Станки дома Блок розжига лазерной трубки
Можете вернуться к прошлому рисунку — этот блок подписан. Достаточно массивный черный короб. Еще один важный элемент лазерного станка. Для того, чтобы трубка работала, этот блок поднимает напряжение на своих выводах до напряжения более 20 кВ и поднимает его до тех пор, пока в трубке не начнется разряд.
Будем считать, что трубка исправна и разряд начался — теперь блок высокого напряжения включает стабилизатор тока для поддержания необходимого тока вне зависимости от нагрузки в цепи. Напряжение, как правило, при этом уменьшается.
Вытяжка в металлорезах
При резке металла выделяется ОГРОМНОЕ количество дыма, вредных газов, а также в воздухе образуется мелкодисперсный металл. Поэтому без вытяжки работать в принципе нельзя!
Вытяжка в лазерных станках по металлу бывает двух типов:
- Обдув дыма со всей площади станка. Такая вытяжка удаляет дым со всей площади станка одновременно.
- Зональное распределение вытяжки. Оно достигается при помощи пневмозаслонок с зональным распределением.
Таким образом, заслонка работает только в той зоне, где происходит резка, туда приходится вся мощность вытяжки.
В лазерных станках по металлу WATTSAN зональное распределение вытяжки, это обеспечивает увеличение эффективности вытяжки в 3 раза при той же мощности, что в итоге экономит электричество, уменьшает шум.
Драйвера шаговых двигателей для лазерных станков
Не мчитесь приобретать сразу самые дорогие драйвера. У драйверов три основных параметра: ток, минимальная длина периода для сигнала тактирования STEP, и максимальный микрошаг. Если есть вопросы — лучше спросите НА ФОРУМЕ
Для маленьких лазерных станков серии HOBBY и OPTIMA мы даже сделали специальную плату расширения.
С помощью этой платы мы можем установить вместо стандартных драйверов — драйвера помощнее, или наоборот — драйвера, которые заставят работать двигатели абсолютно бесшумно. Эта идея пришла мне в голову после того, как я собирал очередной станок и мне потребовались драйвера, но в запасах все закончилось.
Купил в одном Питерском магазине недешевые шаговые двигатели и поставил на станок — вроде все работает, погонял на высоких скоростях и все — пропуск шагов сразу. Долго думал в чем проблема, пока не догадался разобрать. Оказывается вместо фирменной микрухи, там стоял какой-то китайский новодел.
Пришлось с нашего офисного станка снять драйвера для того, чтобы человеку не задержать поставку, правда, теперь у человека стоят супер мощные драйвера на 5 Ампер, хотя в реальности нужно 0.5 Ампер и 1 Ампер. Мы станки все подписываем, так как люди так гораздо быстрее осваиваются. Драйвера на данном станке установлены справа.
Ну а я сделал тем временем для нашего штатного станка такое временное решение:
Взял с наших 3Д принтаков драйвера и настроил под них Руиду, все подпаял, ну и до прихода новых драйверов все пока так и будет в таком состоянии. Главное все работает и на больших скоростях. Гравировка со скоростью 500 мм/с без проблем.
В общем, задача драйверов шаговых двигателей — обеспечить правильный ток на обмотках и не тормозить при приеме управляющих сигналов с микроконтроллера, для того, чтобы двигатели быстро и точно обеспечивали перемещение сопла лазера над рабочим полем.
Каталог шаговых двигателей с ценами для чпу станков
Косозубая рейка в металлорезе
Косозубая рейка — идет вдоль станка параллельно направляющим и участвуют в движении портала.
Серводвигатель через редуктор приводит в действие шестерню, которая цепляясь зубьями за косозубую рейку, приводит в движение портал, скользящий по рельсовым направляющим.
Качество самой рейки и ее монтажа очень важно для её долговечной службы и точности станка.
На наших станках стоят высококачественные рейки Lean В2, они монтируются роботом, подбираются с умом, предназначены для того чтобы справляться с экстремальными нагрузками на скоростях до 80 — 210 м /мин.
Косозубые рейки монтируются на станок роботом, что минимизирует их погрешности.
На наших станках стоит рейка с зубом B2 – это глубина и форма зуба, они рассчитаны так, чтобы выдерживать нагрузки на требуемых скоростях. При выборе металлореза необходимо обязательно учитывать этот фактор.
Лазерная трубка
О, это самое интересное место. Здесь для многих начинается что-то загодочное и непонятное. Давайте начнем с простого: что такое лазерная трубка?
Начнем с самого простого определения. Лазерная трубка — это стеклянная колба, которая имеет 3 внутренние полости. По средней из полостей течет вода или другая охлаждающая жидкость. А вот в других двух полостях находится смесь газов. Что же за смесь газов такая?
Она состоит из:
- CO2 (углекислый газ) — газ, благодаря которому и происходит выделение энергии в виде фотонов. В совокупности и дающие лазерное излучение.
- N2 (Азот) — является хорошим резонатором. Большую часть поглащаемой энергии он переводит в колебания, заставляя частицы CO2 сталкиваться между собой.
- He (Гелий) — он увеличивает скорость испускания фотонов. Но у Гелия также высокая теплопроводность, благодаря чему удается поддерживать низкую температуру CO2. А низкая температура CO2 позволяет создать высокую заселенность низких энергетических уровней. Благодаря этому CO2 может испустить больше новых фотонов. Ну и низкая температура CO2 замедляет скорость его деградации. Но атомы Гелия очень маленькие и они просачиваются даже через стекло, из которого сделана лазерная трубка. Поэтому старая трубка (более 2-х лет), которой даже ни разу не пользовались будет иметь низкую мощность излучения, а также очень быстро придет в негодность из-за деградации CO2.
Фотон излучается в следующих случаях:
- Заряженная частица CO2 сталкивается с фотоном или нейтральным атомом.
- Столкновение атомов N2 с атомами CO2
- Воздействие внешнего электромагнитного поля
Для того, чтобы создать положительную обратную связь в трубке есть оптический резонатор.
Резонатор состоит из стеклянной колбы (отмечена рыжим) и двух зеркал. У одного коэффициент отражения 100% (на практике 98%), у другого — 50%.
В оптическом резонаторе происходит интерференция волн. Волна, идущая вблизи оси резонатора усиливается, происходит отражение от зеркал. Причем при каждом таком отражении волна только частично проходит через зеркало с коэффициентом отражение 50%. Собственно первые 50% подаются непосредственно для резки материала, а вторая половина отражается и остается в резонаторе.
Можно где-нибудь заправить лазерную трубку газом co2?
Отвечаю на любимый вопрос покупателей: а можно где-нибудь заправить лазерную трубку газом CO2? В теории да, можно, но не чистым CO2.
1 часть- Азот
1 часть- CO2
8 частей — Гелий
Пропорции не точные, и давление газа нужно тоже подбирать. Кстати, иногда в лазерных трубках умирают зеркала и в таком случае перезаправка не поможет.
Направляющие на лазерном станке по металлу
По линейным направляющим передвигается портал с лазерной головкой на высокой скорости. Поэтому очень важно, чтобы рельсы по которым передвигается портальная машина, были максимально точные, имели минимальное трение и были очень крепкие, так как ежедневно но ним портал совершает тысячи перемещений.
Производственная марка Hiwin сегодня во многих странах мира это синоним высококачественных рельсовых направляющих. На наших металлорезчиках стоят именно Hiwin потому что:
- это зарекомендовавший себя бренд и они всегда и везде есть в наличии,
- плавный ход,
- высокая точность,
- большая грузоподъемность,
- низкий коэффициент трения,
- высокий класс надежности,
- сравнимо небольшая стоимость.
Охлаждение лазерной трубки
Тут я бы сделал разделение на три типа:
- Чиллер CW3000 — достаточно бесполезный вариант. Суть его работы заключается в следующем. CW3000 — это емкость примерно на 9 литров с радиатором, помпой и вентилятором. Все. Как вы понимаете трубка достаточно быстро прогревает 9 литров и радиатор с вентилятором не справляются с охлаждением, так как станки устанавливаются в отапливаемых помещениях.
- Помпа — не смотря на то, что этот вариант дешевле, но он оказывается эффективнее. Главное использовать большую емкость — от 35 литров. При такой емкости трубка никак не успевает нагреть воду. Главное, чтобы в помещении было не слишком жарко. Как правило, в большинстве пром. помещений и домах температура в районе 22 градусов это в пределах нормы.
Но бывает люди покупают станок себе домой, а место есть только рядом с батареей. Это очень плохой вариант, но в данном случае можно замораживать бутылки с соленой водой в морозилке и на время резки класть их в емкость. - Чиллеры CW5000, CW5200 — не дешевый вариант, такие чиллеры просто необходимы для мощных трубок. Их преимущество заключается в том, что даже в жаркую погоду вы сможете работать на станке без каких-либо страхов за трубку, так как такие чиллеры работают по принципу холодильника.
Плата управления лазерным станком: m2 nano, ruida
Так, ну и начнем тогда! А начнем мы с лицевой панели!
На данной модели установлена система управления RuiDa, а не M2. RuiDa — более крутая плата. Основные преимущества платы RuiDa:
- Возможность изменять мощность лазера без помощи человека. Благодаря этому можно гравировать фотографии. На M2 можно сделать делать только однотонную гравировку за один проход.
- Продолжение работы с момента экстренной остановки. Например, отключилось электричество — после его включения станок продолжит работу как ни в чем не бывало.
- Возможность работы без компьютера, чтение файла с флешки.
- Возможность подключения станка в локальную сеть.
- Наличие русского интерфейса (для многих пользователей — это важно).
- Возможность встраивания LaserWork в графические редакторы CorelDraw, Adobe Illustrator, Autocad, Inscape.
- Компенсация люфтов.
- Самодиагностика.
- Поддержка мультипозиционирования (можно задать несколько опорных точек для начала работы).
- Возможность просмотра слоев
- Расчет точного времени обработки материала
Поменять плату с M2 на RuiDa можно поменять в любой момент, придется повозиться денек, правда.
На верхней фотографии изображена просто лицевая панель, а мозги станка выглядят иначе. Вот они:
Чтобы было понятно: данная плата состоит из:
- USB UART преобразователь — передает и преобразует команды, поступаемые от компьютера к микроконтроллеру
- Микроконтроллер — пребразует команды, непосредственно в движение самой лазерной головки и включение/отключение лазера. Делает он это с помощью драйверов шаговиков.
- Два драйвера шаговых двигателей — контролируют ток шаговых двигателей.
- Обвязка
У RuiDa структура гораздо сложнее. Вот она в разобранном виде.
Здесь стоит уже шустрый 32-разрядный микроконтроллер TMS320, ПЛИС Altera и модули памяти. Это то, что увидел сразу, остальное не стал искать в интернете. Суть и так понятна. Возможности этой платы гораздо выше — это самостоятельный компьютер. Однако, у RuiDa нет на борту драйверов шаговых двигателей — их придется приобретать отдельно.
Принцип работы станка для лазерной резки и гравировки
Надеюсь, после прочтения этой статьи лазерный станок перестал для вас быть черным ящиком и хотя бы некоторые моменты прояснились 🙂
Редуктора в лазерном станке по металлу
Редуктор — это коробка передач лазерного станка. Он распределяет крутящий момент от серводвигателя и передает его на косозубую шестеренку, что приводит в действие ход портала. Проще говоря — это передаточное звено между двигателем и самим порталом
На редуктор приходится большая нагрузка, поэтому очень важно, чтобы он был выполнен из стойких к износу материалов. В целях экономии многие ставят более дешевый редуктор и это чревато тем, что через год-полтора активной работы он изотрётся в пыль, появится люфт в середине срока службы, что неизменно отразится на точности лазерной резки.
Редуктор имеет большое влияние на работу всей кинематики станка.
Помимо прочности редуктор должен быть максимально точный, ведь он работает в паре с серводвигателем, который славиться высокой точностью и предельно маленьким шагом.
На наших металлорезах стоят редуктора Shimpo, с двойным запасом прочности, что гарантирует 100% точность передачи крутящего момента спустя более 5 лет непрерывной работы станка.
Ремни лазерного станка
Станок двигает сопло по осям X и Y с помощью ременной передачи, поэтому не забывайте своевременно их подтягивать. Однако слишком сильно подтягивать тоже нельзя, так как это может привести к пропуску шагов.
Сервис станков для раскроя металла
Многие могут продать металлорез, но не у всех есть такой опыт и багаж знаний как у наших менеджеров и сотрудников сервисной службы.
Возможно в этой статье было много непонятных для вас терминов, не пугайтесь, мы доступно расскажем вам обо всех нюансах и научим правильно работать на станке.
Наше обучение длится три дня, за это время вы узнаете всё что нужно о строении станка и его обслуживании, мы научим вас подбирать настройки под разные типы материалов разной толщины и покажем, как работать с режимами резки, которые упрощают работу и помогают экономить время и материалы.
Мы имеет успешный опыт работы с различными производствами и поэтому можем многому вас научить, поделиться опытом и дать вам уникальные советы, как оптимально настроить ваше производство.
Серводвигатели в лазерном станке по металлу
На лазерных станках по металлу устанавливаются исключительно серводвигатели — это усовершенствованные шаговые двигатели.
Серводвигатели отличаются от шаговых двигателей:
- исключительной точностью (0,01 мм против 0,002 мкм),
- повышенной скоростью или временем разгона (120 об/мин за секунду против 1000 об/мин за 0,2 секунды),
- отсутствием вибраций,
- более тихой работой
Более подробно про различия шаговых и серводвигателей мы рассмотрели в этой статье
Такие показатели у сервопривода достигаются благодаря датчику контроля (так называемому энкодеру), выполняющим функцию обратной связи, то есть серводвигатель всегда знает на сколько он провернулся и может точно контролировать вращения.
Также количество обмоток, которые вы видели на видео у шагового двигателя гораздо больше, это помогает обеспечивать высокую точность и мощность мотора.
Серводвигатели не дешевое удовольствие, и одно из ГЛАВНЫХ составляющих станка, поэтому очень важно подходить к их выбору максимально ответственно, сравнив несколько производителей.
Такие двигатели приводят в движение портал на котором установлена лазерная головка. Они незаменимы при резке металла на лазерном станке, так как только они могут достичь таких высоких показателей точности на больших скоростях. На сегодняшний день Mitsubishi является лидером с точки зрения компактности и отсутствия вибраций, к тому же имеет лучший коэфициент ускорения.
После длительного использования и тестов различных серводвигателей мы сделали выбор в пользу Mitsubishi, так как они:
- компактны,
- создают минимальные вибрации,
- они более надёжны
- и легко заменяются в случае поломки. Хотя это редкая история, чтобы серводвигатель вышел из строя, но в случае поломки по гарантии мы заменим вам его в течение 3-4 дней в зависимости от вашего местонахождения. Для нас именно надёжная сервисная поддержка была определяющим фактором при выборе компании-поставщика.
На металлорезах WATTSAN со скоростью до 80 м/мин, используются серводвигатели Mitsubishi мощностью 750 Вт, при этом одноклассные двигатели других компаний могут выдавать подобную мощность только при 1КВт.
На станках со скоростью до 100 м/мин — серводвигатели мощностью до 1,5 кВт.
При максимальной скорости 120 м/мин устанавливаются серводвигатели мощностью 1,5 кВт — в каждой из этих комплектаций используется планетарный редуктор Shimpo.
Система зеркал лазерного станка
Я надеюсь, что вам теперь стало понятнее, как работает лазерная трубка. Вернемся к той половине излучения, которую выпускает на волю зеркало с 50% отражением. Это излучение и будет производить резку материала. Но для начала надо его правильно направить. От правильной настройки зеркал очень сильно зависит качество реза.
Как только излучение выходит из трубки, то оно попадает на поверхность зеркала для оси X. Это зеркало недвижимо, настройку надо начинать именно с него. Главная задача — сделать так, чтобы луч, отраженный от этого зеркала попадал в одну и ту же точку зеркала по оси Y. Оно не обязательно должно попадать в центр, главное — чтобы в одну точку.
После того, как зеркало по оси X настроено, необходимо настроить зеркало по оси Y абсолютно таким же способом. Последнее зеркало — это зеркало для линзы. Его задача правильно подать луч на линзу, благодаря чему линза правильно и точно сфокусирует излучение, а вы получите качественный рез.
У некоторых людей, купивших станок где-то на стороне возникает проблема. Даже если все зеркала четко настроены, то в разных местах луч бьет не в одну точку. Ответ на эту проблему практически однозначен — вина кроется в механике и направляющие станка не параллельны.
Системы охлаждения в лазерных станках по металлу
На наших металлорезчиках используются чиллеры S&A, официальным дилером которых является компания LASERCUT.
Мы осуществляем не только поставку, но и сервисное обслуживание чиллеров S&A. Данные чиллеры зарекомендовали себя за многие годы с хорошей стороны (достаточно только посмотреть, как много подделок на рынке именно под эту фирму).
Серия CWFL разработана специально для металлорезов — это файбер лазер, такие чиллеры имеют два контура охлаждения — один для излучателя, другой — для рабочей головы. Цифры модели соответствуют мощности излучателя. Например, CWFL 5000 подойдёт для излучателей мощностью до 5Квт.
Сравнение реечной системы с прямым приводом
Реечная передача лишена таких недостатков ШВП, как прогиб и высокая инерционная нагрузка на двигатель, но требует ещё более высококачественного исполнения координатной системы: высокоточной установки направляющих, зубчатой рейки, редуктора и двигателя.
Однако погрешности в изготовлении станины или установке направляющих могут привести к появлению люфтов и быстрого механического износа привода. Поэтому, как и в случае с ШВП, производители, не обладающие опытом и технологиями высокоточного изготовления координатных систем, либо не могут обеспечить должной надёжности станка, либо избегают использования реечной передачи.
Сравнение характеристик различных типов приводов
Выводы
Линейный привод обладает рядом неоспоримых преимуществ, однако не является «панацеей от всех бед». Сам по себе линейный привод лишь незначительно увеличивает срок службы оборудования, повышает точность координатной системы и динамику перемещений. Достоинства линейного привода раскрываются только при условии его высокой мощности, продуманной конструкции координатной системы (с высокой жёсткостью и частотным ответом) и высокого качества изготовления станка, иными словами, при комплексном подходе к оборудованию.
При высоком качестве изготовления машины на базе традиционных приводов (ШВП и зубчатой рейке) лишь немногим будут уступать в надёжности станкам на прямом приводе (при условии, что все остальные комплектующие на станках сравниваемых типов обладают одинаковой надёжностью). Тем не менее, при недостаточных технологических и инженерных возможностях линейный привод – наиболее простой и эффективный выход для обеспечения приемлемого уровня надёжности координатной системы, что обуславливает его возрастающую популярность.
Продвижение координатных систем на базе линейного привода, как «вечных» — не более чем маркетинговая уловка для завлечения не особо сведущего в технических подробностях покупателя. Компания Unimach производит станки на всех трёх типах приводов: ШВП, зубчатой рейке и линейном (прямом) приводе, что позволяет всегда предложить наиболее эффективное решение с точки зрения цены, производительности и надёжности для каждой задачи.
Сравнение швп с прямым приводом
Конструкция ШВП предполагает большое количество механических сопряжений, что приводит к износу частей шарико-винтовой пары и как следствие потери точности обработки. В свою очередь, линейный двигатель состоит всего из двух частей, взаимодействие которых происходит исключительно на электромагнитном уровне. Механического контакта между частями нет, следовательно, нет механического износа самого линейного привода.
Фокусировка линзы, подъемный механизм стола
Настройка фокуса линзы может происходить тремя способами:
- Ручная фокусировка: ставится на самых бюджетных моделях, вы сами подкручиваете высоту линзы. Абсолютно нормальный ручной способ, благодаря отсутствию дополнительных механических частей, такие станки весьма небольшие.
- Фокусировка с помощью подъемного стола. Здесь стол уже соединен с винтовыми штангами, которые приводятся в действия двигателем.
- Фокусировка с помощью подъемного стола автофокусировка. Тоже самое, что и второе, но около сопла стоит концевик или датчик расстояния. Благодаря такому устройству, вы просто кладете лист материала на стол, а станок сам настроит фокус. Правда, бывают и курьезные случаи. Иногда ставят концевики в виде тонкой кнопки. Люди тоже бывают невнимательны, уставшие. И вот если сопло окажется не над листовым материалом и вы включите автофокус, то очень высокая вероятность, что кнопка провалится между сотами стола или ламелями, станок не заметит препятствия и продолжит поднимать стол. Чем все заканчивается, я здесь показывать не буду). Вывод: смотрите, чтобы концевик был достаточно толстым, будьте более внимательными или фокусируйте вручную, это занимает не больше минуты.
- Доп. опция — RED LIGHT фокусировка. Если честно, я ей никогда не пользуюсь, может быть зря, но мне как-то проще сделать мерную фигурку и отфокусировать по ней.
Шаговые двигатели для станка чпу
§
Электрика в лазерном станке по металлу
Электрика в станках Wattsan фирменная – компании Schneider electric. Schneider electric – мировой лидер в производстве продукции для электроснабжения, устанавливается на металлорезчиках Европейского производства.
Если поставить дешёвые компоненты на электрику, это тоже станет узким местом, которое может выйти из строя. Если у вас стоит дешёвый ноунеймовский китайский автомат, будет обидно, когда из-за него выйдет из строя серводвигатель или излучатель.
Выводы
Линейный привод обладает рядом неоспоримых преимуществ, однако не является «панацеей от всех бед». Сам по себе линейный привод лишь незначительно увеличивает срок службы оборудования, повышает точность координатной системы и динамику перемещений. Достоинства линейного привода раскрываются только при условии его высокой мощности, продуманной конструкции координатной системы (с высокой жёсткостью и частотным ответом) и высокого качества изготовления станка, иными словами, при комплексном подходе к оборудованию.
При высоком качестве изготовления машины на базе традиционных приводов (ШВП и зубчатой рейке) лишь немногим будут уступать в надёжности станкам на прямом приводе (при условии, что все остальные комплектующие на станках сравниваемых типов обладают одинаковой надёжностью).
Продвижение координатных систем на базе линейного привода, как «вечных» — не более чем маркетинговая уловка для завлечения не особо сведущего в технических подробностях покупателя. Компания Unimach производит станки на всех трёх типах приводов: ШВП, зубчатой рейке и линейном (прямом) приводе, что позволяет всегда предложить наиболее эффективное решение с точки зрения цены, производительности и надёжности для каждой задачи.
Похожие записи:
Профилегиб своими руками (35 фото): чертежи и размеры ручного профилегиба. Как сделать гибочный станок для профильной трубы? 
Хонинговальные станки в Москве — Биржа оборудования ProСтанки 
4. 10. Электрофизические и электрохимические станки — презентация на 🎓 
Наладка круглошлифовального станка при установке деталей в центрах
Загрузка...