Станки для лазерной гравировки

Станки для лазерной гравировки. Нанесением рельефных изображений на поверхности различных металлов, гравировкой, люди занимались с тех пор, как научились создавать из них различные изделия.

Это были украшения рыцарских доспехов, оружия, средства идентификации различных изделий и т.п. Все операции, по созданию этих изображений, проводились вручную и, в основном, механическими средствами.

По мере развития индустриализации всех отраслей, появилась необходимость в массовой маркировке изделий из различных материалов, гравирования знаков на их поверхности станочным способом.

Эти способы предполагают снятие определённого слоя материала с его поверхности с помощью режущего инструмента, что обеспечивает неплохую производительность и достаточную точность этих станков, но, с появлением лазерного метода обработки материалов, эти способы уже не могут соревноваться с ним, по параметрам производительности и точности.

В настоящее время, для целей маркирования изделий, массово производятся станки для лазерной гравировки (СЛГ), которые уже заняли достойное место в авиастроении, обороной отрасли, в атомном машиностроении, при создании электронных компонентов, в автомобилестроении, в промышленности различных отраслей при создании деталей общего назначения, в приборостроении, при создании сувенирных изделий и ювелирной продукции.

Лазерной гравировке подвергаются: медицинский инструмент, бирки на товары и наклейки, осуществляются цветная маркировка, микроперфорация и структурирование поверхности.

Станки для лазерной гравировки свойства

Способ, осуществляемый СЛГ, отличается существенными положительными качествами от других способов создания гравировки:

• широкий диапазон материалов для гравировки: любые металлы и сплавы, металлы с покрытием, твёрдые сплавы, различные пластики, различные резины, окрашенные поверхности;
• высокая скорость гравирования (до 700мм/с);
• высокое качество полученного рисунка, обусловленное тонкостью лазерного луча и высокой точностью его позиционирования;
• срок службы лазерной гравировки не имеет ограничений;
• управление работой станка осуществляется компьютером;
• нет необходимости в фиксации обрабатываемого изделия;
• высокое качество кромок и стенок углубления рисунка;
• лазерный луч не оказывает воздействие на структуру обрабатываемого материала;
• минимальное количество единиц инструмента при наладке;
• отсутствие шума при работе станка.

Устройство станки для лазерной гравировки (рис.1)

В промышленности применяются различные модификации СЛГ: настольные, с закрытой кабиной, мобильные, для маркировки органических материалов и, наиболее распространённые, стационарные.

Один из них, который показан на рис.1, включает в себя следующие основные узлы:

• блок лазерного излучателя (поз.1);
• сканаторную головку с объективом (поз.2);
• блок перемещения сканаторной головки с объективом (поз.3);
• трёх координатный стол (поз.4);
• корпус станка(поз.5);
• блок управления (поз.6).
• блок лазерного излучателя.

Представляет собой импульсный иттербиевый волоконный лазер с мощностю излучения до 100Вт, с большим сроком бесперебойной работы. Он заключён в перемещаемый по направляющим корпус, с подводом питания от гибкого кабеля и является основным рабочим органом СЛГ.

Санаторная головка с объективом

Представляет собой моноблок, включающий два гальванооптических сканатора, цифро-аналоговый перобразователь и блок электроники. Сканаторы жёстко зафиксированы на корпусе мноблока, который закреплён на корпусе блока лазерного излучателя.

Блок перемещения лазерной головки

Представляет собой каретку, с закреплённым на ней блоками лазерного излучателя и сканатора, которая перемещается по направляющим и может фиксироваться в любом положении над координатным столом.

Трёх координатный стол

Представляет собой устройство, рабочий стол которого, имеет возможность перемещаться по направляющим в вертикальной плоскости, а по горизонтали, по осям X и Y, в автоматическом и ручном режиме.

Корпус станка

Представляет собой металлоконструкцию открытого типа, на которой закреплены все рабочие узлы СЛГ и снабжённую направляющими, по которым перемещается рабочий стол. Корпус установлен на твёрдом основании с винтовым регулированием опор.

Блок управления

Представляет собой устройство управления рабочими блоками СЛГ, оно заключено в корпус с выведенными на лицевую панель рукоятками.

Работа СЛГ

Из описания работы всех блоков СЛГ, наибольший интерес представляет описание работы сканатора, который, совместно с лазерным излучателем, является основным рабочим органом СЛГ.

При нанесении лазерной маркировки, лазерный луч, образующий в фокусе пятно размером 50 мкм (0,05мм), должен несколько десятков раз переместиться по заготовке в квадрате размером в 1мм, и т.к. лазерная головка, из-за своей массы, имеет большую инерцию, скорость её перемещения будет не высокой, кроме того, для большей чёткости изображения, нужна пауза в работе лазера.

Всё это значительно снижает производительность и появилась необходимость в создании устройства, лишённого этих недостатков.

Был создан прибор, который называется сканатор, Рис.2. Это устройство для отклонения луча по осям X и Y, с помощью двух лёгких поворотных зеркал.

Луч лазера, попадая на одно из зеркал, отражается от него на второе зеркало под необходимым углом, которое, в свою очередь, также под нужным углом, отражает его на фокусирующую линзу, причём одно зеркало перемещает луч по оси Х, а второе, по оси Y. Т.к. у малых зеркал крайне низкая инерция перемещения, она позволяет добиться высокой скорости перемещения луча по рабочей поверхности. Эта скорость может достигать 1000 мм/с.

После прохождения сканатора, лазерный луч попадает в фокусирующую линзу, и в её фокусе, на поверхности детали, образует зону воздействия на материал заготовки.

Эти устройства, установленные на СЛГ, позволяют увеличить поле обработки, обеспечивают жёсткость конструкции, снабжены соответствующим программным обеспечением, что создаёт удобство и простоту эксплуатации, и, что самое главное, высокое качество маркировки.

Одним из основных отечественных изготовителей СЛГ является компания « Санаторные системы», единственной в РФ изготовитель гальванометрических сканаторов.