Станок лазерной сварки и наплавки проволокой металлов МЛК4-QCW

Лазерно-оптическая  система

Машина МЛК4-QCW оснащена квазинепрерывным иттербиевым волоконным лазером с диодной накачкой типа YLR-QCW. Длина волны излучения лазера 1,05-1,07 мкм. Охлаждение лазера воздушное.

Использование волоконного лазера позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы: снизить энергопотребление с 17 кВт (для аналогичных систем с лазерами Nd:YAG) до 2 кВт (для системы с QCW волоконным лазером 150 Вт). Кроме того, нет необходимости в ремонте активных элементов и квантронов, а особенность конструкции позволяет минимизировать использование расходных компонентов (нет необходимости регулярно менять лампы накачки и элементы оптического тракта).

Телескоп с регулируемой расходимостью позволяет осуществлять управление размером сфокусированного пятна. Кратность телескопа – не менее 2-х.

Рабочая  головка

В оптической сварочной головке предусмотрена защита оптики для увеличения срока службы оптических элементов (объектива, защитных стекол). Конструкция позволяет использовать различные сменные объективы, сопла. Силовой объектив для сварки — кварцевый. Базовое фокусное расстояние объектива f=100 мм. Размер пятна излучения в зоне обработки регулируется в пределах 0.3-1.5 мм.

В оптической сварочной головке предусмотрена защита оптических элементов для увеличения срока их службы.

Кинематическая система

Обработка изделия осуществляется путем его перемещений относительно лазерного пятна. Для этого используется  прецизионный координатный манипулятор (декартов робот) смонтированный на силовой колоне и содержащий два координатных стола вертикальных перемещений (изделия и лазерно-оптического модуля), координатный стол перемещений изделия по оси X, координатный стол перемещения лазерно-оптического модуля по оси Y, а также два координатных стола для перемещений лазерно-оптического модуля и изделия по оси Z.
Направляющие с каретками этих координатных столов смонтированы на передней и задней гранях колоны. Привода оси Z имеют червячные редуктора.

Основные составные части (ШВП, ШД, редуктора столов) смонтированы  внутри колоны. Суммарный ход по оси каждого из столов Z–250 мм. Точность позиционирования – 30 мкм.

Максимальная высота от предметного стола до фокальной плоскости объектива составляет 500мм, что позволяет обрабатывать габаритные корпусные детали.

Координатный стол для перемещения изделия по оси по X размещен на кронштейне, установленном на каретках стола вертикальных перемещений и смонтированном на передней грани колоны. Рабочий ход координатного стола по оси по X-400мм. Точность позиционирования стола – 30 мкм. Скорость перемещения – до 50мм/сек.

Координатный стол для перемещений лазерно-оптического модуля по оси Y размещен на выносном кронштейне, установленном на каретках стола и смонтированном на задней грани колоны. Рабочий ход координатного стола перемещения изделия по оси Y – 300мм. Точность позиционирования стола – 30мкм. Скорость перемещения – до 50 мм/сек.

Технологический модуль

Блок подачи ассистирующих газов (пневмосистема).

Машина содержит систему подачи рабочих газов (пневмосистема), которая включает фильтры-регуляторы давления и управляемые от компьютера электропневмоклапана. Предусмотрена автоматизированная подача воздуха, кислорода, вспомогательных или защитных газов в зону обработки. Количество автоматизированных каналов подачи газов — не менее 2.

Блок загрузки, размещения и фиксации изделия.

Для установки изделий и оснастки в комплект входит предметный стол выполненный в виде плиты с Т-образными пазами. Размеры Т-образного предметного стола – 400х700 мм.

Измерительный блок.

Для оптического контроля используется телевизионная система с выводом изображения на отдельный монитор. Система снабжена устройством, позволяющим осуществлять формирование метки-«перекрестия», совмещенной с положением центра лазерного пятна на обрабатываемой детали, и управление координатами положения этой метки на экране монитора. Увеличение телевизионной оптической системы (с объективом  f=100мм) – 30 крат. Линейное поле зрения – 6 мм.

В качестве дополнительного оборудования для настройки и контроля машина может комплектоваться микроскопом. В этом случае оператор может осуществлять наблюдение как через микроскоп, так и через телевизионный канал.

Конструктивные блоки

Все составные части машины смонтированы на общей стальной раме–платформе. Габариты рамы не более 650х990 мм. Рама имеет регулируемые станочные опоры позволяющие устанавливать и выравнивать машину на полу рабочего помещения. На раме жестко закрепляются следующие модули:

• компактная силовая колонна для размещения кинематических, лазерно-оптических и технологических блоков. Передняя и задняя грани силовой колоны имеют  параллельные друг другу обработанные поверхности для установки направляющих двухосевого координатного стола вертикальных перемещений. Габариты колонны  –140х230х800 мм.
• стойка для установки блока питания лазера и закрепления кронштейна с пультом управления.
• с противоположной стороны от оператора размещается прямоугольный шкаф с двумя помехозащищенными секциями с раздельным доступом к секциям шкафа с двух боковых сторон благодаря наличию 2-х дверей открывающихся с обоих сторон шкафа. Габариты шкафа 400х560х790мм.
• пульт управления закрепляется на стойке с использованием  подвижного углового кронштейна с регулировкой по углу и расстоянию от оператора. Пульт содержит 19“ монитор, цветной монитор ТВ системы, полноразмерную клавиатуру и манипулятор типа «мышь», а также пульт и педаль оператора.

Эргономичное рабочее место оператора предусматривает работу сидя.

Система управления

Система управления лазерной машиной МЛК4-QCW включает электронные блоки, обеспечивающие работу различных узлов и составных частей, блок управления приводами (БУД), блок управления машиной (БКУ), компьютер с полноразмерной клавиатурой, а также пульт и педаль оператора. Система управления позволяет осуществлять работу последовательно в различных режимах: осуществлять «прихватку» в ручном режиме и последующую автоматическую сварку изделий.

Основные особенности лазерной машины МЛК4-QCW