajas?
Las máquinas de corte por láser emplean principalmente dos tipos de sistemas de enfriamiento: sistema de enfriamiento por circulación de agua y sistema de enfriamiento por circulación de refrigerante.
Sistema de refrigeración por circulación de agua:
El principio de funcionamiento de este sistema consiste en estrangular y despresurizar el líquido refrigerante a través de un tubo capilar, que fluye hacia el evaporador. Aquí, se vaporiza, absorbiendo el calor del agua enfriada del sistema de enfriamiento de circulación de agua externo, convirtiéndose en vapor de refrigerante de alta temperatura que es aspirado por el compresor. Una vez dentro del compresor, se comprime en vapor de alta temperatura y presión para su descarga. Sin embargo, puede tener desventajas, como la necesidad de un mantenimiento regular para evitar obstrucciones o fugas en las tuberías y, en algunos casos, los problemas de calidad del agua pueden afectar el funcionamiento a largo plazo del equipo.
Sistema de refrigeración por circulación de refrigerante:
Este sistema, similar al sistema de refrigeración por circulación de agua, logra efectos de refrigeración mediante la circulación del refrigerante. Su ventaja radica en proporcionar efectos de enfriamiento más precisos y estables, especialmente cuando se trata de sistemas láser de alta densidad de potencia. Sin embargo, este sistema suele tener un coste mayor y puede requerir soporte técnico profesional para el mantenimiento y la resolución de problemas.
Elegir el sistema de refrigeración correcto es fundamental para garantizar el funcionamiento normal de la máquina de corte por láser y prolongar su vida útil. El sistema de refrigeración por circulación de agua, debido a su menor costo y facilidad de mantenimiento, se usa ampliamente, mientras que el sistema de refrigeración por circulación de refrigerante, con su capacidad de refrigeración eficiente y precisa, es adecuado para aplicaciones con mayores requisitos de refrigeración. Los usuarios deben elegir el tipo de sistema de refrigeración más adecuado en función de sus necesidades y presupuesto específicos.
¿Cómo podemos optimizar el sistema de suministro de gas de una máquina de corte por láser para mejorar la eficiencia y la calidad del corte?
Para optimizar el sistema de suministro de gas de una máquina de corte por láser para una mayor eficiencia y calidad de corte, considere los siguientes aspectos:
Elija el gas auxiliar adecuado: seleccione el gas auxiliar más adecuado según los diferentes materiales y requisitos de corte. Por ejemplo, el nitrógeno se utiliza principalmente como gas auxiliar importante en la industria del corte por láser. El láser de dióxido de carbono es uno de los láseres de gas más utilizados para el corte por láser.
Mantenga la consistencia del gas auxiliar: la máquina láser requiere una presión y un flujo de gas auxiliar constantes para mantener la calidad del corte. Los fallos en el suministro de gas pueden provocar caídas de presión innecesarias, afectando a la calidad de la producción.
Optimizar el gasoducto de suministro: La longitud y el diámetro del gasoducto determinan el flujo de gas auxiliar. Idealmente, la tubería de suministro debería tener una curvatura mínima para reducir la resistencia al flujo de gas, asegurando la estabilidad y suficiencia del suministro de gas.
Ajuste la distancia entre la boquilla y el material: al ajustar la distancia entre la boquilla y el material, puede mejorar efectivamente la eficiencia de corte del equipo.
Aumente la potencia: aumentar adecuadamente la potencia del láser puede mejorar la velocidad y la calidad del corte y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad.
Establezca un buen ambiente de trabajo: una temperatura ambiente de trabajo favorable es igualmente importante para la eficiencia y la calidad de corte de la máquina de corte por láser.
Utilice un generador de nitrógeno profesional: al optimizar un generador de nitrógeno profesional para el corte por láser de PSA, puede suministrar nitrógeno de alta calidad al proceso de corte por láser, mejorando así la eficiencia y la calidad del corte.
¿Cuál es el papel del gabinete de control numérico de microcomputadora en las máquinas de corte por láser y su impacto en la precisión del mecanizado?
El gabinete de control numérico por microordenador juega un papel clave en las máquinas de corte por láser. Forma el núcleo del sistema de corte por láser junto con el generador láser, los componentes de transmisión del rayo, el banco de trabajo (máquina herramienta), el refrigerador y el ordenador.
La función principal del gabinete de control numérico por microcomputadora es controlar el movimiento preciso y el proceso de corte del láser a través de la programación por computadora, asegurando que el láser opere con precisión sobre la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria predeterminada.
El gabinete de control numérico del microordenador influye en gran medida en la precisión del mecanizado.
En primer lugar, garantiza una alta precisión y calidad durante el proceso de corte por láser al controlar con precisión la potencia de salida y la velocidad de movimiento del láser.
En segundo lugar, el gabinete de control numérico por microcomputadora ajusta los parámetros de corte, como la ubicación del punto focal y la presión del gas, según los diferentes tipos de materiales y espesores para satisfacer diversas necesidades de corte, aumentando aún más la precisión del mecanizado.
Además, admite la planificación de rutas de corte complejas, lo que permite que la máquina de corte por láser realice cortes eficientes y precisos en piezas de formas complejas, lo que mejora significativamente la eficiencia del procesamiento y la tasa de rendimiento.
El gabinete de control numérico por microcomputadora no solo es un componente clave en las máquinas de corte por láser, sino que también desempeña un papel decisivo para garantizar la precisión del mecanizado, aumentar la eficiencia de la producción y mejorar la calidad del producto.
