Những ứng dụng đa dạng của cụng nghệ laser trong gia cụng kim loại tấm trờn quan điểm tự động hoỏ đó hỡnh thành một số nguyờn lớ hệ thống và thiết bị. Cỏc hệ thống laser 2D được sử dụng chủ yếu cho cỏc tấm phẳng và 3D cho cỏc thành phần hỡnh học 3 chiều và đú là cơ sở để hỡnh thành cơ sở thiết kế thiết bị laser. Hỡnh 3.4
thể hiện cấu hỡnh một một số kiểu thiết bị đang cú trờn thị trường của cỏc Hóng sản xuất nổi tiếng trờn thế giới . Cần lưu ý rằng đối với nhiệt luyện bằng tia laser, thực hiện nhiệt luyện 3D tương đối khú do độ cứng vững của đường dẫn tia và điều chỉnh khoảng cỏch. Đú là lớ do mà hầu như cỏc mỏy laser hiện hành là 2D. Cỏc mỏy
Kiểu 1 Kiểu 2 Kiểu 3 Kiểu 4 Kiểu 5
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
57
3D được thực hiện bởi cỏc hóng lớn. Trong điều kiện đú, đầu nhiệt luyện phải thực hiện cỏc trục điều khiển cũn lại, với những đặc điểm thể hiện như sau:
Kiểu 1: Mỏy Laser 2D với hệ thống quang học (cựng đầu nhiệt luyện) thực hiện cỏc chuyển động gia cụng , bàn mỏy phẳng.
Đầu nhiệt luyện di động Hệ thống quang học 3D
Kiểu 2: Mỏy Laser 2D với hệ thống quang học tĩnh. Bàn mỏy thực hiện dịch chuyển theo 2 phương.
Đầu nhiệt luyện tĩnh
Hệ thống quang học 3 chiều
Kiểu 3: Mỏy Laser 3D gia cụng với dầm chỡa. Đầu nhiệt luyện di động
Hệ thống quang 5 trục.
Kiểu 4: Mỏy Laser 3D gia cụng với trục quay trờn thõn đầu nhiệt luyện. Phụi cú thể cựng di động theo 1 chiều.
Đầu nhiệt luyện di động
Hệ thống gương quang: 5 trục
Kiểu 5: Mỏy Laser 3D gia cụng với cổng di động.
Hệ quang học di động. Phụi cú thể cựng di động theo 1 chiều. Đầu nhiệt luyện di động
Hệ thống gương quang: 4 trục
Như vậy, trong mỏy laser CNC, ngoài 3 trục chớnh X,Y,Z, khả năng gia cụng thờm cỏc trục khỏc của thiết bị phụ thuộc vào kết cấu của đầu nhiệt luyện laser. Trờn thị trường cũn cú mỏy laser 5 trục ( hinh 3.4 kiểu 5)Nguyờn lớ thiết bị với hệ thống đầu nhiệt luyện cố định cú ưu điểm là đường đi laser khụng di động sẽ đảm bảo đặc tớnh của tia ổn định, tuy nhiờn phụi chuyển động lại cú những bất lợi nhất định. Giải phỏp phụi chuyển động (bàn chuyển động ) chỉ thực tế cho những chi tiết đến một trọng lượng nào đú vỡ thiết bị khụng thể định vị một trọn lượng bất kỳ nhanh và chớnh xỏc. Giải phỏp hệ thống đầu nhiệt luyện di động (bay) cú lợi thế là
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
58
cú thể nhiệt luyện chi tiết nặng (to) bự lại chất lượng tia cú thể bị ảnh hưởng vỡ sự di chuyển đầu tạo nờn sự rung động nhất định. Một giải phỏp trung gian, đầu nhiệt và bàn mỏy chia nhau thực hiện chuyển động 3D. Đối với gia cụng tấm phẳng, hệ thống thiết bị 2 chiều đó cú thể đỏp ứng khả năng nhiệt luyện rất tốt vỡ khả năng điều khiển hỡnh học trong khụng gian 2D của CNC. Những thiết bị nhiệt luyện laser 2D thường cú khả năng gia cụng chi tiết lớn. Trờn thị trường đó cú loại cú thể gia cụng chi tiết đến 6000 x2000mm
Hệ thống 3D được sử dụng để gia cụng chi tiết 3 chiều. Cũng như ở hệ thống 2D, đầu laser được định vị vuụng gúc với bề mặt phụi. Trường hợp phụi tĩnh, đầu nhiệt luyện cú thể thực hiện đến 5 trục .
Hỡnh 3.5: Hỡnh ảnh cắt laser 3D