Componentes e princípios de funcionamento demáquina de corte a laser

A máquina de corte a laser consiste em transmissor de laser, cabeçote de corte, componente de transmissão do feixe, bancada de trabalho da máquina-ferramenta, sistema CNC, computador (hardware e software), sistema de refrigeração, cilindro de gás de proteção, coletor de pó, secador de ar e outros componentes.

1. Gerador de laser: Um dispositivo que gera luz laser. Para corte a laser, com exceção de alguns casos em que são utilizados lasers de estado sólido YAG, a maioria utiliza lasers de CO2 com alta eficiência de conversão eletro-óptica e alta potência de saída. Como o corte a laser exige alta qualidade do feixe, nem todos os lasers são adequados para essa finalidade.

2. A cabeça de corte inclui principalmente componentes como bico, lente de foco e sistema de rastreamento de foco. O dispositivo de acionamento da cabeça de corte é utilizado para movimentar a cabeça de corte ao longo do eixo Z de acordo com o programa. Ele consiste em um servomotor e componentes de transmissão, como hastes roscadas ou engrenagens.

(1) Bocal: Existem três tipos principais de bocais: paralelo, convergente e cônico.

(2) Lente de focalização: Para utilizar a energia do feixe de laser para corte, o feixe original emitido pelo laser deve ser focalizado pela lente para formar um ponto de alta densidade de energia. Lentes de foco médio e longo são adequadas para corte de chapas grossas e têm baixos requisitos de estabilidade de espaçamento do sistema de rastreamento. Lentes de foco curto são adequadas apenas para corte de chapas finas abaixo de D3. O foco curto tem requisitos rigorosos de estabilidade de espaçamento do sistema de rastreamento, mas pode reduzir significativamente os requisitos de potência de saída do laser.

(3) Sistema de rastreamento: O sistema de rastreamento de foco da máquina de corte a laser é geralmente composto por uma cabeça de corte de foco e um sistema de sensor de rastreamento. A cabeça de corte inclui componentes para foco por guia de luz, resfriamento a água, sopro de ar e ajuste mecânico. O sensor é composto por um elemento sensor e um componente de controle de amplificação. Dependendo dos diferentes elementos sensores, o sistema de rastreamento é completamente diferente. Existem principalmente dois tipos de sistemas de rastreamento. Um é o sistema de rastreamento por sensor capacitivo, também conhecido como sistema de rastreamento sem contato. O outro é o sistema de rastreamento por sensor indutivo, também conhecido como sistema de rastreamento por contato.

3. Caminho óptico externo do componente de transmissão do feixe: um espelho refrativo, utilizado para guiar o laser na direção desejada. Para evitar o mau funcionamento do caminho do feixe, todos os espelhos devem ser protegidos por uma cobertura protetora e um gás protetor limpo sob pressão positiva deve ser introduzido para proteger as lentes contra contaminação. Um conjunto de lentes de alto desempenho focalizará um feixe sem ângulo de divergência em um ponto infinitamente pequeno. Geralmente, utiliza-se uma lente com distância focal de 5,0 polegadas. Uma lente de 7,5 polegadas é utilizada apenas para materiais com espessura superior a 12 mm.

4. Bancada da máquina-ferramenta, parte principal da máquina-ferramenta: a parte da máquina-ferramenta do equipamento de corte a laser, a parte mecânica que realiza o movimento dos eixos X, Y e Z, incluindo a plataforma de trabalho de corte.

5. Sistema CNC O sistema CNC controla a máquina-ferramenta para realizar o movimento dos eixos X, Y e Z, e também controla a potência de saída do laser.

6. Sistema de refrigeração Chiller: utilizado para resfriar o gerador de laser. O laser é um dispositivo que converte energia elétrica em energia luminosa. Por exemplo, a taxa de conversão de um laser de CO2 é geralmente de 20%, e a energia restante é convertida em calor. A água de refrigeração remove o excesso de calor para manter o gerador de laser funcionando normalmente. O chiller também resfria o refletor e a lente de focalização do caminho óptico externo da máquina-ferramenta para garantir a estabilidade da transmissão do feixe e evitar que a lente se deforme ou se rompa devido ao excesso de temperatura.

7. Cilindros de gás Os cilindros de gás incluem cilindros de gás para o fluido de trabalho da máquina de corte a laser e cilindros de gás auxiliares, que são usados para complementar o gás industrial da oscilação do laser e fornecer gás auxiliar para a cabeça de corte.

8. O sistema de remoção de poeira extrai a fumaça e a poeira geradas durante o processamento e as filtra para que as emissões de gases de escape atendam aos padrões de proteção ambiental.

9. Secadores e filtros de resfriamento a ar são usados para fornecer ar limpo e seco ao gerador de laser e ao caminho do feixe, mantendo o caminho e o refletor funcionando normalmente.