Лазерные станки с ЧПУ можно встретить на любом более-менее крупном производстве. Это объясняется большим количеством преимуществ лазерных технологий перед любыми другими методами резки материалов. Высокоточное оборудование с большой скоростью может резать практически любое сырье, обеспечивая гладкую, без сколов, кромку, которая не нуждается в дополнительной обработке. Толщина реза при этом очень мала, поэтому заготовки на листе можно размещать практически вплотную друг к другу, экономя материал и делая производство безотходным. Еще одним плюсом станков такого типа является бесконтактная резка и полное отсутствие термического или иного воздействия на поверхность.

Как работает лазерный станок с ЧПУ

Режущим элементом станка является лазерный луч. Через систему отражающих зеркал он доходит до фокусировочной линзы, размещенной в подвижной головке, которая перемещается над рабочим столом. Линза направляет пучок на поверхность материала, формируя на заготовке пятно нужного размера. Диаметр луча при этом остается стабильный, так как толщина линзы и фокусное расстояние остаются неизменными при условии, что поверхность материала идеально ровная.

Зачем нужен автофокус?

Правильно подобранное фокусное расстояние – это залог качественной резки материала. При работе с разными по толщине материалами интервал между линзой и поверхностью каждый раз приходится замерять и настраивать вручную. Для этого под рабочий материал подкладываются деревянные или металлические листы. В противном случае лазерное пятно будет размытым, что неизбежно повлечет за собой брак при резке. Для автоматической подстройки линзы под разную высоту стола на лазерную головку устанавливают съемный датчик автофокуса.

На первых двух изображениях лазерный поток сфокусирован за пределами рабочей поверхности. На третьем рисунке подобрано наилучшее расстояние между линзой и столом.

Принцип работы автофокуса в лазерных станках

Датчик автофокуса  представляет собой сенсор или электронный щуп, который замеряет расстояние до рабочего поверхности. Плоскость стола поднимается по оси Z до тех пор, пока датчик не определит оптимальное расстояние до фокусирующей линзы. Установленные координаты заносятся в память блока управления оборудованием. В дальнейшем для каждого материала с конкретной толщиной выбирается соответствующий параметр фокусировки, и рабочий стол автоматически подстраивается по высоте.

Виды датчиков автофокуса

В зависимости от технологии определения фокусного расстояния автофокус может быть:

• электронно-механический – представляет собой выдвижной упор, который крепится на режущую головку. Электронный индикатор отображает интервал между линзой и столом.

Съемный электронный датчик автофокуса можно убрать с режущей головки сразу после измерения фокусного расстояния

• световой – в этом случае сенсорные датчики установлены не на головке, а в боковых панелях корпуса. Материал раскладывают на рабочем поле, после чего запускают процесс подъема стола. Точка фокусировки определяется при достижении поверхности материала световых сенсоров.

Датчики светового барьера в оборудовании для лазерной резки с ЧПУ

• ультразвуковой – сонар встроен прямо в головку. Для автофокусировки программе указываются параметры линзы, после чего сенсор сканирует расстояние до поверхности и высчитывает, до какого уровня требуется поднять рабочую плоскость.

Ультразвуковой автофокус является наиболее передовой технологией по настройке фокусного расстояния в лазерных станках

Наличие системы автофокусировки на лазерном станке позволяет пропустить этап ручной подгонки уровня стола до фокусной плоскости, что значительно ускоряет рабочий процесс и исключает ошибку оператора при выборе наилучшего параметра фокусировки.