ส่วนประกอบและหลักการทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์

เครื่องตัดเลเซอร์ประกอบด้วยตัวส่งสัญญาณเลเซอร์ หัวตัด ส่วนประกอบส่งผ่านลำแสง โต๊ะทำงานเครื่องมือกล ระบบ CNC คอมพิวเตอร์ (ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์) เครื่องทำความเย็น ถังแก๊สป้องกัน เครื่องดักฝุ่น เครื่องเป่าลม และส่วนประกอบอื่นๆ

1. เครื่องกำเนิดเลเซอร์ อุปกรณ์ที่สร้างแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ สำหรับงานตัดด้วยเลเซอร์นั้น ยกเว้นในบางกรณีที่ใช้เลเซอร์ YAG ส่วนใหญ่จะใช้เลเซอร์ก๊าซ CO2 ที่มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสูงและกำลังเอาต์พุตสูง เนื่องจากงานตัดด้วยเลเซอร์มีความต้องการคุณภาพลำแสงสูงมาก เลเซอร์ทุกชนิดจึงไม่สามารถนำมาใช้ในการตัดได้

2. หัวตัดส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ เช่น หัวฉีด เลนส์ปรับโฟกัส และระบบติดตามโฟกัส อุปกรณ์ขับเคลื่อนหัวตัดใช้สำหรับขับเคลื่อนหัวตัดให้เคลื่อนที่ไปตามแกน Z ตามโปรแกรม ประกอบด้วยมอเตอร์เซอร์โวและชิ้นส่วนส่งกำลัง เช่น แกนสกรูหรือเฟือง

(1) หัวฉีด: หัวฉีดมี 3 ประเภทหลัก ได้แก่ หัวฉีดแบบขนาน หัวฉีดแบบลู่เข้า และหัวฉีดแบบกรวย

(2) เลนส์โฟกัส: เพื่อใช้พลังงานของลำแสงเลเซอร์ในการตัด ลำแสงดั้งเดิมที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์จะต้องถูกโฟกัสโดยเลนส์เพื่อสร้างจุดที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง เลนส์โฟกัสระยะกลางและระยะยาวเหมาะสำหรับการตัดแผ่นหนาและมีความต้องการความเสถียรของระยะห่างของระบบติดตามต่ำ เลนส์โฟกัสระยะสั้นเหมาะสำหรับการตัดแผ่นบางที่ต่ำกว่า D3 เท่านั้น เลนส์โฟกัสระยะสั้นมีความต้องการความเสถียรของระยะห่างของระบบติดตามที่เข้มงวด แต่สามารถลดความต้องการกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ได้อย่างมาก

(3) ระบบติดตาม: ระบบติดตามการโฟกัสของเครื่องตัดเลเซอร์โดยทั่วไปประกอบด้วยหัวตัดโฟกัสและระบบเซ็นเซอร์ติดตาม หัวตัดประกอบด้วยส่วนนำแสงโฟกัส ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ระบบเป่าลม และส่วนปรับเชิงกล เซ็นเซอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบเซ็นเซอร์และส่วนควบคุมการขยายสัญญาณ ระบบติดตามจะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน ในที่นี้มีระบบติดตามหลักๆ สองรูปแบบ คือ ระบบติดตามด้วยเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟ หรือที่เรียกว่าระบบติดตามแบบไม่สัมผัส และระบบติดตามด้วยเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ หรือที่เรียกว่าระบบติดตามแบบสัมผัส

3. ส่วนประกอบส่งผ่านลำแสงภายนอก: กระจกหักเหแสง ซึ่งใช้ในการนำทางเลเซอร์ไปยังทิศทางที่ต้องการ เพื่อป้องกันไม่ให้เส้นทางลำแสงทำงานผิดปกติ กระจกทุกบานจะต้องมีฝาครอบป้องกัน และมีการเติมก๊าซป้องกันที่มีแรงดันบวกที่สะอาดเพื่อป้องกันเลนส์จากการปนเปื้อน ชุดเลนส์ที่มีประสิทธิภาพสูงจะรวมลำแสงโดยไม่มีมุมกระจายไปยังจุดเล็ก ๆ ที่ไม่มีที่สิ้นสุด โดยทั่วไปจะใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัส 5.0 นิ้ว เลนส์ขนาด 7.5 นิ้วจะใช้เฉพาะกับวัสดุที่มีความหนามากกว่า 12 มม. เท่านั้น

4. แท่นทำงานเครื่องมือกล ส่วนประกอบหลักของเครื่องมือกล: ส่วนประกอบทางกลของเครื่องตัดเลเซอร์ ซึ่งเป็นส่วนเชิงกลที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแกน X, Y และ Z รวมถึงแท่นทำงานสำหรับการตัด

5. ระบบ CNC ระบบ CNC ทำหน้าที่ควบคุมเครื่องมือกลเพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่ในแกน X, Y และ Z รวมถึงควบคุมกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ด้วย

6. ระบบระบายความร้อน (ชิลเลอร์): ใช้สำหรับระบายความร้อนให้กับเครื่องกำเนิดเลเซอร์ เลเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง ตัวอย่างเช่น อัตราการแปลงของเลเซอร์ก๊าซ CO2 โดยทั่วไปอยู่ที่ 20% และพลังงานที่เหลือจะถูกแปลงเป็นความร้อน น้ำหล่อเย็นจะระบายความร้อนส่วนเกินออกไปเพื่อให้เครื่องกำเนิดเลเซอร์ทำงานได้ตามปกติ ชิลเลอร์ยังช่วยระบายความร้อนให้กับตัวสะท้อนแสงและเลนส์โฟกัสของเส้นทางแสงภายนอกของเครื่องมือกล เพื่อให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพการส่งผ่านลำแสงที่เสถียร และป้องกันไม่ให้เลนส์เสียรูปหรือแตกเนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

7. ถังแก๊ส ถังแก๊สประกอบด้วยถังแก๊สที่เป็นก๊าซทำงานของเครื่องตัดเลเซอร์ และถังแก๊สเสริม ซึ่งใช้เพื่อเสริมก๊าซอุตสาหกรรมสำหรับการสั่นของเลเซอร์ และจ่ายก๊าซเสริมสำหรับหัวตัด

8. ระบบกำจัดฝุ่นจะดูดควันและฝุ่นที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต และกรองเพื่อให้ก๊าซไอเสียเป็นไปตามมาตรฐานการรักษาสิ่งแวดล้อม

9. เครื่องอบแห้งและตัวกรองระบายความร้อนด้วยอากาศใช้สำหรับจ่ายอากาศแห้งสะอาดไปยังเครื่องกำเนิดเลเซอร์และเส้นทางลำแสง เพื่อให้เส้นทางและตัวสะท้อนแสงทำงานได้อย่างปกติ