ฟังก์ชันการตัดมุมเอียงของเครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีสำคัญในการบรรลุการตัดมุมเอียงที่มีความแม่นยำสูง-และประสิทธิภาพสูง-ในการประมวลผลท่อสมัยใหม่ หลักการทำงานของมันผสมผสานการควบคุมพลังงานเลเซอร์ ความแม่นยำในการเคลื่อนที่ทางกล และอัลกอริธึมอัจฉริยะ ทำให้สามารถตัดมุมเอียงด้วยมุมเฉพาะ (เช่น รูปตัว V, รูปตัว U- ฯลฯ ) บนพื้นผิวท่อเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดความแม่นยำของอินเทอร์เฟซของกระบวนการที่ตามมา เช่น การเชื่อมและการต่อประกบ ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียดจากหลักการสำคัญและลิงก์ทางเทคนิคที่สำคัญ:
1. การเน้นพลังงานของเลเซอร์ การระเหยลำแสงและวัสดุ
แกนหลักของการตัดเอียงในเครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์อยู่ที่การใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นสูง-พลังงาน-เป็น "เครื่องมือตัด" อุปกรณ์สร้างแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ (โดยปกติจะเป็นไฟเบอร์เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นประมาณ 1,064 นาโนเมตร) ผ่านเครื่องกำเนิดเลเซอร์ หลังจากถูกโฟกัสโดยระบบเส้นทางแสง (รวมถึงตัวสะท้อนแสง เลนส์โฟกัส ฯลฯ) จะก่อให้เกิดจุดแสงพลังงานสูง-โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก (โดยทั่วไปคือ 0.1-0.3 มม.) เมื่อจุดแสงฉายรังสีที่พื้นผิวท่อ พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนทันที ทำให้วัสดุบนพื้นผิวท่อได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงจุดหลอมเหลวหรือแม้แต่จุดเดือด ทำให้เกิดการหลอมเหลวหรือแปรสภาพเป็นแก๊สเฉพาะที่
ในการตัดเอียง ความหนาแน่นพลังงานของลำแสงเลเซอร์จะต้องปรับอย่างแม่นยำตามวัสดุท่อ (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียมอัลลอยด์ ฯลฯ) และมุมเอียง ตัวอย่างเช่น เมื่อตัดมุมเอียงขนาดใหญ่-บนท่อที่มีผนังหนา- จะต้องเพิ่มกำลังเลเซอร์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการระเหยวัสดุได้อย่างเพียงพอ ในขณะที่การตัดมุมเอียงเล็กๆ-บนท่อที่มีผนังบาง- ควรลดกำลังลงเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการไหม้ทะลุหรือการเสียรูปมากเกินไป ในขณะเดียวกัน ก๊าซเสริม (เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน) จะถูกนำมาใช้ในระหว่างกระบวนการตัด ออกซิเจนสามารถรองรับการเผาไหม้และเร่งการเกิดออกซิเดชันและการหลอมของวัสดุ ในขณะที่ไนโตรเจนถูกใช้เพื่อป้องกันการตัดจากการเกิดออกซิเดชัน เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวมุมเอียงที่ราบรื่น-ปราศจากเสี้ยน
2. การวางตำแหน่งและการยึดท่อที่แม่นยำ
เพื่อให้บรรลุการตัดเอียงที่แม่นยำ ก่อนอื่นต้องจับยึดท่ออย่างมั่นคงและจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำ เครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์มักจะติดตั้งหัวจับแบบนิวแมติกหรือไฮดรอลิกหลายชุด ซึ่งจะยึดท่อบนสถานีตัดโดยใช้อุปกรณ์จับยึดแบบปรับได้ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการสั่นหรือการเคลื่อนตัวระหว่างการตัด ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์จะตรวจจับเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว และตำแหน่งศูนย์กลางของท่อผ่านเซ็นเซอร์ (เช่น โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ ตัวเข้ารหัส) และป้อนข้อมูลกลับไปยังระบบควบคุม โดยให้พารามิเตอร์พื้นฐานสำหรับการวางแผนเส้นทางการตัดในภายหลัง
สำหรับการตัดมุมเอียงของท่อที่มีรูปทรงพิเศษ- (เช่น ท่อสี่เหลี่ยม ท่อสี่เหลี่ยม ท่อรูปไข่) ระบบการกำหนดตำแหน่งจะต้องระบุรูปร่างหน้าตัด-ของท่อด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าจุดเริ่มต้นของลำแสงเลเซอร์อยู่ในแนวเดียวกับพื้นผิวอ้างอิงของท่อ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดของมุมเอียงที่เกิดจากการเบี่ยงเบนของตำแหน่ง
3. การปรับมุมของหัวตัดและการควบคุมวิถี
ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างการตัดเอียงและการตัดแนวตั้งทั่วไปคือหัวตัดต้องมีฟังก์ชันการปรับมุม หัวตัดของเครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์มักจะติดตั้งอยู่บนแขนหุ่นยนต์เชื่อมต่อหลาย-แกนหรือโต๊ะทำงาน CNC ซึ่งช่วยให้สามารถแปลตามแกน X, Y และ Z ได้ เช่นเดียวกับการหมุนรอบแกน A- (มุมการหมุน) และแกน B- (มุมสวิง) ในระหว่างการตัดเอียง ระบบควบคุมจะขับเคลื่อนหัวตัดให้หมุนไปรอบแกนท่อหรือจุดตัดตามมุมเอียงที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น 30 องศา 45 องศา 60 องศา ฯลฯ) ทำให้ลำแสงเลเซอร์สร้างมุมเฉพาะกับพื้นผิวท่อ
ในขณะเดียวกัน ระบบ CNC จะคำนวณวิถีการตัดโดยอัตโนมัติตามเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาของผนัง และมุมเอียง ตัวอย่างเช่น เมื่อตัดมุมเอียงรูปตัว V- บนท่อทรงกลม หัวตัดจะต้องเคลื่อนที่ไปตามทิศทางตามแนวแกนของท่อในขณะเดียวกันก็ทำการเคลื่อนที่เป็นวงกลมไปรอบๆ ขอบท่อเพื่อให้แน่ใจว่ามุมเอียงยังคงสม่ำเสมอตลอดเส้นรอบวง สำหรับการตัดเฉียงที่ปลายท่อตรง การควบคุมวิถีจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวการตัดสร้างมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้ากับแกนท่อ โดยมีการตัดที่เรียบและไม่-เอียง
4. การทำงานร่วมกันของระบบควบคุมอัจฉริยะ
การตัดมุมเอียงในเครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการทำงานร่วมกันแบบไดนามิกของ "พลังงานเลเซอร์ - การเคลื่อนที่ทางกล - การตอบสนองของวัสดุ" ซึ่งได้รับการควบคุมอย่างเต็มที่โดยระบบควบคุมอัจฉริยะ ฐานข้อมูลการตัด-ในตัวของระบบจะจัดเก็บพารามิเตอร์เลเซอร์ (กำลัง ความถี่ ความกว้างของพัลส์) ความเร็วการเคลื่อนที่ แรงดันก๊าซเสริม และข้อมูลอื่นๆ ที่สอดคล้องกับท่อที่มีวัสดุและข้อกำหนดเฉพาะที่แตกต่างกัน ผู้ปฏิบัติงานเพียงแค่ต้องป้อนข้อมูล เช่น มุมเอียงและพารามิเตอร์ของท่อ จากนั้นระบบจะจับคู่พารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดโดยอัตโนมัติ
ในระหว่างการตัด เซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์-จะตรวจสอบอุณหภูมิของพื้นที่ตัด ตะกรันกระเด็น และเงื่อนไขอื่นๆ หากเกิดความผิดปกติ (เช่น การตัดวัสดุที่ไม่สมบูรณ์ การเบี่ยงเบนของมุมเอียง) ระบบจะปรับกำลังเลเซอร์หรือความเร็วในการเคลื่อนที่ทันทีเพื่อให้บรรลุการควบคุม-วงปิด ตัวอย่างเช่น เมื่อตรวจพบเสี้ยนบนพื้นผิวมุม ระบบจะเพิ่มกำลังเลเซอร์หรือลดความเร็วตัดโดยอัตโนมัติเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการตัด นอกจากนี้ อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์-บางตัวยังรองรับฟังก์ชันการจำลอง 3 มิติ ซึ่งสามารถจำลองกระบวนการตัดเอียงก่อนการตัดเพื่อ-ตรวจสอบความขัดแย้งของวิถีหรือข้อผิดพลาดของพารามิเตอร์ล่วงหน้า ซึ่งช่วยปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพของการตัดให้ดียิ่งขึ้น
5. ข้อดีและสถานการณ์การใช้งานของการตัดเอียง
ตามหลักการทำงานข้างต้น การตัดมุมเอียงด้วยเครื่องตัดท่อด้วยเลเซอร์มีข้อดีหลายประการ ประการแรก คุณสมบัติการโฟกัสสูงของลำแสงเลเซอร์ช่วยให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดของมุมเอียงสามารถควบคุมได้ภายใน ±0.5 องศา ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของการเชื่อมที่มีความแม่นยำสูง-สำหรับอินเทอร์เฟซ ประการที่สอง - การตัดแบบไม่สัมผัสจะหลีกเลี่ยงการเสียดสีระหว่างเครื่องมือกลกับท่อ ลดการเสียรูปของท่อและการสึกหรอของเครื่องมือ ประการที่สามประสิทธิภาพการตัดสูง สำหรับท่อสแตนเลสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. ความเร็วในการตัดเอียง 45 องศาสามารถเข้าถึง 1-2 เมตรต่อนาที ซึ่งสูงกว่าการตัดด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิมมาก
เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น ปิโตรเคมี การผลิตเครื่องจักร และโครงสร้างเหล็ก ตัวอย่างเช่น ในงานวิศวกรรมท่อ การตัดเอียงทำให้ส่วนต่อประสานของท่อสร้างมุมการเชื่อมที่แม่นยำ ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแรงในการเชื่อมและการปิดผนึกได้อย่างมาก ในการประมวลผลโครงรถยนต์ การตัดมุมเอียงของท่อรูปทรงพิเศษ-ทำให้สามารถต่อส่วนประกอบต่างๆ ได้อย่างราบรื่น ช่วยลดน้ำหนักโดยรวมในขณะเดียวกันก็รับประกันความเสถียรของโครงสร้าง
--เรย์เธอร์ เลเซอร์ แจ็ค ซัน--