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1000W以上的大功率光纤激光切割机的发展趋势
浏览: 发布日期:2020-08-04   点击查看实拍视频

大功率光纤激光切割机
随着重工业继续发展,激光切割技术从薄板切割向厚板块尺寸切割的方向发展,激光切割逐渐进入高功率时代。新一代工业制造对金属板切割精度、速度、厚度提出了新的要求,激光切割机实现的功率越来越高。从工业的发展来看,高功率激光切割机是一定阶段的必然产物,也是产业发展的大势趋势。
01
序言
在金属板加工领域,激光切割机的优点是精度高、速度快、质量好,取代了现有加工工艺,成为金属板切割的核心设备[1]。从激光切割机的兴起到代替YAG、CO2等机器的光纤激光切割机、大功率激光切割机的持续推出,在厚板和切割效率方面,大功率设备已经成为大势所趋。
近年来,高功率激光切割机成为激光切割领域的热点,许多企业不断推出超过10000瓦的光纤激光切割设备。在钣金加工行业,大功率切削设备的诞生大大提高了钣金切削的厚度和效率。这种大功率切割机的出现不断打破材料切割厚度的限制。由此引起的加工板价钱下降形成了促进激光切割应用领域进一步扩大的良好循环。
02
高功率激光切割机简介
(1)大功率切割机简介
激光切割机可根据功率分为低功耗、中等功率和高功率。对于厚度一般的不锈钢和碳钢,低功耗激光切割机切割得很好。为了厚板和切割效率,大功率激光切割机可以很好地实现。因此,激光功率超过10,000瓦的激光切割机统称为高功率激光切割机(见图1)。
(2)光纤激光功率规格
根据激光切割金属板厚度,从大功率切割机中选择的光纤刺激
疯狂的功率规格也不同。从当前的发展趋势来看,金属加工市场中,各大中小企业逐步升级以多种规格进行。表1所示。
(3)气体使用规范
在高功率激光切割机上工作时,对用于确保切割精度、切割速度、切割剖面效果等的氧气纯度要求很高,一般纯度为99.99%。
03
高功率激光切割机的特性
3.1技术创新
(1)高动态性能的高速切削机床
采用Wanwa级光纤激光器的机床,采用新型三角结构大梁的特点:重量减少30%,动态性能明显提高。最大移动速度达到200m/min,加速度为4g的动态响应特性。支架将重量增加约20%,改变机床固定方式,消除高速度运动对机床冲击的影响。
(2)新的软件系统
软件和控制系统就像机床大脑和指挥中心。除了机床运行的准确性、效率硬件升级股息之外,整个设备性能的差异主要来自软件和控制系统的差异,往往差异很大。
(3)能够以100m/min的速度实现稳定切割
电容式传感器的响应速度比传统的剪切头快3倍。Z轴速度提高,运行不停止,更顺畅,薄板切割效率提高了30%以上,提高了青蛙跳跃功能的性能,提高了加速度适应功能。补充了快速穿孔和精密穿孔功能及远程诊断功能,为“产业4.0”功能确保了智能接口[2]。
3.2切割头功能
高功率切割头是高功率连续工作中保证切割稳定性的关键部件,具有以下特点:1大功率切割头具有密封性更好、冷却效果更好的冷却系统、适用范围更广的焦点、高温强的镜片。大功率热透镜效应的影响,切割头长时间工作时会发生聚焦光束的漂移现象,为了克服聚焦漂移问题,大功率切割头会更换新的空气设计结构和新结构的喷嘴,提高切割的速度和切割的稳定性。
3.3高功率激光切割能力
(1)切割厚板的厚度继续提高
目前,大功率激光切割机切割铝合金板材厚度达40mm,不锈钢板材厚度达130mm,大功率激光切割机技术的持续升级,切割材料厚度增加,厚板块加工价钱逐步减少,促进大功率激光切割机在厚板块领域的应用[3]。
(2)切割时薄板的效率倍
切割厚度为3 ~ 10MM的不锈钢板材时,10,000W激光切割机的切割速度是6000W的两倍以上。 10,000W激光切割机在碳钢的切割应用中可达到18 ~ 20MM/S的快速光泽切割,是普通标准切割速度的两倍。可以用压缩空气或氮气切割12mm以内的碳钢板,切割效率是氧气切割碳钢速度的6~7倍。
3.4床特征
(1)设备具有超强承重机械结构
大功率切割机配有铸铁床,使用最小拉伸强度200MPa的片状石墨铸铁,碳含量、抗压强度、损耗和耐磨性得到了显着提高(见图3)。
(2)铸铁床的特性
1床具有良好的润滑性能、耐蚀性和尺寸稳定性,减少了床振动引起的加工误差。减少使用时设备的损耗,提高稳定性系数30%以上,提高质量准确度30%以上,延长床寿命70年以上。
3.5自动更换莲蓬头
(1)手动更换莲蓬头模式
切割过程中,根据切割材料的厚度和材料,需要更换喷嘴,多年来使用了手动更换喷嘴的形式,这不仅效率低,还需要技术人员的反复工作,很难保证更换后的准确性和稳定性。如何高效快速地更换喷嘴,确保每次更换绝对没有失误,保持准确性是激光切割领域的技术难题。
(2)自动更换莲蓬头技术
高功率激光切割机应用了莲蓬头自动更换功能。喷嘴的自动更换、激光头校准、莲蓬头全自动清洗等功能,减少了手动重复工作量。当喷嘴自动更换时,在触摸屏上操作相应的命令即可。自动更换莲蓬头技术具有以下优点:
1)降低劳动强度,确保更换喷嘴的位置精度和工作稳定性。
2)具有完善的控制系统,可以根据徐璐不同的材料和板厚度自动更换喷嘴的型号和规格,减少手动更换的时间,提高生产率。
3)自动更换喷嘴是全封闭的保护装置,能很好地保证莲蓬头设备和人身安全。
3.6闪电穿孔和极限孔整形
(1)闪电穿孔
穿孔时间短,热焦点能量少,起点稳定,可以保持后续系统的稳定性,确保最佳切割效果。闪电穿孔的优点见表2。
(2)极限孔
激光切割行业一直认为板材厚度是切割小孔的最小直径,高功率激光切割机认为最小孔的直径是板块厚度的0.15倍,甚至更小,如图4所示。
04
高功率激光切割机的优点
(1)高速
激光切割速度已超过20m/min,加工切割机2轴移动速度可达250m/min,加速度已达到运行中的10g左右。
(2)高精度
1毫米厚的板材中10毫米左右的小孔每分钟能切割500个左右。切割过程中牙齿小孔之间的误差很小。
(3)向厚板块方向发展
大功率激光切割机的功率逐渐增加,相应切割的厚板块尺寸也在不断增加。
(4)向尺寸方向发展
激光切割技术的加工尺寸范围也在扩大,激光切割技术已经开始向大尺寸方向发展。
(5)自动无人驾驶
激光切割技术的自动无人化具有发展的必要性和紧迫性。计算机网络技术的应用使激光切割技术实现了自动无人化。市场对牙齿技术的应用需求也继续扩大,敦促激光切割技术实现全自动无人化。
(6)智力
按照工业4.0的技术要求,紧跟智能制造的步伐。结合了精确的图形识别技术、简单的操作过程、方便的人机智能交互、激光和电脑控制、数控技术、光学系统、高精度、自动定位装置等。集成自动弹出、切割工艺数据库、远程故障诊断、远程控制等,以满足批量和复杂零件加工的需要[3-4
05
结束语
(1)开发高输出设备
激光切割是切割加工中非常理想的加工手段,代表了现代金属加工技术的发展方向。高功率激光切割机目前正在进行高速、高精度、大、三维切割和特殊材料切割领域的关键技术研究和开发,从而促进高功率激光切割的技术发展,以满足不断增长的市场需求。
拯救。
(2)选择高输出设备
一些企业在选择高功率激光切割设备时要慎重考虑。除了切割速度和精度外,还要检查整个电力连续切割时的稳定性和一致性、机床速度匹配能力、机床控制的先进性和精度寿命等。像购买低功耗激光切割设备一样,无法轻松比较价钱因素。高功率意味着高投入,高投入蕴含高风险。企业进入牙齿高收益市场时必须认识到其危险性。