Лазерный мир

Сердюков Е.Д. // Вестник науки . 2024. Т. 4. № 5 (74). С. 1658-1661.

Аннотация: в работе представлено исследование погрешностей при резке на лазерном станке с ЧПУ. Представлен анализ колебаний в станке и отдельных его частях, при помощи вибродиагностики были найдены частоты, передающиеся на исполнительны орган станка.

Технологии лазерной резки и раскроя разнообразных материалов все шире применяются в различных отраслях промышленности. Повышаются требования к производительности и точности станков, реализующих эти технологии. Однако, при повышении скоростей подачи возникает волнистая поверхность, особенно при изменении направления движения лазерной головы по осям Х и У. На рис. 1 представлены примеры образования волнистости при резке фанеры (а) и стального квадрата размером 5х5 мм (б).

Резка квадрата производилась на станке с ЧПУ Optimum Tube с подачей 1400 мм/мин и ускорением 0.98 мм/с2 (0.1g). При заданном ускорении установившееся значение подачи будет после прохождения пути 0,56 мм. С помощью микроскопа NORGAU NVM-3020 был измерен период волны на поверхности детали от точки установившегося движения, который составил 1,78 мм по координате Х и 2,68 мм по координате У. При подаче 1400 мм/мин (23,3 мм/с) частота волны на гранях квадрата составляет 13,1 Гц по оси Х и 8,7 Гц по оси У.

Предположения, что на волнистость оказывают влияние привода перемещения по координатам не подтвердились, поскольку записи вибраций при движении головки не имели спектральных составляющих с полученными частотами и основные вибрации от приводов были значительно выше частот волнистости поверхности.

Предположения о колебаниях лазерной головки на собственных частотах упругой системы проверялись по методике [1] следующим образом. Датчики вибраций (акселерометры) крепились на корпусе головки в направлении осей Х и У. Динамометрическим молотком наносились удары по корпусу головки отдельно по тем же осям. Сигналы с динамометрического молотка и датчиков вибраций регистрировались, оцифровывались и обрабатывалисть с помощью программ, разработанным в МГТУ «Станкин» [2]. Результатом были амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) упругой системы станка по упомянутым осям

Возможно причиной волнистости по оси Х являются качательные колебания лазерной головки. Проверка этого предположения требует более тщательного исследования, а именно определения форм колебаний каретки с лазерным модулем.