Lazerinių vamzdžių pjovimo staklių veikimo principo apžvalga
Lazerinės vamzdžių pjovimo mašinos daugiausia naudojamos įvairių tipų vamzdžiams, pavyzdžiui, apvaliems ir kvadratiniams vamzdžiams, apdoroti ir pjauti. Turėdami tokius reikšmingus pranašumus kaip didelis tikslumas ir greitas pjovimas, jie palaipsniui pakeičia tradicinę metalo pjovimo įrangą. Jų veikimo principas apima lazerio generatoriaus naudojimą didelės-energijos stabiliam lazerio spinduliui sukurti. Įprasti lazeriniai generatoriai apima CO₂ lazerius ir skaidulinius lazerius.
Kaip pavyzdį paimkite skaidulinius lazerius: viduje optinis pluoštas generuoja fotonus, kai jį sužadina elektros energija. Šiuos fotonus nuolat stiprina rezonansinėje ertmėje esantys veidrodžiai, sudarydami didelės-energijos, didelio{2}}tankio lazerio spindulį. Šis spindulys perduodamas į pjovimo galvutę per optines sistemas, tokias kaip optinės skaidulos arba lęšių grupės. Šio proceso metu naudojant optinius komponentus, tokius kaip išgaubti lęšiai, įgaubti lęšiai ir veidrodžiai, lazerio spindulys sufokusuojamas į itin mažą, dažniausiai tik kelių dešimčių mikrometrų skersmens tašką, leidžiantį akimirksniu ištirpti ar net išgaruoti metalines medžiagas.
Kai lazerio spindulys apšvitina vamzdžio paviršių, apšvitintos srities medžiaga greitai išsilydo, išgaruoja arba pasiekia užsidegimo tašką. Tuo pačiu metu didelio greičio dujų srautas (pvz., azoto, deguonies ir kt.), bendraašis su pluoštu, išpučia išlydytą medžiagą, todėl vamzdis nupjaunamas.
Pjovimo proceso metu vamzdis sukasi ir juda per tokius įrenginius kaip griebtuvai. Kompiuterių programinė įranga projektuoja ir redaguoja pjovimo grafiką ir paverčia juos į lazerinio pjovimo instrukcijas. Judesio valdiklis tiksliai valdo lazerio galvutės ant vamzdžio judėjimo kelią ir greitį, kad būtų atlikta iš anksto nustatyta pjovimo užduotis.
Pneumatinių kintamo skersmens{0}}ratų struktūros analizė
Pneumatinių kintamo{0}skersmens ratų atraminę konstrukciją paprastai sudaro fiksuotas pagrindas, kėlimo pavaros cilindras, pastatytas į viršų ant fiksuoto pagrindo, priėmimo rėmas, varomas ir prijungtas prie kėlimo pavaros cilindro, atraminis velenas, pritvirtintas prie priimančiojo rėmo, kintamo-skersmens ratas, pasukamas ant atraminio veleno, ir kintamo skersmens fiksavimo{2} konstrukcija.
Fiksuotas pagrindas montuojamas ant vertikalios montavimo plokštės. Tvirtinimo plokštėje yra bent dvi horizontaliai išplėstos pailgos skylės, o prie kiekvienos pailgos skylės yra sumontuotas pirmasis tvirtinimo varžtas, prijungtas prie mašinos lovos, todėl galima reguliuoti kairę-dešinę montavimo plokštės padėtį. Stacionariame pagrinde yra bent dvi vertikaliai ištiestos pailgos skylės, o montavimo plokštėje yra tiek pat srieginių tvirtinimo angų, atitinkančių vieną-prie-vieną. Prie kiekvienos pailgos fiksuoto pagrindo angos yra sumontuotas antras tvirtinimo varžtas, prijungtas prie tvirtinimo plokštės srieginės tvirtinimo angos, taip įgyvendinant fiksuoto pagrindo padėties reguliavimą aukštyn-žemyn.
Pavyzdžiui, kai kuriose kintamo -skersmens ratų atraminėse konstrukcijose yra šešios horizontaliai ištiestos pailgos skylės, iš kurių trys yra kairėje ir trys dešinėje fiksuoto pagrindo pusėje; yra keturios vertikaliai išplėstos pailgos skylės, dvi kairėje ir dvi dešinėje kėlimo pavaros cilindro pusėje. Reguliavimo blokas taip pat pritvirtintas prie montavimo plokštės žemiau fiksuoto pagrindo. Per reguliavimo bloko vidurį praeina į viršų besitęsiantis priveržimo varžtas. Ant reguliavimo bloko prisukami du aukštyn besitęsiantys kėlimo varžtai, esantys abiejose tvirtinimo varžto pusėse. Fiksuoto pagrindo apatiniame paviršiuje yra priveržimo srieginė anga, atitinkanti priveržimo varžtą.
Du kėlimo varžtai naudojami prispausti prie apatinio fiksuoto pagrindo paviršiaus, taip dar labiau padedant tiksliai reguliuoti fiksuoto pagrindo padėtį. Kintamo-skersmens ratas montuojamas ant priimančiojo rėmo per atraminį veleną. Abu atraminio veleno galai yra pritvirtinti prie priimančiojo rėmo atitinkamai pirmuoju ribiniu bloku ir antruoju ribiniu bloku. Fiksavimo konstrukciją sudaro padėties nustatymo kaištis, įkištas į pirmąjį ribinį bloką, ir kelios padėties nustatymo skylės, paskirstytos per perimetrą abiejuose kintamo skersmens rato paviršiuose.
Įkišus padėties nustatymo kaištį į vieną iš padėties nustatymo angų, gali būti apribotas kintamo -skersmens rato sukimasis. Kai kurių kintamo-skersmens ratų su padėties nustatymo angomis galiniame paviršiuje taip pat yra pritvirtinta mastelio plokštelė, atitinkanti -vieną -vieną padėties nustatymo angoms, padedanti operatoriams tiksliai reguliuoti kintamo-skersmens rato kampą.
Vamzdžių drebėjimo problemos sprendimas
Vamzdžių pjovimo lazeriu metu mažo skersmens ir ilgo ilgio vamzdžiams, net kai jie yra suspausti priekiniais ir galiniais griebtuvais, pjovimo sukamuoju būdu metu gali atsirasti drebėjimas. Taip yra todėl, kad vamzdžio plonumo koeficientas yra gana didelis, todėl jis nėra pakankamai tvirtas. Pjovimo proceso metu, veikiant tokiems veiksniams kaip lazerio spindulio šiluminė jėga, didelio greičio-dujų srauto smūgio jėga ir netolygi griebtuvo suspaudimo jėga, vamzdis labai linkęs pasislinkti ir vibruoti.
Pneumatinių kintamo{0}}skersmens ratų atsiradimas šią situaciją veiksmingai pagerino. Kai vamzdis uždedamas ant lazerinio vamzdžių pjovimo staklės, pneumatinis kintamo-skersmens ratas gali reguliuoti aukštį per kėlimo pavaros cilindrą pagal vamzdžio skersmenį, užtikrinant visišką rato ir vamzdžio kontaktą. Kintamo -skersmens rato apskritimo paviršius paprastai yra pagamintas iš specialių gumos arba poliuretano medžiagų, kurios turi gerą elastingumą ir trintį, todėl gali glaudžiai priglusti prie išorinės vamzdžio sienelės ir palaikyti aukštyn.
Pavyzdžiui, kai kuriais praktiniais atvejais, kai plonas apvalus 20 mm skersmens ir 2 m ilgio vamzdis be pneumatinio kintamo skersmens rato, apvalaus vamzdžio drebėjimo amplitudė pjovimo metu gali siekti ±2 mm, o tai labai paveikti pjovimo tikslumą. Sumontavus pneumatinį kintamo{5}skersmens ratą, tiksliai sureguliavus jo padėtį ir aukštį, apvalaus vamzdžio kratymo amplitudė gali būti reguliuojama ±0,2 mm tikslumu, užtikrinant pjovimo proceso stabilumą ir labai pagerinant pjovimo kokybę.
Vaidmuo gerinant pjovimo tikslumą
1. Tiksli atrama pjovimo tikslumui užtikrinti
Lazerinių vamzdžių pjovimo mašinų pjovimo tikslumą riboja įvairūs veiksniai, o vamzdžio stabilumas pjovimo proceso metu yra vienas iš pagrindinių veiksnių. Pneumatiniai kintamo skersmens{1}}ratai gali užtikrinti tikslius atramos taškus po vamzdžiu, atsižvelgiant į faktinę vamzdžio padėtį. Kai vamzdis sukasi pjovimui, varomas griebtuvo, kintamo -skersmens ratas glaudžiai liečiasi su vamzdžiu ir sukasi sinchroniškai, užtikrindamas stabilią vamzdžio atramos jėgą, efektyviai sumažindamas vamzdžio deformaciją ir poslinkį, kurį sukelia tokie veiksniai kaip jo paties gravitacija ir pjovimo jėga.
Kaip pavyzdį paimkite stačiakampių vamzdžių pjovimą. Dėl sudėtingų jėgos sąlygų kiekvienoje stačiakampio vamzdžio pusėje pjovimo metu jis linkęs deformuotis. Pneumatiniai kintamo-skersmens ratai gali palaikyti keturis stačiakampio vamzdžio kampus ir šonus ir užtikrinti stačiakampio vamzdžio formos stabilumą per visą pjovimo procesą. Tai leidžia lazerinio pjovimo galvutei tiksliai pjauti iš anksto nustatytu keliu ir taip kontroliuoti pjovimo tikslumą labai mažu klaidų diapazonu. Paprastai pjovimo tikslumą galima pagerinti iki ±0,1 mm.
2. Bendradarbiavimas su griebtuvais siekiant efektyvaus suspaudimo
Pneumatiniai kintamo{0}}skersmens ratai veikia kartu su priekiniais ir galiniais griebtuvais, kad dar labiau sustiprintų vamzdžių suspaudimo efektą. Priekiniai ir galiniai griebtuvai daugiausia yra atsakingi už suspaudimo jėgą abiejuose vamzdžio galuose, kad būtų užtikrintas vamzdžio ašinis fiksavimas, o pneumatiniai kintamo skersmens ratai suteikia pagalbinę atramos jėgą viduryje arba kitose vamzdžio dalyse, kurioms reikia atramos. Kintamo -skersmens ratų atraminė jėga derinama su griebtuvų suspaudimo jėga, todėl vamzdis išlieka stabiliai įtemptas viso pjovimo proceso metu.
Pavyzdžiui, apdorojant kai kuriuos didelio -skersmens plonasienius-vamzdžius, pasikliaujant vien griebtuvo suspaudimu, gali atsirasti vietinė vamzdžio deformacija, o tai turės įtakos pjovimo tikslumui. Pneumatiniai kintamo-skersmens ratai gali užtikrinti vienodą atramos jėgą vamzdžio viduje arba išorėje, kompensuodami neigiamą griebtuvo suspaudimo ir pjovimo jėgos poveikį vamzdžiui, užtikrindami vamzdžio apvalumą ir tiesumą pjovimo metu ir taip pagerindami pjovimo tikslumą bei paviršiaus kokybę.
Vamzdžių apdorojimo asortimento išplėtimas
1. Prisitaikymas prie skirtingų skersmenų vamzdžių
Vienas iš reikšmingų pneumatinių kintamo{0}}skersmens ratų privalumų yra jų gebėjimas prisitaikyti prie įvairaus skersmens vamzdžių apdorojimo. Suderinus kėlimo pavaros cilindrą ir fiksavimo konstrukciją, kintamo-skersmens ratą galima greitai nustatyti į padėtį ir kampą, atitinkantį skirtingo skersmens vamzdžius.
Nesvarbu, ar tai mažo{0}}skersmens tikslaus vamzdžio, pvz., 5 mm skersmens nerūdijančio plieno vamzdžiai, naudojami medicinos įrangoje, ar didelio-skersmens pramoniniai vamzdžiai, pvz., 300 mm skersmens plieniniai vamzdžiai, naudojami statybų pramonėje, pneumatiniai kintamo{4} skersmens ratai gali padėti veiksmingai. Faktinėje gamyboje lazerinė vamzdžių pjovimo mašina su pneumatiniais kintamo{6}skersmens ratukais gali per trumpą laiką perjungti skirtingo skersmens apdirbamuosius vamzdžius, nereikia dažnai keisti įrankių tvirtinimo detalių, todėl labai pagerėja gamybos efektyvumas ir įrangos universalumas.
2. Specialiųjų vamzdžių apdorojimo reikalavimų laikymasis
Be įprastų apvalių ir kvadratinių vamzdžių, lazerinių vamzdžių pjovimo staklės taip pat susiduria su įvairių specialių{0}}formos vamzdžių, pvz., elipsinių ir daugiakampių vamzdžių, apdorojimo reikalavimais. Dėl savo netaisyklingų formų šie specialios formos vamzdžiai turi sudėtingesnes jėgos sąlygas pjovimo proceso metu, todėl atramos ir suspaudimo sistemoms keliami didesni reikalavimai.
Pneumatiniai kintamo{0}}skersmens ratai gali suteikti asmeniniams poreikiams pritaikytus specialios-formos vamzdžių palaikymo sprendimus, lanksčiai reguliuodami jų padėtį ir kampą. Pavyzdžiui, elipsiniams vamzdžiams kintamo-skersmens ratai gali sukurti skirtingas atramos jėgas ilgosios ir trumposios elipsės ašių kryptimis, kad būtų užtikrintas elipsinio vamzdžio stabilumas pjovimo proceso metu.
Daugiakampių vamzdžių -skersmens ratukai gali reguliuoti atramos taškų padėtį ir kiekį pagal daugiakampio kraštinių ir kampų skaičių, kad būtų galima tiksliai palaikyti daugiakampį vamzdį, todėl lazerio vamzdžių pjovimo mašina gali sėkmingai apdoroti įvairius specialios-formos vamzdžius ir išplėsti lazerinio vamzdžių pjovimo mašinos taikymo sritį.
Pneumatinių kintamo skersmens ratų taikymo atvejų analizė{0}}
1. Automobilių dalių gamyba
Automobilių dalių gamybos pramonėje lazerinės vamzdžių pjovimo staklės plačiai naudojamos gaminant įvairius vamzdžių komponentus, tokius kaip automobilių sėdynių rėmai ir transporto priemonių rėmų dalys. Kaip pavyzdį paimkite automobilių gamybos įmonę. Gaminant automobilių sėdynių rėmus, šiai įmonei reikia išpjauti daugybę skirtingo skersmens ir formų plieninių vamzdžių.
Prieš pradedant naudoti lazerines vamzdžių pjovimo stakles su pneumatiniais kintamo skersmens{0}}ratais, dėl tokių problemų, kaip vamzdžių drebėjimas ir nestabili atrama, nupjautų dalių tikslumas buvo mažas, o atmetimo rodiklis siekė net 10 %. Pritaikius naują įrangą, pneumatiniai kintamo-skersmens ratai veiksmingai išsprendė vamzdžių drebėjimo problemą ir žymiai pagerino pjovimo tikslumą. Atmetimo rodiklis buvo sumažintas iki 2%, o tuo pačiu metu gamybos efektyvumas padidėjo 30%. Tai sutaupė daug žaliavų ir gamybos sąnaudų įmonei, padidino produktų kokybę ir konkurencingumą rinkoje.
2. Sporto įrangos gamyba
Fitneso įrangos gamintojai apdirbimo metu kelia itin aukštus reikalavimus vamzdžių pjovimo tikslumui ir paviršiaus kokybei. Gerai -žinomas treniruoklių gamintojas naudojo lazerines vamzdžių pjovimo mašinas su pneumatiniais kintamo{2}}skersmens ratukais, kai gamino tokius produktus kaip hantelių ir štangos strypai.
Pneumatiniai kintamo -skersmens ratai suteikė stabilią atramą skirtingo skersmens vamzdžiams, todėl nupjautų vamzdžių matmenų tikslumas buvo reguliuojamas ± 0,2 mm tikslumu, o paviršiaus šiurkštumas siekė mažiau nei Ra0,8 μm, o tai atitinka griežtus aukščiausios- fitneso įrangos reikalavimus dėl komponentų tikslumo ir paviršiaus kokybės. Tuo pačiu metu, kadangi įranga gali greitai perjungti skirtingo skersmens apdirbamuosius vamzdžius, įmonės gamybos efektyvumas gerokai pagerėjo, todėl ji gali geriau patenkinti įvairius treniruoklių rinkos poreikius.
Išvada ir perspektyva
Pneumatiniai kintamo skersmens{0}}ratai atlieka labai svarbų vaidmenį lazerinėse vamzdžių pjovimo mašinose. Išspręsdami vamzdžių kratymo problemą, pagerindami pjovimo tikslumą ir išplėsdami vamzdžių apdirbimo spektrą, jie užtikrina efektyvų ir tikslų lazerinių vamzdžių pjovimo staklių darbą. Sprendžiant iš praktinio pritaikymo atvejų, nesvarbu, ar tai būtų automobilių dalių gamybos, ar kūno rengybos įrangos gamybos pramonė, vamzdžių pjovimo lazeriu staklės su pneumatiniais kintamo skersmens ratukais įrodė akivaizdžius pranašumus, pagerindamos įmonių gamybos efektyvumą ir produktų kokybę.
Nuolat tobulėjant gamybos pramonei, vamzdžių apdorojimo tikslumo, efektyvumo ir diversifikavimo reikalavimai ir toliau didės. Tikimasi, kad ateityje pneumatiniai kintamo{1}skersmens ratai bus toliau optimizuojami ir atnaujinami konstrukcinio dizaino, medžiagų parinkimo ir valdymo technologijos požiūriu.
Pavyzdžiui, gali būti pritaikyta pažangesnė išmaniojo valdymo technologija, leidžianti pneumatiniams kintamo{0}}skersmens ratams automatiškai reguliuoti atramos jėgą ir padėtį pagal vamzdžio medžiagą, skersmenį ir pjovimo proceso reikalavimus, kad būtų galima tiksliau ir efektyviau apdoroti vamzdžius. Gali būti sukurtos naujos didelio-stiprumo ir didelio-elastingumo medžiagos, skirtos kintamo-skersmens ratams gaminti, siekiant dar labiau pagerinti kintamo-skersmens ratų tarnavimo laiką ir palaikyti našumą.
Manoma, kad nuolat tobulėjant technologijoms, pneumatiniai kintamo skersmens{0}}ratai atliks dar didesnį vaidmenį lazerinių vamzdžių pjovimo staklių srityje ir labiau prisidės prie gamybos pramonės plėtros.
--Rayther Laser Jack Sun--