د لیزر پرې کولو او د هغې د پروسس کولو سیسټم اساسات —د لیزر پرې کولو تجهیزات
II. د لیزر پرې کولو تجهیزاتو ترکیب
۲.۱ د لیزر پرې کولو ماشین اجزا او کاري اصول
د لیزر پرې کولو ماشین د لیزر ایمیټر، د پرې کولو سر، د بیم لیږد اسمبلۍ، د ماشین وسیلې کاري میز، د عددي کنټرول (NC) سیسټم، کمپیوټر (هارډویر او سافټویر)، چیلر، د ګاز سلنډر، دوړو راټولونکی، او د هوا وچونکی لري.
-
د لیزر جنراتور
د لیزر جنراتور هغه وسیله ده چې د لیزر رڼا سرچینې تولیدوي. د لیزر پرې کولو غوښتنلیکونو لپاره، ډیری ماشینونه د CO₂ ګاز لیزرونه کاروي کوم چې د لوړ الیکټرو آپټیکل تبادلې موثریت او لوړ بریښنا تولید لري، پرته له یو څو قضیو څخه چیرې چې د YAG جامد حالت لیزرونه کارول کیږي. ټول لیزرونه د پرې کولو لپاره مناسب ندي، ځکه چې د لیزر پرې کول د بیم کیفیت باندې سخت اړتیاوې وضع کوي.
-
د سر پرې کول
دا په عمده توګه د نوزل، تمرکز لینز، او تمرکز تعقیب سیسټم په څیر اجزا لري.
د پرې کولو سر ډرایو وسیله د پرې کولو سر د مخکینۍ برنامو سره سم د Z محور سره حرکت کولو لپاره کارول کیږي. دا د سرو موټور او د لیږد برخې لکه لیډ سکرو یا ګیرونو څخه جوړه ده.
(۱) نوزل: د نوزلونو درې اصلي ډولونه شتون لري: موازي ډول، متقابل ډول، او مخروطي ډول.
(۲) د تمرکز لینز: د لیزر بیم انرژۍ په کارولو سره د پرې کولو ترسره کولو لپاره، د لیزر لخوا خارج شوی اصلي بیم باید د لینز له لارې متمرکز شي ترڅو د لوړ انرژي کثافت سره د رڼا ځای جوړ کړي. د منځني او اوږد فوکل اوږدوالي لینزونه د ضخامت پلیټ پرې کولو لپاره مناسب دي او د تعقیب سیسټم د واټن ثبات لپاره ټیټ اړتیاوې لري. لنډ فوکل اوږدوالي لینزونه یوازې د 3 ملي میتر څخه کم د پتلو پلیټونو پرې کولو لپاره مناسب دي؛ دوی د تعقیب سیسټم د واټن ثبات لپاره سخت اړتیاوې لري مګر کولی شي د اړتیا وړ لیزر تولید ځواک د پام وړ کم کړي.
(۳) د تعقیب سیسټم: د لیزر پرې کولو ماشین د تمرکز تعقیب سیسټم عموما د تمرکز پرې کولو سر او د تعقیب سینسر سیسټم څخه جوړ دی. د پرې کولو سر د بیم لارښود او تمرکز، د اوبو یخولو، ګاز وهلو، او میخانیکي تنظیم کولو دندې مدغم کوي.
سینسر د حس کولو عناصرو او د امپلیفیکیشن کنټرول واحد څخه جوړ شوی دی. د تعقیب سیسټمونه په بشپړ ډول د حس کولو عناصرو ډول پورې اړه لري. دوه اصلي ډولونه شتون لري: یو د ظرفیت لرونکي سینسر تعقیب سیسټم دی، چې د غیر تماس تعقیب سیسټم په نوم هم پیژندل کیږي؛ بل د انډکټیو سینسر تعقیب سیسټم دی، چې د تماس تعقیب سیسټم په نوم هم یادیږي.
-
د بیم لیږد مجلس
بهرنۍ نظري لاره: انعکاسي هنداره د لیزر بیم په مطلوب لوري کې د لارښوونې لپاره کارول کیږي. د بیم په لاره کې د خرابۍ مخنیوي لپاره، ټول انعکاسي هنداره د ډالونو لخوا خوندي کیږي، او پاک مثبت فشار محافظ ګاز معرفي کیږي ترڅو هنداره د ککړتیا څخه پاکه وساتي. د لوړ فعالیت لینز کولی شي یو غیر متنوع بیم په بې حده کوچني ځای کې متمرکز کړي. د 5.0 انچ فوکل اوږدوالي سره لینز معمولا کارول کیږي، پداسې حال کې چې د 7.5 انچ لینز یوازې د 12 ملي میتر څخه ډیر ضخامت لرونکي موادو پرې کولو لپاره پلي کیږي.
-
د ماشین وسیلې کاري میز
د ماشین اصلي برخه: د ماشین وسیلې برخهد لیزر پرې کولو ماشینهغه میخانیکي برخه ده چې د X، Y، او Z محورونو حرکت احساسوي، په شمول د پرې کولو کاري پلیټ فارم.
-
د عددي کنټرول سیسټم
د NC سیسټم د X، Y، Z محور حرکتونو ترلاسه کولو لپاره د ماشین وسیله کنټرولوي او په ورته وخت کې د لیزر د تولید ځواک تنظیموي.
-
د یخولو سیسټم
د چلولو واحد: دا د لیزر جنراتور د یخولو لپاره کارول کیږي. لیزر هغه وسیله ده چې بریښنایی انرژي په رڼا انرژي بدلوي. د مثال په توګه، د CO₂ ګاز لیزر د تبادلې موثریت عموما 20٪ دی، پاتې انرژي په تودوخې بدلیږي. د یخولو اوبه د لیزر جنراتور د نورمال فعالیت ساتلو لپاره اضافي تودوخه لرې کوي. د چلولو واحد د ماشین وسیلې بهرنۍ آپټیکل لارې عکسونه او تمرکز لینزونه هم یخ کوي، د بیم د لیږد مستحکم کیفیت ډاډمن کوي او په مؤثره توګه د ډیر تودوخې له امله د لینز د خرابیدو یا درزیدو مخه نیسي.
-
د ګازو سلنډرونه
د ګاز سلنډرونو کې د لیزر پرې کولو ماشین لپاره کاري منځني سلنډرونه او مرستندویه ګاز سلنډرونه شامل دي، کوم چې د لیزر څرخولو لپاره صنعتي ګازونو بشپړولو او د پرې کولو سر لپاره مرستندویه ګازونو رسولو لپاره کارول کیږي.
-
د دوړو لرې کولو سیسټم
دا د پروسس په جریان کې رامینځته شوي لوګي او دوړې استخراجوي او د فلټریشن درملنه ترسره کوي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې د خارجي ګازونو اخراج د چاپیریال ساتنې معیارونو سره سمون لري.
-
د هوا یخولو وچونکی او فلټر
دا د لیزر جنراتور او بیم لارې ته پاکه او وچه هوا رسوي، د بیم لارې او انعکاسي عکسونو نورمال عملیات ساتي.
۲.۲ د لیزر پرې کولو لپاره د پرې کولو مشعل
د لیزر پرې کولو لپاره د پرې کولو مشعل جوړښتي ډیاګرام لاندې ښودل شوی. دا په عمده توګه د مشعل بدن، تمرکز لینز، انعکاسي عکس، او د ګازو مرستندویه نوزل څخه جوړ شوی دی. د لیزر پرې کولو پرمهال، د پرې کولو مشعل باید لاندې اړتیاوې پوره کړي:
① مشعل کولی شي د ګازو کافي جریان خارج کړي.
② د مشعل دننه د ګاز د ایستلو لوري باید د انعکاس کوونکي عکس د نظري محور سره یو ځای وي.
③ د مشعل مرکزي اوږدوالی په اسانۍ سره تنظیم کیدی شي.
④ د پرې کولو په وخت کې، د پرې شوي فلز څخه د فلزي بخارات او څاڅکي باید انعکاس کونکي عکس ته زیان ونه رسوي.
د پرې کولو مشعل حرکت د NC حرکت سیسټم لخوا تنظیم کیږي. د پرې کولو مشعل او کاري ټوټې ترمنځ د نسبي حرکت لپاره درې سناریوګانې شتون لري:
① مشعل ولاړ پاتې کیږي پداسې حال کې چې کاري ټوټه د کاري میز له لارې حرکت کوي - په عمده توګه د کوچنیو اندازو کاري ټوټو لپاره مناسب دی.
② د مشعل د حرکت په وخت کې د کار ټوټه ولاړه پاتې کیږي.
③ مشعل او کاري میز دواړه په یو وخت حرکت کوي.
۲.۲.۱ د پرې کولو سر
د لیزر پرې کولو سر د بیم لیږد سیسټم په پای کې موقعیت لري، چې د تمرکز لینز او د پرې کولو نوزل څخه جوړ دی.
د فوکس کولو لینزونه په عمده توګه د فوکل اوږدوالي له مخې طبقه بندي کیږي. د لیزر پرې کولو ډیری تجهیزات د مختلفو فوکل اوږدوالي سره د څو پرې کولو سرونو سره سمبال دي. د مثال په توګه د CO₂ لیزر پرې کول، عام فوکل اوږدوالی 127 ملي میتر (5 انچه) او 190 ملي میتر (7.5 انچه) دی. د لنډ فوکل اوږدوالي لینز یو کوچنی فوکل ځای او لنډ فوکل ژوروالی تولیدوي، کوم چې د کرف پلنوالی کمولو او د ښه کټونو ترلاسه کولو لپاره ګټور دی. د اوږد فوکل اوږدوالي لینز لوی فوکل ځای او اوږد فوکل ژوروالی تولیدوي. د لنډ فوکل اوږدوالي لینزونو په پرتله، اوږد فوکل اوږدوالي لینز کولی شي د لیزر انرژي کثافت سره یو متمرکز بیم چمتو کړي چې د فوکل نقطې ته نږدې د موادو پروسس کولو لپاره کافي وي. له همدې امله، لنډ فوکل اوږدوالي لینزونه ډیری وختونه د پتلو پلیټونو د دقیق پرې کولو لپاره کارول کیږي، پداسې حال کې چې اوږد فوکل اوږدوالي لینزونه د ضخامت موادو لپاره اړین دي ترڅو کافي فوکل ژوروالی ترلاسه کړي، د ځای قطر کې لږترلږه توپیر او د پرې کولو ضخامت حد کې کافي بریښنا کثافت ډاډمن کوي.
د تمرکز لینزونه د موازي لیزر بیم پیښې د پرې کولو مشعل ته د تمرکز کولو لپاره کارول کیږي، د کوچنۍ ځای اندازه او لوړ بریښنا کثافت ترلاسه کوي. لینزونه د هغه موادو څخه جوړ شوي دي چې کولی شي د لیزر طول موج انتقال کړي. آپټیکل شیشه معمولا د جامد حالت لیزرونو لپاره کارول کیږي، پداسې حال کې چې د ZnSe، GaAs، او Ge په څیر مواد د CO₂ ګاز لیزرونو لپاره غوره کیږي (ځکه چې عادي شیشه د CO₂ لیزر بیمونو ته شفافه نه ده)، چې له دې جملې څخه ZnSe ترټولو پراخه کارول کیږي.
د لیزر پرې کولو لپاره، د فوکل سپاټ قطر کمول مطلوب دي ترڅو د بریښنا کثافت زیات کړي او د لوړ سرعت پرې کولو توان ورکړي. په هرصورت، د لینز لنډ فوکل اوږدوالی د کوچني فوکل ژوروالي پایله لري، چې د موټیو پلیټونو پرې کولو پرمهال د عمودي کټ سطح ترلاسه کول ستونزمن کوي. سربیره پردې، لنډ فوکل اوږدوالی د لینز او ورک پیس ترمنځ فاصله کموي، د لینز د پرې کولو پرمهال د پړسوب شوي څاڅکو لخوا د ککړتیا خطر زیاتوي او نورمال عملیات اغیزمن کوي. له همدې امله، مناسب فوکل اوږدوالی باید په جامع ډول د فکتورونو لکه د پرې کولو ضخامت او د پرې کولو کیفیت اړتیاو پراساس وټاکل شي.
۲.۲.۲ انعکاسي هنداره
د انعکاسي هنداره دنده د لیزر څخه د خپریدونکي بیم سمت بدلول دي. د جامد حالت لیزرونو څخه د بیمونو لپاره، د نظري شیشې څخه جوړ شوي انعکاسي هنداره کارول کیدی شي. برعکس، د CO₂ ګاز لیزر پرې کولو وسیلو کې انعکاسي هنداره معمولا د مسو یا فلزاتو څخه جوړه شوې وي چې لوړ انعکاسي وړتیا لري. د عملیاتو په جریان کې د لیزر شعاع څخه د ډیر تودوخې له امله رامینځته شوي زیان مخنیوي لپاره، انعکاسي هنداره معمولا د اوبو سره سړه کیږي.
۲.۲.۳ نوزل
نوزل د پرې کولو په زون کې د مرستندویه ګاز سپری کولو لپاره کارول کیږي، او د هغې جوړښت د پرې کولو موثریت او کیفیت باندې یو څه اغیزه لري. شکل 4.11 د لیزر پرې کولو لپاره د نوزل عام شکلونه ښیې؛ د نوزل د سوري شکلونه سلنډر، مخروطي، او کنورجینګ-ډیورجینګ ډولونه شامل دي.
د نوزل انتخاب عموما د کاري ټوټې د موادو او ضخامت او د مرستندویه ګاز د فشار پر بنسټ د ازموینو له لارې ټاکل کیږي. د لیزر پرې کول معمولا کواکسیل نوزلونه غوره کوي (چیرې چې د ګاز جریان د نظري محور سره کواکسیل وي). که چیرې د ګاز جریان او لیزر بیم کواکسیل نه وي، نو د پرې کولو پرمهال د ډیر څاڅکي کیدو احتمال شتون لري. د نوزل سوري داخلي دیوال باید نرم وي ترڅو د ګاز غیر خنډ شوي جریان ډاډمن شي او د هغه ګډوډۍ مخه ونیسي چې ممکن د کیرف کیفیت اغیزمن کړي. د پرې کولو ثبات ډاډمن کولو لپاره، د نوزل پای مخ او د کاري ټوټې سطح ترمنځ فاصله باید کمه شي، معمولا له 0.5 ملي میتر څخه تر 2.0 ملي میتر پورې وي. د نوزل سوري قطر باید لیزر بیم ته اجازه ورکړي چې په اسانۍ سره تیر شي، بیم د سوراخ داخلي دیوال ته د لمس کولو مخه نیسي. د سوراخ قطر څومره کوچنی وي، د بیم راټولول خورا ستونزمن وي. د ورکړل شوي مرستندویه ګاز فشار لپاره، د نوزل سوري قطرونو غوره حد شتون لري. یو ډیر کوچنی یا لوی سوری به د کیرف څخه د ویلې شوي محصولاتو لرې کولو مخه ونیسي او د پرې کولو سرعت به اغیزمن کړي.
د ثابت لیزر ځواک او مرستندویه ګاز فشار لاندې د قطع کولو سرعت باندې د نوزل د سوري قطر اغیزه په شکل 4.12 او 4.13 کې ښودل شوې ده. دا لیدل کیدی شي چې د نوزل د سوري قطر یو غوره دی چې د اعظمي پرې کولو سرعت ترلاسه کوي. دا غوره ارزښت تقریبا 1.5 ملي میتر دی پرته له دې چې اکسیجن یا ارګون د مرستندویه ګاز په توګه کارول کیږي.
د سختو الیاژونو (چې پرې کول یې ستونزمن دي) د لیزر پرې کولو په اړه ازموینې ښیي چې د نوزل د سوراخ غوره قطر پورته پایلو ته ډیر نږدې دی، لکه څنګه چې په شکل 4.14 کې ښودل شوی. د نوزل د سوراخ قطر د کیرف پلنوالی او د تودوخې اغیزمن زون (HAZ) پلنوالی هم اغیزه کوي. لکه څنګه چې په شکل 4.15 کې ښودل شوي، د نوزل د سوراخ قطر زیاتوالي سره، د کیرف پلنوالی زیاتیږي پداسې حال کې چې د HAZ پلنوالی تنګیږي. د HAZ د تنګوالي اصلي دلیل د پرې کولو زون کې د اساس موادو باندې د مرستندویه ګاز جریان د یخولو اغیز زیاتول دي.
د لیزر پرې کولو تجهیزاتو 2.3 پیرامیټرې
۲.۳.۱ د مشعل په واسطه چلول شوي د پرې کولو تجهیزات
د مشعل په واسطه چلول شوي د پرې کولو تجهیزاتو کې، د پرې کولو مشعل په حرکت وړ ګینټري کې ایښودل کیږي او د ګینټري بیم (Y-محور) سره په افقي ډول حرکت کوي. ګینټري مشعل د X-محور سره حرکت کولو لپاره چلوي، پداسې حال کې چې ورک پیس په کاري میز کې ټاکل شوی. څرنګه چې لیزر او د پرې کولو مشعل په جلا توګه تنظیم شوي، د لیزر لیږد ځانګړتیاوې، د بیم سکین کولو لوري سره موازيتوب، او د انعکاس کونکي عکسونو ثبات ټول د پرې کولو پروسې په جریان کې اغیزمن کیږي.
د مشعل په واسطه چلول شوي د پرې کولو تجهیزات کولی شي لویې اندازې کاري ټوټې پروسس کړي. دا د پرې کولو تولید زون لپاره نسبتا کوچنۍ فرش ساحه نیسي او په اسانۍ سره د نورو تجهیزاتو سره یوځای کیدی شي ترڅو د تولید لاین جوړ کړي. په هرصورت، د دې موقعیت دقت یوازې ±0.04 ملي میتر دی.
د مشعل چلولو د پرې کولو تجهیزاتو ځانګړی جوړښت په شکل 4.19 کې ښودل شوی. د دوامداره څپې CO₂ لیزر پرې کولو ماشین غوره شوی، چې د لیزر څخه د پرې کولو مشعل پورې فاصله 18 متره ده. د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې د دې لیږد واټن په اوږدو کې د بیم قطر کې بدلون د پرې کولو عملیاتو کې مداخله نه کوي، د اوسیلیټر عکسونو ترکیب باید په احتیاط سره ډیزاین شي.
د مشعل چلولو د پرې کولو تجهیزاتو اصلي تخنیکي پیرامیټرې په لاندې ډول دي:
- د لیزر د تولید ځواک: ۱.۵ کیلو واټ (واحد حالت)، ۳ کیلو واټ (څو حالت)
- د مشعل ضربه: د ایکس محور ۶.۲ متره، د Y محور ۲.۶ متره
- د موټر چلولو سرعت: ۰-۱۰ متره/ دقیقه (د تنظیم وړ)
- مشعل Z-axis لامبو وهونکی سټروک: 150 ملي متره
- د مشعل Z-axis د تنظیم سرعت: 300 ملي میتر/دقیقه
- د پروسس شوي فولادي پلیټ اعظمي اندازه: 12 ملي متره × 2400 ملي متره × 6000 ملي متره
- د کنټرول سیسټم: د NC مدغم کنټرول حالت
۲.۳.۲ د XY میز چلونکي د پرې کولو تجهیزات
د XY میز چلونکي پرې کولو تجهیزاتو کې، د پرې کولو مشعل په چوکاټ کې ځای پر ځای شوی، او کاري ټوټه د پرې کولو میز کې ځای پر ځای شوې ده. د پرې کولو میز د NC امرونو سره سم د X او Y محورونو سره حرکت کوي، د موټر چلولو سرعت معمولا د 0-1 متر/دقیقې یا 0-5 متر/دقیقې پورې تنظیم کیږي. څرنګه چې د پرې کولو مشعل د کاري ټوټې په پرتله ثابت پاتې کیږي، دا د پرې کولو پروسې په جریان کې د لیزر بیم سمون او مرکز کولو اغیزه کموي، د پرې کولو یونیفورم او مستحکم فعالیت ډاډمن کوي. کله چې د کوچني اندازې پرې کولو میز سره سمبال شي چې لوړ میخانیکي دقت لري، ماشین د ±0.01 ملي میتر موقعیت درستیت ترلاسه کوي اود پرې کولو غوره دقت، چې دا په ځانګړي ډول د کوچنیو برخو د دقیق پرې کولو لپاره مناسب کوي. سربیره پردې، د لویو پرې کولو میزونه د 2300-2400 ملي میتر د ایکس محور سټروک او د 1200-1300 ملي میتر د Y محور سټروک سره د لویو اندازو کاري ټوټې پروسس کولو لپاره شتون لري.
د XY میز چلونکي پرې کولو تجهیزاتو اصلي تخنیکي پیرامیټرې په لاندې ډول دي:
- د لیزر سرچینه: د CO₂ ګاز لیزر (د نیمه تړل شوي مستقیم ټیوب ډول)
- د لیزر بریښنا رسولو: د ننوتلو ولټاژ 200 VAC؛ د وتلو ولټاژ 0-30 kV؛ د وتلو اعظمي جریان 100 mA
- د لیزر د وتلو ځواک: 550 W
- د میز پرې کول: د ایکس محور ۲۳۰۰ ملي میتر، د Y محور ۱۳۰۰ ملي میتر
- د میز د چلولو سرعت پرې کول (د ګام په ګام تنظیم کیدونکی): 0.4–5.0 متر/دقیقه، 0.2–2.5 متر/دقیقه، 0.1–1.3 متر/دقیقه، 0.05–0.6 متر/دقیقه
- مشعل Z-axis لامبو وهونکی سټروک: 180 ملي متره
- د پروسس شوي پلیټ اعظمي اندازه: 6 ملي میتر × 1300 ملي میتر × 2300 ملي میتر
- د کنټرول سیسټم: عددي کنټرول (NC) حالت
۲.۳.۳ دوه ګونی چلونکی د پرې کولو تجهیزات (مشعل او میز)
د دوه ګوني چلولو پرې کولو تجهیزات (مشعل او میز) د ډیزاین په اساس د مشعل چلولو او XY میز چلولو پرې کولو ماشینونو ترمنځ راځي. د پرې کولو مشعل په ګینټري کې ایښودل شوی او د ګینټري بیم (Y-محور) سره په افقي ډول حرکت کوي، پداسې حال کې چې د پرې کولو میز په اوږدوالي سره چلول کیږي. دا هایبرډ ډیزاین د لوړ پرې کولو دقت او د ځای خوندي کولو موثریت ګټې سره یوځای کوي. د ±0.01 ملي میتر موقعیت دقت او د 0-20 متر/دقیقې د تنظیم وړ پرې کولو سرعت حد سره، دا په بازار کې یو له خورا پراخه کارول شوي پرې کولو ماشینونو څخه دی. د دې ماشین لوی ماډلونه د 2000 ملي میتر Y-محور سټروک او د 6000 ملي میتر X-محور سټروک وړاندې کوي، چې د لوی اندازې کاري ټوټې پرې کولو توان ورکوي.
د لیزر اوسیلیټر د پرې کولو مشعل تر څنګ په ګینټري کې نصب شوی دی. دا ترتیب د ګرد سوري پرې کولو پر مهال استثنایی دقت وړاندې کوي. دا ماشین د لوړ تولید موثریت هم لري: دا کولی شي په یوه دقیقه کې د 1 ملي میتر ضخامت لرونکي فولادي پلیټ کې 46 ګرد سوري (10 ملي میتر قطر) پرې کړي.
۲.۳.۴ د پرې کولو مدغم وسایل
په یوهد یوځای شوي پرې کولو ماشین، د لیزر سرچینه په چوکاټ کې نصب شوې او د هغې سره په اوږدوالي حرکت کوي، پداسې حال کې چې د پرې کولو مشعل د خپل ډرایو میکانیزم سره مدغم شوی ترڅو د چوکاټ بیم سره په افقی ډول حرکت وکړي. ماشین د مختلفو شکل لرونکو اجزاو پرې کولو لپاره عددي کنټرول کاروي. د پرې کولو مشعل د افقی حرکت له امله رامینځته شوي د آپټیکل لارې اوږدوالي توپیر لپاره د جبران لپاره، د آپټیکل لارې اوږدوالي تنظیم کولو ماډل معمولا سمبال وي. دا ماډل د پرې کولو ساحې دننه یو همجنس لیزر بیم ډاډمن کوي او د پرې کولو سطحې کیفیت دوامداره ساتي.
د پوسټ وخت: دسمبر-۱۷-۲۰۲۵ 
