2.2 Конструктивные узлы станка

Позиция Наименование	Функция
1 Базовый станок с защитной кабиной	Обработка неподвижной заготовки сфокусированным лазерным лучом в качестве подвижного инструмента (принцип „летающей оптики")
2 Палеты (2 штуки)	Опора заготовки с опорными планками из конструкционной или специальной стали
3 Поперечный ленточный конвейер(дополнительное оборудование)	Удаление деталей и шлаков, падающих через опору палет.
4 Устройство для резки труб TRUMPF RotoLas (дополнительное оборудование)	Обработка труб и профилей лазерным лучом
5 Устройство автоматической смены палет	Система автоматической смены палет с двумя палетами обеспечивает загрузку и разгрузку во время процесса резки
6 Автоматическое загрузочное устройство (дополнительное оборудование)	Автоматическая загрузка станка обрабатываемыми листами
7 Компактный пылеуловитель	Экологичная вытяжка дымовых газов и аэрозолей.
8 Холодильный агрегат	Охлаждение лазерного агрегата и отклоняющих зеркал в канале хода лучей
9 Распределительный шкаф	Устройство ЧПУ, логические и силовые блоки, электрическое питание приводов и т. п.
10 TLF 1800t-4000t	Генерация лазерного излучения
11 Шкаф управления с генератором высокой частоты	Возбуждение рабочих газов лазера
12 Защитная кабина с дверями	Ограждение рабочей зоны станка
13 Пульт управления станком и лазером	Центральный блок управления станком
14 Выносной пульт управления устройством автоматической смены палет и средствами автоматизации (дополни­тельное оборудование	Блок управления устройством автоматической смены палет и средствами автоматизации (дополнительное оборудование)
15 Продольный конвейер	Удаление деталей и шлаков, падающих через опору палет.

Б азовый станок

Рисунок 3. Конструктивные узлы базового станка

Позиция Наименование	Функция
1 TLF 1800t-4000t	Генерация лазерного излучения
2 Блок движения (Х-салазки)	Перемещение Y-салазок в направлении X через привод „шестерня - зубчатая рейка" с обеих сторон
Y-салазки + ось Z	Перемещение лазерной режущей головки в направлении Y, с приводом через механизм „зубчатая рейка - шестерня" Позиционирование режущей головки в направлении Z
Лазерная режущая головка	Направление лазерного луча, зажим линзы и подвод режущего газа, фокусировка лазерного луча
3 Приборный щит	Монтаж системы централизованной смазки, пневматических элементов управления, вводы режущего газа и подготовки сжатого воздуха.
4 Станина станка	Стальная сварная конструкция; ограничивает пространство обработки; образует жесткую опору для других конструктивных элементов
5 Продольный конвейер	Удаление мелких деталей и шлаков, падающих через опору палет
6 Палета	Опора для заготовок
7 Панель управления	Центральный блок управления станком

Блок движения

Блок движения состоит из поперечных салазок (= Х-салазки), Y-салазок и встроенной в них оси Z. На оси Z закреплена режущая головка. Х- и Y-салазки перемещаются в линейных направляющих и приводятся через реечную передачу от трехфазных серво­двигателей. Движения режущей головки вдоль оси Z также осуществляются при помощи трехфазного двигателя. Он перемещает режущую головку в рабочую позицию.

Установки лазерной резки ТС L 3030, ТС L 4030, ТС L 6030 работают по принципу „летающей оптики" при остающихся неподвижными лазерном агрегате и заготовке. Благодаря этому возможны оптимальные скорости обработки, а также высокая точность обработки, т. к. при этом перемещаются точно определенные массы.

Рабочая зона ограничивается программными концевыми выключателями. Кроме того, перемещение осей ограничивается механическими аварийными выключателями, находящимися вне зоны про­граммных концевых выключателей.

1 Приводной двигатель оси Y

2а Отклоняющее зеркало и зеркало

автоматической

2Ь фокусировки системы AutoLas Plus

3 Приводной двигатель оси X

4 Гофрированные чехлы направляющих оси X

5 Направляющие Х-салазок

6 Приводной двигатель оси Z

7 Режущая головка

8 Направляющие оси Y

Рисунок 4. Блок движения базового станка

Вытяжное устройство

Внутри станины станка установки лазерной резки находится вытяжная система, состоящая из нескольких вытяжных камер (из 5 в ТС L 3030, из 14 в ТС L 4030, из 20 в ТС L 6030). Каждая вытяжная камера приводится в действие в зависимости от позиции режущей головки. Всасываемый воздух через систему трубопроводов подается в компактный пылеуловитель.

Во время процесса резки открываются створки только той вытяжной камеры, над которой находится режущая головка (при перекрытии, соответственно, кратковременно открыты створки двух всасывающих камер). Благодаря этому мощность вытяжной установки концентрируется только на одну камеру, что обеспечивает оптимальную вытяжку дымовых газов и аэрозолей.

Если при обработке образуются ядовитые газообразные отходы, заказчиком должны быть предприняты соответству­ющие меры по обеспечению вытяжки, исключающей нанесение вреда обслуживающему персоналу и окружающей среде.

В компактном пылеуловителе фильтрующие элементы произ­водят очистку газообразных отходов, возникающих при лазерной резке. Непрерывный цикл очистки обеспечивает оптимальное использование производительности фильтров.

Продольный и поперечный ленточный конвейеры (дополнительное оборудование)

Станок имеет продольный ленточный конвейер и поперечный ленточный конвейер (дополнительное оборудование), транс­портирующие из станка мелкие детали (размером менее 100 мм х 100 мм) в направлении X или, соответственно, направлении Y (дополнительное оборудование).

Продольный и/или поперечный конвейер в режиме резки работают непрерывно. Скорость движения ленты составляет около 2.8 м/мин.

Приборный щит

Схема пневматических соединений установки находится в ведомости запасных частей станков ТС L 3030, ТС L 4030, ТС L 6030. Все виды газоснабжения установки осуществляются через приборный щит рисунок 5., расположенный на левой боковой опоре базового станка.

1 Клапан регулирования давления азота высокого давления

(отсутствует при вентиляции канала хода лучей сжатым воздухом)

2 Клапан регулирования среднего давления (отсутствует при вентиляции канала хода лучей сжатым воздухом)¹

3 Датчик давления

4Клапан точного регулирования давления

5 Вентиль

6 Электрическая масленка цепи продольного конвейера

7 Запорный вентиль для охлаждения сопла

8 Вентильный блок

9 Предохранительный клапан

10 Фильтр режущего газа (Ог и N₂)

11 Резервуар для слива конденсата

12 Предохранительный клапан; отключение 02

13 Фильтр сжатого воздуха

14 Клапан регулирования рабочего давления

15 Однопоршневой насос и резервуар консистентной смазки системы централизованной смазки

16 Клапан регулирования давления опроса режущей головки

17 Фильтр предварительной очистки (отсутствует при ентиляции канала хода лучей азотом)¹

18 Фильтр из активированного угля

Рисунок 5. Приборный щит

Следующие элементы станка питаются или управляются сжатым воздухом:

Элемент станка	Функция сжатого воздуха
Лазерная режущая головка	Охлаждение сопла, воздух в качестве режущего газа (в качестве альтернативы кислороду или азоту) и для выдувания шлаков после врезания в толстый лист.
Z-салазки	Опрос режущей головки по поводу ее наличия
Створки вытяжных камер	Открытие и закрытие створок вытяжных камер
Индексирование палеты	Фиксирование палеты в базовом станке
Канал хода лучей в станках с лазером tlf 1800t, 2400t,3000t	Вентиляция канала хода лучей и вентиляция зеркала для вывода энергии
„Cateye" (дополнительное оборудование)	Движение подачи на врезание оптического сенсора „Cateye"
Система централизованной смазки	Подключение элементов струйной смазки; подключение смазочного насоса
Устройство для резки труб (дополнительное оборудование)	Перемещение опор
Устройство струйной смазки (дополнительное оборудование)	Сжатый воздух для импульса подачи струи
Компактный пылеуловитель	Питающий ввод

Клапан регулировки давления режущего газа

Клапан регулирования давления режущего газа (пропорци­ональный клапан) установлен под крышкой справа от привода оси Y и обеспечивает программирование давления газа для резки в ступенях давления по 0.125 бар каждая в диапазоне от 0.3 бар максимум до 20 бар. На приборном щите требуется входное давление 27 бар для азота и 15 бар для кислорода. Дополнительно, даже во время процесса резки, каждая ступень давления может быть изменена на ± 20% находя­щимся на пульте управления потенциометром.

Также встроенный в пульт управления цифровой индикатор обеспечивает контроль мгновенного значения давления газа с точностью ± 0.1 бар. Вид газа не оказывает никакого влияния на точность регулировки клапана до тех пор, пока обеспечивается требу­емая чистота.

Канал хода луча

Лазерное излучение между резонатором и режущей головкой базового станка полностью заключено в корпус, что, с одной стороны, предотвращает утечку излучения, а с другой - предот­вращает попадание возникающих в процессе резки дымовых газов в канал хода лучей.

Канал хода луча, в зависимости от используемого лазера, устанавливается в двух конструктивных исполнениях:

Станки с лазером TLF 1800t, 2400t, 3000t

После выхода невидимого лазерного излучения из резонатора луч проходит через зеркальный телескоп с одним вогнутым и одним выпуклым отклоняющими зеркалами. Все три фильтрующих элемента обеспечивают попадание в канал хода лучей не содержащего масла и пыль воздуха. В станке ТС L 6030 дополнительно устанавливается система фильтрации СО₂. Вентиляция канала хода луча осущест­вляется сжатым воздухом.

Станки с лазером TLF 3800t/4000t

После выхода невидимого лазерного излучения из резонатора Улуч вначале проходит через оптические элементы, располо­женные на левой боковой стойке станка. При этом реализуются три основные функции канала хода луча:

• Длинная траектория хода луча для подавления краевых полей лазерного луча

• Оптимизация геометрии луча (диаметра луча и смещения фокуса) благодаря „длинному" лучевому телескопу (расши­ряющее зеркало вывода энергии + вогнутое телескопи­ческое зеркало [в случае применения лазера TLF 3800t/4000t])

• Фазовращатель (ECQ)

Вентиляция всего канала хода луча осуществляется азотом. Газонепроницаемая система вентиляции канала хода луча обеспечивает постоянное избыточное давление в канале хода луча при любых условиях работы. Все зеркала охлаждаются холодильным агрегатом лазера.

Функция автоматической фокусировки AutoLas Plus

AutoLas Plus представляет собой устройство автоматического изменения положения фокуса в станках для лазерной резки. Центральным узлом является зеркало автоматической фокуси­ровки, поверхность которого целенаправленно деформируется под действием давления охлаждающей воды. Системой AutoLas Plus охватываются обе описанные ниже функции:

• Автоматическое согласование положения фокуса к типу и толщине материала

• Компенсация смещения фокуса в связи с различными ходами лучей по всей рабочей зоне

Рисунок 6. Канал хода луча в станках ТС L 3030/4030/6030 с лазерами TLF 1800, 2400t, 3000t

Режущая головка

Лазерная режущая головка является основным конструк­тивным элементом установки.

Основными составными частями лазерной режущей головки являются крепежная трубка с оптическими элементами и корпус режущей головки с режущим соплом, системой регули­ровки расстояния и регулировочными винтами.

Линза (ZnSe) преломляет параллельные лазерные лучи и собирает их в фокус, в котором излучение достигает своей максимальной плотности энергии. В зависимости от типа применяемой линзы, фокусное расстояние составляет 5" или 7.5". Для достижения оптимальных результатов обработки фокус должен быть настроен на определенную точку относительно поверхности заготовки. Охлаждение линзы осуществляется потоком режущего газа, который соосно лазерному лучу подводится в свободное пространство под линзой. Через режущее сопло, которое дополнительно охлаждается очищенным сжатым воздухом, излучение и режущий газ подводятся на заготовку для ее обработки.

На режущей головке находится защищенный крышкой сенсор­ный блок системы регулировки расстояния. Благодаря емкостной системе регулировки расстояния DIAS III (Digitaies Intelligentes Abstands-System) поддерживается неиз­менным расстояние между соплом и листом во время процесса резки. Вся режущая головка закреплена на оси Z, которая через зубчатый ремень приводится от двигателя оси Z.

Система датчиков контроля линзы

Станки, оснащенные лазерами TLF 3800t/4000t, в стандартном исполнении имеют систему датчиков контроля линзы. С помощью светочувствительного элемента контролируется интенсивность света в режущей головке. Как только система датчиков распознает световую вспышку, станок отключается. Благодаря этому предотвращается полное разрушение линзы, которая перед разрушением издает световую вспышку. После срабатывания системы датчиков контроля линзы необходимо проверить, вызвало ли срабатывание

• начинающееся термическое разложение, или

• технологический свет

В случае начинающегося термического разложения запре­щается дальнейшее использование линзы и требуется ее замена. Однако, этим предотвращается выполнение сложных работ по очистке канала хода луча, которые должны быть проведены после термического разложения линзы.

1 Регулировочный винт со шкалой

2 Шкала Z с ценой деления 1 мм

3 Винт регулировки фокуса

4 Установочное кольцо Z со шкалой

с ценой деления 0.1 мм

5 Нижняя часть режущей головки

6 Регулировочный винт со шкалой

7 Верхняя часть режущей головки (кассета)

8 Предохранитель от смещения

9 Блокировочная цапфа

10 Выдувная трубка

11 Сопло

Рисунок 7. Режущая головка; вид сверху и вид спереди

Система регулировки расстояния DIAS III

Станки ТС L 3030, ТС L 4030, ТС L 6030 в стандартном исполнении оснащены системой автоматической регулировки расстояния DIAS III („Digitale Intelligente Abstands-System"). При помощи системы регулировки расстояния, использующей принцип изменения электрической емкости, производится определение расстояния от режущего сопла до листа, причем эту емкость образует режущее сопло с поверхностью листа. Благодаря этому расстояние „сопло - заготовка" может поддер­живаться неизменным. Кроме того, предотвращаются столкно­вения между режущей головкой и заготовкой.

Система регулировки состоит из следующих основных элементов:

• Вычислительная система DIAS III в шкафу управления станком

• Генератор в режущей головке

• Сервоусилитель привода оси Z

Рисунок 7. Принципиальная схема системы регулировки расстояния