قطعات یدکی دستگاه لیزر فایبر

قطعات یدکی دستگاه لیزر فایبر

دستگاه‌های لیزر فایبر به دلیل دقت بالا، سرعت زیاد و توانایی کار روی فلزات و برخی مواد دیگر، به یکی از پرکاربردترین ابزارها در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند. این دستگاه‌ها در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، تبلیغات، تجهیزات پزشکی و بسیاری حوزه‌های دیگر استفاده می‌شوند. برای حفظ عملکرد بهینه و جلوگیری از توقف‌های ناگهانی، شناخت و تأمین قطعات یدکی دستگاه لیزر فایبر اهمیت ویژه‌ای دارد. قطعات یدکی این دستگاه‌ها شامل بخش‌های اپتیکی، الکترونیکی، مکانیکی و نرم‌افزاری هستند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد کلی دستگاه ایفا می‌کنند.

🔹 منبع لیزر (Laser Source)

منبع لیزر یا سورس فایبر مهم‌ترین بخش دستگاه است که پرتو لیزر را تولید می‌کند.
برندهای معتبر مانند IPG، Raycus، Max Photonics و JPT از رایج‌ترین منابع لیزر در بازار هستند.
توان خروجی سورس‌ها از 20 وات تا چندین کیلووات متغیر است.
خرابی یا افت توان سورس می‌تواند کل فرآیند تولید را مختل کند.
قطعات یدکی مرتبط با سورس شامل ماژول‌های داخلی، کابل‌های فیبر نوری و کانکتورها هستند.

🔹 هد لیزر (Laser Head)

هد لیزر بخشی است که پرتو لیزر را روی سطح کار متمرکز می‌کند.
هدها معمولاً از برندهایی مانند Raytools، Precitec و WSX هستند.
اجزای داخلی هد شامل لنزهای فوکوس، آینه‌ها، نازل و سنسور فاصله است.
نازل‌ها در اندازه‌های مختلف (1.0، 1.5، 2.0 میلی‌متر و بیشتر) عرضه می‌شوند و بسته به نوع برش یا حکاکی انتخاب می‌شوند.
خرابی لنز یا آینه باعث کاهش کیفیت برش و حکاکی می‌شود.

🔹 لنزهای فوکوس (Focusing Lenses)

لنزها وظیفه متمرکز کردن پرتو لیزر روی سطح کار را دارند.
جنس لنزها معمولاً از ZnSe یا مواد اپتیکی خاص است.
لنزها در فاصله‌های کانونی مختلف (100، 125، 150 میلی‌متر) تولید می‌شوند.
آلودگی یا خط و خش روی لنز باعث کاهش توان لیزر و کیفیت خروجی می‌شود.
لنزها جزو قطعات مصرفی محسوب می‌شوند و باید به‌طور دوره‌ای تعویض شوند.

🔹 آینه‌ها (Mirrors)

در برخی هدهای لیزر فایبر از آینه‌ها برای تغییر مسیر پرتو استفاده می‌شود.
آینه‌ها باید دارای پوشش ضدبازتاب باشند تا بیشترین بازدهی را داشته باشند.
آلودگی یا آسیب به آینه‌ها می‌تواند باعث افت توان و تغییر مسیر پرتو شود.

🔹 نازل (Nozzle)

نازل در انتهای هد لیزر قرار دارد و پرتو لیزر را همراه با جریان گاز کمکی (اکسیژن، نیتروژن یا هوا) به سطح کار هدایت می‌کند.
نازل‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند.
انتخاب نازل مناسب به جنس و ضخامت متریال بستگی دارد.
نازل‌های مسی یا برنجی با پوشش نیکل از رایج‌ترین انواع هستند.

🔹 کابل فیبر نوری (Fiber Optic Cable)

کابل فیبر نوری وظیفه انتقال پرتو لیزر از سورس به هد را دارد.
این کابل‌ها بسیار حساس هستند و در صورت خم شدن بیش از حد یا ضربه آسیب می‌بینند.
طول کابل‌ها معمولاً بین 10 تا 20 متر است.
خرابی کابل باعث افت توان یا قطع کامل پرتو می‌شود.

🔹 کولیماتور (Collimator)

کولیماتور پرتو لیزر خروجی از فیبر را همگرا کرده و به لنز فوکوس هدایت می‌کند.
این قطعه نقش مهمی در کیفیت پرتو و دقت برش دارد.
خرابی کولیماتور باعث پخش شدن پرتو و کاهش کیفیت خروجی می‌شود.

🔹 سیستم خنک‌کننده (Chiller)

دستگاه‌های لیزر فایبر با توان بالا نیاز به سیستم خنک‌کننده دارند.
چیلرها دمای سورس و هد را در محدوده مناسب نگه می‌دارند.
قطعات یدکی چیلر شامل پمپ آب، سنسور دما، فیلترها و برد کنترل هستند.

🔹 برد کنترل (Controller Board)

برد کنترل مغز دستگاه لیزر فایبر محسوب می‌شود.
این برد دستورات نرم‌افزاری را به سیگنال‌های حرکتی و کنترلی تبدیل می‌کند.
برندهای رایج شامل CypCut، Friendess و Beckhoff هستند.
خرابی برد کنترل باعث توقف کامل دستگاه می‌شود.

🔹 موتورهای سروو و استپر (Servo & Stepper Motors)

موتورهای سروو برای حرکت دقیق محورهای X، Y و Z استفاده می‌شوند.
برندهایی مانند Yaskawa، Panasonic و Delta در این زمینه شناخته‌شده‌اند.
خرابی موتور یا درایور آن باعث افت دقت و کیفیت برش می‌شود.

🔹 گیربکس و ریل‌ها (Gearbox & Linear Guides)

گیربکس‌ها وظیفه انتقال نیرو از موتور به محور را دارند.
ریل‌ها و واگن‌ها حرکت نرم و دقیق هد را تضمین می‌کنند.
برندهای HIWIN و PMI از رایج‌ترین تولیدکنندگان ریل و واگن هستند.

نقش محور در دستگاه های برش و حکاکی لیزر: محورهای X، Y و Z

دستگاه‌های برش و حکاکی لیزری یکی از ابزارهای پیشرفته‌ای هستند که در صنایع مختلف مانند پوشاک، تبلیغات، صنایع دستی و مهندسی کاربرد گسترده‌ای دارند. این دستگاه‌ها با استفاده از پرتو لیزر، امکان برش و حکاکی دقیق روی مواد مختلفی مانند چوب، فلز، پلاستیک و پارچه را فراهم می‌کنند. یکی از جنبه‌های مهم در عملکرد این دستگاه‌ها، سیستم حرکتی مبتنی بر محورها است که شامل محورهای X، Y و Z می‌شود. در این مقاله به بررسی نقش هر محور، مکانیزم کار آن‌ها و تفاوت دستگاه‌های دو و سه‌محوره می‌پردازیم.

محور X: حرکت افقی

محور X مسئول حرکت افقی پرتو لیزر یا هد دستگاه است. این محور معمولاً به صورت خطی و بر روی ریل‌های مکانیکی یا تسمه‌ای حرکت می‌کند. مکانیزم حرکت در محور X به کمک موتورها و سیستم‌های کنترل الکترونیکی صورت می‌گیرد. وظیفه این محور، جابجایی لیزر در جهت چپ و راست است تا الگوهای موردنظر روی سطح کار ایجاد شوند.

ویژگی‌ها:

• حرکت افقی دقیق و کنترل‌شده
• استفاده از موتورهای خطی یا سروو برای دقت بالا
• کاربرد در ایجاد خطوط یا الگوهای طولی

محور Y: حرکت عمودی

محور Y حرکت عمودی یا طولی را فراهم می‌کند. این محور معمولاً مسئول حرکت میز کار یا هد دستگاه در جهت جلو و عقب است. مشابه محور X، محور Y نیز از ریل‌ها و سیستم‌های حرکتی مکانیکی برای انتقال نیرو استفاده می‌کند. هماهنگی بین محورهای X و Y امکان ایجاد الگوهای دوبعدی پیچیده را فراهم می‌کند.

ویژگی‌ها:

• امکان جابجایی میز کار برای مواد سنگین‌تر
• کنترل دقیق در جهت طولی
• استفاده در دستگاه‌های حکاکی دوبعدی برای طرح‌های پیچیده

محور Z: تنظیم ارتفاع

محور Z وظیفه تنظیم ارتفاع لیزر یا میز کار نسبت به سطح ماده را بر عهده دارد. این محور اهمیت زیادی در ایجاد حکاکی‌های با عمق متغیر یا برش‌های تمیز و دقیق دارد. محور Z می‌تواند هد لیزر را بالا یا پایین ببرد تا فاصله کانونی لیزر با ماده بهینه شود.

ویژگی‌ها:

• تنظیم فوکوس لیزر برای مواد با ضخامت مختلف
• امکان حکاکی سه‌بعدی با کنترل عمق
• سازگاری با مواد با سطوح غیرصاف

تفاوت دستگاه‌های دو و سه‌محوره

دستگاه‌های دو‌محوره معمولاً از محورهای X و Y استفاده می‌کنند و برای کاربردهایی که تنها به الگوهای دوبعدی نیاز دارند، مناسب هستند. این دستگاه‌ها در صنایعی که حکاکی‌های ساده یا برش‌های دوبعدی انجام می‌شود، به کار می‌روند.

در مقابل، دستگاه‌های سه‌محوره علاوه بر محورهای X و Y، محور Z را نیز در بر می‌گیرند. این دستگاه‌ها امکان تنظیم ارتفاع و حکاکی سه‌بعدی را فراهم می‌کنند و در صنایع پیشرفته‌تری که به حکاکی‌های پیچیده‌تر نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقایسه:

• دو‌محوره: ساده‌تر، ارزان‌تر، مناسب برای کارهای دوبعدی
• سه‌محوره: پیشرفته‌تر، دقت بالا در تنظیم ارتفاع، مناسب برای حکاکی سه‌بعدی و برش مواد ضخیم

مکانیزم کار محورها

حرکت محورها معمولاً به کمک موتورهای خطی، استپر موتور یا سروو موتور صورت می‌گیرد. سیستم کنترل دستگاه از طریق نرم‌افزارهای طراحی مانند CorelDRAW یا AutoCAD، الگوهای موردنظر را به دستورات حرکتی تبدیل می‌کند. سپس این دستورات به موتورها ارسال شده و محورها در جهت مشخص حرکت می‌کنند.

برای مثال:

• محور X و Y: با هماهنگی دقیق، مسیر دوبعدی طرح را دنبال می‌کنند.
• محور Z: بر اساس ضخامت یا عمق موردنظر، ارتفاع لیزر را تنظیم می‌کند.

سیستم‌های حسگر و کنترلرهای پیشرفته به کاهش خطا و افزایش دقت کمک می‌کنند.

نقش هر محور در کاربردهای عملی

1. محور X و Y: ایجاد الگوهای دقیق دوبعدی، مانند برش پارچه یا حکاکی روی چوب.
2. محور Z: برش مواد با ضخامت متغیر، ایجاد حکاکی‌های سه‌بعدی و تنظیم فوکوس لیزر.

🔹 سیستم گاز کمکی (Assist Gas System)

شامل شیرهای برقی، رگولاتورها، شیلنگ‌ها و اتصالات است.
گاز کمکی نقش مهمی در کیفیت برش و جلوگیری از اکسیداسیون دارد.
خرابی هر بخش از این سیستم باعث افت کیفیت برش می‌شود.

🔹 سنسورها (Sensors)

سنسورهای فاصله در هد لیزر وظیفه حفظ فاصله ثابت بین نازل و سطح کار را دارند.
سنسورهای فشار و دما در سیستم گاز و خنک‌کننده استفاده می‌شوند.
خرابی سنسورها باعث خطا در عملکرد دستگاه می‌شود.

🔹 نرم‌افزار و درایورها

نرم‌افزارهای طراحی و کنترل مانند CypCut، LaserCut و AutoCAD برای ارسال فایل به دستگاه استفاده می‌شوند.
درایورها وظیفه ارتباط بین کامپیوتر و برد کنترل را دارند.
به‌روزرسانی نرم‌افزار و درایورها برای عملکرد پایدار ضروری است.

🔹 قطعات مصرفی

لنزها، نازل‌ها، آینه‌ها و فیلترها جزو قطعات مصرفی هستند.
این قطعات پس از مدتی استفاده نیاز به تعویض دارند.
نگهداری صحیح می‌تواند عمر این قطعات را افزایش دهد.

🔹 اهمیت نگهداری و تعویض قطعات

سرویس منظم دستگاه باعث افزایش عمر قطعات می‌شود.
تمیز کردن لنزها و نازل‌ها با محلول‌های مخصوص ضروری است.
بررسی دوره‌ای کابل‌ها و ریل‌ها مانع از افت کیفیت برش می‌شود.
استفاده از قطعات یدکی اصلی و باکیفیت از خرابی‌های مکرر جلوگیری می‌کند.