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管线激光切割机

来源:免费论文网 | 时间:2016-12-17 07:19:46 | 移动端:管线激光切割机

篇一:激光切割机 配件

激光切割机 配件

组成部分

激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成。

1)机床主机部分:激光切割机机床部分,实现X、Y、Z轴的运动的机械部分,包括切割工作平台。用于安放被切割工件,并能按照控制程序正确而精准的进行移动,通常由伺服电机驱动。

2)激光发生器:产生激光光源的装置。对于激光切割的用途而言,除了少数场合采用YAG固体激光器外,绝大部分采用电-光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。由于激光切割对光束质量要求很高,所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式适用于小于1500W、低阶模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

3)外光路:折射反射镜,用于将激光导向所需要的方向。为使光束通路不发生故障,所有反射镜都要保护罩加以保护,并通入洁净的正压保护气体以保护镜片不受污染。一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透镜。7.5英寸透镜仅用于>12mm厚材。

4)数控系统:控制机床实现X、Y、Z轴的运动,同时也控制激光器的输出功率。

5)稳压电源:连接在激光器,数控机床与电力供应系统之间。主要起防止外电网干扰的作用。

6)切割头:主要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。切割头驱动装置用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动,由伺服电机和丝杆或齿轮等传动件组成。

7)操作台:用于控制整个切割装置的工作过程。

8)冷水机组:用于冷却激光发生器。激光器是利用电能转换成光能的装置,如CO2气体激光器的转换率一般为20%,剩余的能量就变换成热量。冷却水把多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作。冷水机组还对机床外光路反射镜和聚焦镜进行冷却,以保证稳定的光束传输质量,并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂。

9)气瓶:包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶,用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用辅助气体。

10)空压机、储气罐:提供和存储压缩空气。

11)空气冷却干燥机、过滤器:用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气,以保持通路和反射镜的正常工作。

12)抽风除尘机:抽出加工时产生的烟尘和粉尘,并进行过滤处理,使废气排放符合环境保护标准。

13)排渣机:排除加工时产生的边角余料和废料等。

激光器

CO2气体激光器

自从激光技术被引入切割金属薄板,CO2激光器就雄踞市场。CO2激光光源需要很多能量来激发氮分子来与CO2分子(激光气体)产生碰撞,促使它们发射光子,最终形成可以割穿金属的激光束。谐振腔内的分子活动在释放出光的同时也释放出热量,这就需要一个冷却系统来冷却激光气体。这意味着在冷却过程中要消耗更多能量,进一步减低了能效。

光纤激光器

采用光纤激光器的机器占地小,激光光源和冷却系统体积也更小;没有激光气体管线,也不需要调校镜片。而功率为2kw或3kw的光纤激光光源只需要4kw或6kw CO2激光光源能耗的50%就能达到相同的性能,并且速度更快、能耗更低、对环境造成的影响更少。

光纤激光器采用固态二极管来泵浦双包层掺镱光纤内的分子,受激发射的光多次穿过纤芯,然后形成激光通过传输光纤向进行切割的聚焦头输出。由于所有分子间的碰撞都发生在光纤内,就不需要激光气体,因此所需能源大大减少——约为CO2 激光器的三分之一。由于产生的热量越少,冷却器的体积就可以相应缩小。总之,在达到相同性能的情况下,光纤激光器的整体能耗要比CO2 激光器低70%。

MicroVector设备采用矢量描述激光走行的路径,更为光滑。这样的激光系统切割出的覆盖膜轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无溢胶。采用模具等机加工方式开窗难免的窗口附近会有冲型后的毛刺和溢胶,这种毛刺和溢胶在经贴合压合上焊盘后是很难去除的,会直接影响其后的镀层质量。而采用MicroVector系统,此问题却可以迎刃而解,因为只需要你将修改后的CAD数据导入

MicroVector的软件系统就可以很轻松快捷的加工得到你想要开窗图形的覆盖膜,在时间和费用上将为您赢得市场竞争先机。MicroVector设备集数控技术、激光技术、软件技术等光机电高技术于一体,具有高灵活性、高精度、高速度等先进制造技术的特征,可以使电路板厂家在技术水平上、经济上、时间上、自主性上改变挠性板传统加工和交货方式。

CO2激光切割技术

YAG(钇铝石榴石晶体)激光器属固体激光,可激发脉冲激光或连续式激光,发射之激光为红外线波长 1.064μm。

FPC紫外型

紫外激光切割机是采用紫外激光的切割系统,利用紫外光的特点,比传统长波长切割机具有更高精度和更好的切割效果。利用高能量的激光源以及精确控制激光光束可以有效提高加工速度并和得到更精确的加工结果。

紫外激光切割机可对柔性线路板和有机覆盖膜进行精密切割而无需特别的压力和模具固定。采用振镜扫描和直线电机两维工作台联合运动方式,不因形状复杂、路径曲折而增加加工难度。

产品特点

1. 激光切割FPC的优点

2. 激光在挠性电路板制造过程中有三个主要功能:FPC外型切割,覆盖膜开窗,钻孔等;

3.直接根据CAD 数据用来激光切割,更方便快捷,可以大幅度缩短交货周期;

4.不因形状复杂、路径曲折而增加加工难度;

5.进行覆盖膜开窗口时,切割出的覆盖膜轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无溢胶。采用模具等机加工方式开窗难免在窗口附近会有冲型后的毛刺和溢胶。

6.挠性板样品加工经常由于客户需要出现线路、焊盘位置的修改而导致覆盖膜窗口的变更,采用传统方法则需要重新更换或修改模。而采用激光加工,此问题却可以迎刃而解,因为只需要你将修改后的C A D 数据导入就可以很轻松快捷地加工得到你想要开窗图形的覆盖膜,在时间和费用上将为您赢得市场竞争先机。

7.激光加工精度高,是挠性电路板成型处理的理想工具。激光可以将材料加工成任意形状。

8.在以往的大批量生产中,许多小部件都使用机械硬冲压成型的模具压制形成。但是硬冲模法大的损耗和长的交付周期对小部件的加工和成型而言显得不实用且成本高。

篇二:光纤激光切割的崛起

光纤激光切割的崛起

二 ○○七年至二○○八年的冬天,Salvagnini公司开始研究运用光纤技术来切割金属薄片的可能性。和其他公司一样,这家公司曾花巨资用于制造和行销CO2机,但是管理层意识到,CO2激光器正步入成熟的产品阶段,难以有技术上的提高,更不会有质的飞跃。Salvagnini认为市场需要一些新的、更好的产品,当公司的研发团队成员深入钻研光纤项目后,他们变得非常兴奋。

最初的研究是使用IPG Photonic公司的光纤激光器,在切割薄材料时速度前所未有的快,而在切割厚一些的材料时速度相对较慢。CO2激光器在切割最厚的材料时表现仍是最好,但对于金属薄片加工市场来说,光纤激光技术似乎更适合。除了速度外,光纤激光的操作成本也比CO2激光器低五倍,这对光纤激光切割机的所有者来说,意味着投资回收期缩短,投资回报率更高。在完成初步研究后,前景就明确了――Salvagnini将采用光纤激光器。

第一台光纤激光切割机

在2008年上半年,该公司的工程师们设计和组装了公司第一台使用IPG光纤激光器的光纤激光切割机,结构基于L1 CO2激光系统架构。该机器不需要预热,不需要激光气体,也不需要调腔,但由于其1微米波长,该切割机能切割红铜、黄铜、铝和镀锌钢等高反射度材料。测试结果证明,2kw光纤激光器的表现几乎都优于4kw CO2激光器,因而设计师和工程师开始着手构建商业光纤激光切割机。

2008年10月L1Xe光纤激光器在欧洲金属板材加工技术展览会(EuroBlech)上被推向世界,在2009年美国金属加工展(FabTech)上被推向美国市场。

Salvagnini公司2009年3月将其第一台光纤激光切割机装船,并在随后的两年半里在世界各地安装了130多台设备。2010年,该公司引进了功率为2kw和3kw的第二代激光系统,不再置于先前的CO2激光机机架上,而是设计了适于光纤激光器的机架,以充分发挥光纤技术的作用。

70%的解决方案

自从激光技术被引入切割金属薄板,CO2激光器就雄踞市场。但是,光纤激光器在新近销售中的份额日益增大。相较于CO2激光器,光纤激光器的简易性显而易见:采用光纤激光器的机器占地小,激光光源和冷却系统体积也更小;没有激光气体管线,也不需要调校镜片。而功率为2kw或3kw的光纤激光光源只需要4kw或6kw CO2激光光源能耗的50%就能达到相同的性能,并且速度更快、能耗更低、对环境造成的影响更少。

问题的关键在于激光光源。CO2激光光源需要很多能量来激发氮分子来与CO2分子(激光气体)产生碰撞,促使它们发射光子,最终形成可以割穿金属的激光束。谐振腔内的分子活动在释放出光的同时也释放出热量,这就需要一个冷却系统来冷却激光气体。这意味着在冷却过程中要消耗更多能量,进一步减低了能效。 另外一方面,光纤激光器采用固态二极管来泵浦双包层掺镱光纤内的分子,受激发射的光多次穿过纤芯,然后形成激光通过传输光纤向进行切割的聚焦头输出。

由于所有分子间的碰撞都发生在光纤内,就不需要激光气体,因此所需能源大大减少――约为CO2 激光器的三分之一。由于产生的热量越少,冷却器的体积就可以相应缩小。总之,在达到相同性能的情况下,光纤激光器的整体能耗要比CO2 激光器低70%。

如何适用于现代车间?

光纤激光设备是极其通用和高效的工作母机,可以适用于各种大小和复杂程度的车间。对于切割各种材料和厚度不一的金属,Salvagnini 公司的L3(见图2)和 L5激光切割机(见图3和图4)不需要更换激光头,就能够切割厚达0.70英寸钢材、厚达0.394英寸的不锈钢、0.315英寸厚的铝材和0.197英寸厚的铜及黄铜。

对于重视速度的企业来说,光纤激光器在切割那些厚度为7至12 Gauge的材料时表现得无可匹敌。例如,在切割厚度为20至22 Gauge低碳钢时,光纤激光器的切割速度是CO2激光器的两倍,再配备上L5的CompassTM专利技术激光聚焦头,切割起来噪音很低,切割面极为光滑。对于厚度超过7至12 Gauge的材料,速度优势开始消失,直至切割速度与CO2 激光器相差无几,但光纤激光器的操作成本仍要低一些。

速度和通用性在制造业中至关重要,因为在制造工艺会增加成品的成本。但获利能力状况还需要考虑其它成本。例如,Salvagnini光纤激光切割机的总操作成本约为每小时56美分,而典型的CO2 激光切割机的总操作成本为每小时3.19美元。此外,光纤激光切割机不需要校准反光镜,不需要更换鼓风机,不需要调准谐振腔,不需要更换激光气体,维护成本几乎可以忽略不计。一套激光源设备预计可以工作100000小时,这是CO2 激光器谐振器的五倍,且不存在更换成本和故障停工成本。综合考虑,光纤激光器切割速度是CO2 激光器的两倍,而成本是其的六分之一,投资回收期为CO2 激光器的70%。

最后,同时也是重要的一点,激光零件得益于极其稳定的光束平台,能够保持一贯优良的质量,从而保证切割质量――即使由于金属表面凹凸不平导致喷嘴和被切割的薄板之间的距离发生变化。由于光纤激光器的光斑尺寸小,切缝严密,在实现高速切割的同时也能保证切割质量。这意味着减少了报废零件,生产出高质量的成品。

金属薄片切割的未来

2008年还没有几家公司看到了(或者不愿意承认)光纤激光切割机的潜力,但随后许多重要系统制造商们研发了一些的光纤激光切割机。但历史告诉我们,技术永远不会停滞不前。固态二极管激光源可以升级,高达50kw的电源组已被组装用于其它用途,尽管这对于金属薄片切割来说威力过于强大,因此功率不是问题。还有人努力研发光学方面,以便能切割更厚的金属片。直到最近,切割薄膜一直是个难题,但是已针对这一问题提出了解决方案,成功在望。随着技术的改进和能力的提升,光纤激光器在年销售额上挑战CO2 激光器只是时间问题。

本文作者Ricky Hansson(电邮:Ricky.hansson@salvagnini.com)是Salvagnini美国公司应用和项目管理副总裁。(end) 文章内容仅供参考 () (2012-5-12)

篇三:激光切割机实习报告

主要内容:

通过一个月的实习,学习了铝塑板型材切割激光裁床的原理、操作以及运行维护。在这过程中我将所学机电知识运用到生产实践中,增长了自己的见识也提高了专业知识水平。在实习期间,我了解了激光切割技术的发展与前景,掌握了激光切割的原理。学习了GJMSJG-12595 DT型号激光切割裁床的工作原理和基本操作,并在师傅的悉心指导下完成了一次裁切操作。实习过程中主要对切割机的电气控制部分进行了深入的学习与研究。

激光切割原理及工艺:

1、原理:激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展, 目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。

图1原理示意图 图2切割机实物

2、激光雕刻:主要是在物体的表面进行,分为位图雕刻和矢量雕刻两种:

(1)位图雕刻我们先在PHOTOSHOP里将我们所需要雕刻的图形进行挂网处理并转化为单色BMP格式,而后在专用的激光雕刻切割软件中打开该图形文件。根据我们所加工的材料我们进行合适的参数设置就可以了,而后点击运行,激光雕刻机就会根据图形文件产生的点阵效果进行雕刻。

(2)矢量雕刻:使用矢量软件如Coreldraw,AutoCad,Iluustrator等排版设计,并将图形导出为PLT,DXF,AI格式,打标机,然后再用专用的激光切割雕刻软件打开该图形文件,传送到激光雕刻机里进行加工。

图3 切割产品图4 雕刻产品

3、适用范围:在广告行业主要适用于木板、双色板、有机玻璃、彩色纸等材料的加工。

4、组成部件:激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成。

(1)激光发生器。

对于激光切割的用途而言,除了少数场合采用YAG固体激光器外,绝大部分采用电-光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。由于激光切割对光束质量要求很高,所以不是所有的激光器都能用作切割的。

(2)数控切割机床

由三部分组成,即工作台(一般为精密机床)、光束传输系统(有时称外光路,即激光器发出的光束到达工件前整个光程内光束的传输光学、机械构件)和微机数控系统。按切割柜与工 作台相对移动的方式,可分为以下三种类型:

①在切割过程中,光束(由割炬射出)与工作台都移动,一般光束沿Y向移,工作台在X向移。 ②在切割过程中,只有光束(割炬)移动,工作台不移动。

③在切割过程中,只有工作台移动,而光束(割炬)则固定不动。

图5 切割机电气原理部分示意图

GJMSJG-12595 DT切割机介绍:

简介:GJMSJG-12595 DT型切割机采用全封闭式设计,安全环保,外置液晶显示系统,可监视加工过程,运动系统选用高精密丝杆传动和伺服驱动系统,确保了切割的高精确性,适合各类金属薄板的任意图形切割。

特点:金运激光配备进口高灵敏度跟踪系统,感应式自动防撞激光切割头。原装进口的高精度伺服电机、丝杆、导轨,不但确保了切割的速度、边缘效果和精确度优于同类设备,更确保了激光切割机运行的良好稳定性和操作可靠性。切割材料(不锈钢、碳钢、铁板等金属物质)可通过计算机和切割软件进行编辑。可在各种切割材料表面实现中英文、数字、商标、规格等矢量及图文的切割;全电脑输入、输出,基于Windows界面下可实现任意图形、文字、数字混排并一次性完成切割。激光功率大,能适用于多种非金属产品进行雕刻及切割。无耗材、加工成本低廉--激光器运行寿命高达20000-30000小时。标记清晰,不易磨损,雕刻及切割效率高、环保、节能。是一种可控性好的无接触加工。无刀具磨损,任何硬度的材料(包括非金属)都能切割。进口激光管,切割厚度更强;性能更稳定,切缝最窄,热影响区最小,工件局部变形极小,无机械变形。具有广泛的适应性和灵活性,易于自动化,有无限的仿型切割能力。通过电脑随意设计图形,操作简便,功率由软件控制,连续可调。切割精度高、速度快、切割深浅随意控制、无噪音、性能稳定。

设备的保护措施

1、冷却系统具有超温保护功能。

2、系统具有断电、欠压保护功能。

设备的其它性能

1、设备散热效果良好,噪声小。

2、设备各部分动作协调,整体结构、电、气管线布局合理、可靠,各类标志准确清楚。

3、适合多品种、中小批量生产和大批量在线生产。

实习现场:


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