ТОП-15 ошибок на лазерном станке — видео и статья — LaserCut

Редукция и на что она влияет

Несмотря на высокую точность шаговых трехфазных двигателей улучшить их показатели по осям X и Y помогает редукция. Она может быть 1:2 или 1:3. И чем больше редукция, тем лучше точность позиционирования.

Видео «топ-15 ошибок на лазерном станке»

Драйвера моторов

Для эффективной подачи напряжения на обмотки шаговых моторов и управления ими на лазерные станки с ЧПУ устанавливаются драйвера. От их качества и надежности также зависит точность и скорость перемещения лазерной головы по рабочему полю. Как и шаговые моторы наиболее совершенными и надежными в техническом плане сегодня являются драйвера Leadshine.

Контроллер

Контроллеры для лазерных станков можно четко разделить на однозадачные и многозадачные. К первым относится плата М2, разработанная компанией LIHUIYU Studio Labs, с управляющей программой CorelLaser, в качестве примера вторых можно выделить наиболее распространенные RuiDa (управляющая программа RDWorks) и AWC от компании Trocen (управляющая программа LaserCAD).

Минус однозадачных контроллеров в том, что если вам необходимо материал и гравировать, и резать, то одновременно в рамках одной задачи обе эти операции вы сделать не сможете. Только друг за другом. Такие контроллеры целесообразно выбирать тогда, когда на вашем производстве большое количество однотипных задач, к примеру, только лазерная резка или только лазерная гравировка. В ином случае вам придется фактически дважды делать макет, а это время.

Многозадачные контроллеры позволяют запускать лазерный резку, гравировку либо быстрый рез в различных режимах обработки в любом количестве в рамках одной задачи. И это значительно экономит время на производстве и снижает себестоимость услуг или готовых изделий.

Концевые датчики

Для ориентации в пространстве лазерной головы по оси X и портала по оси Y, а по другому определения нулевой координатной точки, на лазерном станке устанавливаются концевые датчики. Они бывают двух типов: индуктивные и нажимные (механические).

Минус механических в открытости системы, которая со временем загрязняется продуктами горения и выходит из строя. Индуктивные датчики — это датчики закрытого типа, поэтому они более надежны.

Купольная система вытяжки и сама вытяжка

Дым, образующийся в процессе лазерной резки и гравировки, а по другому — продукты горения, являются препятствием для лазерного луча. И чем больше в рабочей зоне будет дыма, тем хуже будет качество обработки. Поэтому на лазерном станке реализована система вентиляции, к которой подключается вытяжка.

Оптимальная мощность вытяжки на средне и широкоформатных станках считается 550 Вт, для малоформатных из-за подойдет 250 Вт и меньше. Вытяжки могут быть как встроенные, так и отдельностоящие радиального типа (Улитка). Преимущество вторых в том, что их вы можете устанавливать как рядом со станком, так и далеко от него без потери эффективности удаления продуктов горения из рабочей зоны станка.

Для наиболее эффективного удаления дыма из станка в процессе обработки в рабочей зоне должно быть реализовано две зоны вытяжной вентиляции: под рабочим полем, чтобы эффективно удалять дым в процессе сквозной лазерной резки, и за ним, чтобы делать это в процессе поверхностной гравировки, когда нижний отвод невозможен.

Помимо этого нижняя система вытяжки должна быть оборудована купольной системой, обеспечивающей наибольшую эффективность, а также защищающей механизм подъема/ опускания рабочего поля от загрязнений. Также дополнительным приятным бонусом такой системы является установка в ее нижней части контейнера для сбора мелких деталей и отходов производства.

Лазерная трубка станка, она же со2 излучатель

На выбор трубки фактически влияет три фактора: мощность, задачи в части обработки и производитель. По первому фактору все просто, чем мощнее лазерная трубка, тем быстрее будет лазерная резка и как следствие производительность вашего лазерного станка с ЧПУ.

В зависимости от толщины материала СО2 излучатель одной и той же мощности будет резать его на различных скоростях и с различной мощностью, настраиваемых через контроллер или управляющую программу. К примеру, это примерные скорости резки у наиболее популярных лазерных трубок для резки фанеры, оргстекла или акрила.

Моторы по осям x и y

На лазерных станках, от которых требуется производительность, должны быть установлены трехфазные шаговые двигатели 57-й серии. Наиболее совершенными и надежными, обеспечивающими стабильно высокую точность и скорость перемещения по рабочему полю в процессе продолжительной эксплуатации на данный момент являются двигатели под торговой маркой Leadshine производства Leadshine Technology Co., Ltd.

Но почему именно трехфазные? Если по-простому, то в отличие от дешевых инертных двухфазных они ускоряют производство на 20-30%. Помимо этого трехфазные моторы позволяют гравировать очень продолжительное время без пропуска шага на скорости до 1000 мм/сек.

Такой режим обработки применяется, к примеру, на так называемой светлой лазерной гравировке фанеры или гравировке оргстекла (акрила). Двухфазные моторы не обладают такими показателями, они не смогут нормально гравировать на скорости 1000 мм/сек. Также большие скорости без пропуска шага необходимы в процессе быстрого реза.

В техническом плане основное отличие трёх- от двухфазных моторов в том, что при увеличении скорости вращения первые сохраняют больший крутящий момент. А это значит, что при быстром увеличении частоты вращения мощность у трехфазных моторов теряться не будет, чего не скажешь о медленных двухфазных.

А вот вам небольшой пример того, как это преимущество трехфазных моторов влияет на снижение времени производства. Во время лазерной гравировки любые шаговые двигатели лазерного станка по оси X могут приближаться к своим предельным нагрузкам/возможностям, и тут трёхфазный значительно выигрывает у двухфазного за счёт более высокой динамики разгона, следовательно, можно уменьшить в настройках контроллера расстояние вылета головы по оси X, необходимое при лазерной гравировке на больших скоростях и как следствие сэкономить время на производстве с одной стороны и обработать большую площадь — с другой.

Если речь идет о еще больших скоростях и точности, то обратите внимание на моторы с энкодером (с обратной связью), время производства с которыми в зависимости от задачи уменьшается на 30-40%.

На малоформатных станках с рабочим полем 300х200 мм, 400х400 мм или 600х400 мм допустимо устанавливать двухфазные моторы 42-й серии, так как на таких размерах большие скорости не развить в следствии необходимости запаса пути на разгон и торможение.

Направляющие по осям x и y

На производительных СО2 лазерах должны быть установлены квадратные направляющие рельсового (профильного) типа шириной не менее 15 мм. Именно такие дают стабильные показатели точности перемещения лазерной головы и портала по соответствующим осям на больших скоростях и как следствие обеспечивают высокую производительность и снижение себестоимости готовой продукции.

Менее надежный и требующий постоянного обслуживания вариант — роликовые или круглые направляющие, устанавливаются на лазерном СО2 оборудовании для резки и гравировки с малым размером рабочего поля, так как на таком оборудовании нет возможности развить большую скорость перемещения.

Настройка силы тока лазерной трубки

Если сила тока слишком высокая, то электроды лазерной трубки перегреваются, просаживается мощность. И месяца через три  трубка выходит из строя. А если сила тока будет слишком слабой, то вы просто не используете ресурс мощности, заложенный в трубке. 

Обязательно настраивайте силу тока в соответствие с заводскими рекомендациями. 

Настройка фокусного расстояния

Неправильная настройка фокусного расстояния дает потерю мощности, косой торец или нечёткий рисунок. Осуществляется настройка засчет поднятия и опускания сопла.Есть фокусные пластинки, которые идет в комплекте со станком, но они не всегда корректны, потому что, во-первых, истинное фокусное расстояние не всегда точно соответствует тому, что выставили на заводе. А, во-вторых, фокусное расстояние нужно настраивать в зависимости от задачи.

То есть, одно дело гравировка материала, а совсем другое —  резка толстых материалов.

Неправильная парковочная позиция

Часто люди, не читая инструкции и не до конца понимая, как работают программы, нажимают все галочки подряд и получают непредсказуемые результаты.

У лазерного гравера есть такая функция, как Docking point или парковочная позиция. В неё станок уходит после окончания обработки макета. Это может быть удобно, например, для смены материала после текущей работы.

Если эту точку задать вне координат рабочего стола, то по завершению макета олова попытается прийти туда игнорируя концевые датчики и размеры стола.

То есть, она просто будет долбиться о край, пока вы что-нибудь не предпримете или, пока она не сломается. Помните, что Docking point привязывается к макету. Если макет подгружен с ним в станок, то когда вы вернётесь к нему, он будет вести себя все так же.

Вам нужно удалить все старые макеты, созданные с неправильной парковочной позиции. 

Неправильная юстировка

Юстировка — это настройка положения зеркал для корректной передачи лазерного луча от излучателя до материала. 

Лазерный станок, как гитара, если не настроишь, нормально играть будет невозможно. 

Неправильно настроенная юстировка ведет за собой искажения в макете, понижение мощности, прорезающей способности, раздвоения луча, толстый или черный рез.

Как только появились проблемы с резкой, сразу нужно проверить юстировку. Чаще всего дело именно в ней. 

А еще проблемы бывают при отсутствии компрессора.

Неправильно подготовленный файл для резки

Это отдельная большая тема, но давайте пройдемся по основным моментам. Лишние, наложенные друг на друга линии — это то, от чего нужно избавляться, потому что станок при работе будет дважды проходить по одному и тому же месту. 

Разбитые на сотни маленьких отрезков файлы — такое случается при кривом экспортировании, например, из инженерных программ. К примеру, AutoCAD. Файл будет отображаться некорректно и вместо плавных линий вы будете получать просто ломаные отрезки.

И, конечно, не забывайте, что масштаб должен быть 1:1. 

Неправильные параметры резки

Это мощность, скорость, ускорение и длина шага при гравировке. Неправильно подобранные параметры чреваты недорезкой или пережогом материала. Например, люди часто пренебрегают минимальной угловой мощностью. 

Если задать определенную скорость на резку, станок движется с непостоянной скоростью, у него есть ускорение и замедление, например, на углах и в местах поворотов. Если станок будет работать с одинаковой мощностью, он будет пережигать материал в местах соединения движения.

Чтобы этого не происходило нужно задавать минимальную мощность, и она будет изменяться пропорционально скорости. 

Несоблюдение техники безопасности

Если у вас есть лишние пальцы, глаза или деньги, то вы, конечно, можете пролистать этот пункт и перейти сразу к следующему. Но если нет, давайте поговорим.

Травмы, ожоги, причем как кожи, так и глаз, и легких, вывод из строя станка, комплектующих и пожар — это всё может случиться при несоблюдении техники безопасности. 

Основное, на что стоит обратить внимание — заземление, вытяжка, стабилизатор и работа с правильными материалами. Например, нельзя резать ПВХ. На этом станке кто-то однажды попробовал это сделать.

Давайте посмотрим. Мы возьмем одну ламель. Вот так она выглядит. 

Она вся покрыта ржавчиной, и это меньшая из бед, потому что вы можете получить ожог лёгких от работы с ПВХ.

Самое главное — никогда не оставляйте станок в работе без присмотра. 95 % пожаров происходит именно по этой причине

И в первые минуты пожар еще можно успеть потушить. Всегда надо помнить про траекторию движения луча и желательно не попадать под него, потому что это может быть больно.

И вообще лучше всегда работать с закрытой крышкой.

Нюансы, которые надо учитывать при юстировке лазера своими руками

Самостоятельная настройка лазерного аппарата требует от специалиста максимальной внимательности на каждом этапе. При неправильной настройке, в лучшем случае, придется повторить юстировку, а в худшем, если рабочий луч лазера отклонится от верной траектории, может быть испорчено оборудование.

Важные нюансы при юстировке лазера:

• При подготовке, лазерную трубку следует установить параллельно оси X и надежно закрепить — это облегчит весь процесс юстировки;
• После окончания юстировки — мишени из скотча следует аккуратно отклеить, а зеркала протереть ватными палочками со средством для чистки оптики;
• После завершения юстировки, при первом пуске рабочего лазера, следует установить мощность луча на минимум.

Выполнение самостоятельной юстировки лазерного станка — процесс несложный, при соблюдении описанных выше правил. Работа не требует специальных инструментов, а благодаря использованию лазерной указки процесс становится безопасным.

Отладка лазерного станка

При окончательной отладке луч на выходе из лазерной головки должен попадать точно в центр фокусирующей линзы. Важно, чтобы луч не задевал стенки сопла, так как он начнет рассеиваться и терять мощность. Проверить положение луча можно, приклеив скотч прямо на выход лазерной головки и запустив станок. Если след от лазера остался ровно по центру, то процесс юстировки завершен.

Отсутствие компрессора

Компрессор охлаждает линзу и выдувает продукты горения из зоны резки. 

Чем мощнее подача воздуха, тем чище рез и тем он быстрее и качественнее. Без компрессора продукты горения остаются на линзе, лазерный луч их разогревает. Таким образом, линза быстрее выходит из строя, она перегревается и лопается. А разве вам это нужно?

Отсутствие ухода за станком

Казалось бы, банальная вещь, но многие этим пренебрегают — это уход за станком. Пыль и грязь, как мы все знаем, электропроводные, и если где-то происходит небольшой пробой контакта, то по этой пыли и грязи электричество уходит, куда — неизвестно. 

Может пройти по всей трубке, попасть в корпус или еще куда-то. 30 тысяч вольт при силе тока в 20—30 миллиампер для человека не сильно страшно, но тряхонет — неприятно, но не смертельно.

Однако, даже при такой маленькой силе тока эти 30 тысяч вольт попадают по корпусу на электронные компоненты вашего станка, и они могут вывести их из строя. Электроника станка, как и любая друга, не любит пыль, которая может привести к короткому замыканию или перегреву оборудования.

Так что, протирая пыль с гравера и лазерной трубки, вы продлеваете им жизнь.

И не забывайте протирать ламели от смол и других продуктов горения, потому что в противном случае вы столкнетесь не только с гарью на обратной стороне материалов, но может также произойти возгорание. 

Перетянутые или недотянутые ремни

На самом деле, ремни всегда лучше слегка недотянуть, чем перетянуть. Слишком сильное натяжение ремней чревато повышенным износом, дрожанием реза на поворотах, скрипом и в особо сложных случаях даже пропуском шагов.

Сильно недотянутые ремни дают нарушение геометрии изделий и нарушение качества гравировки. 

По идее ремни не должны сильно болтаться, но вы должны без особых усилий мочь передвинуть рабочую голову руками. Если это даётся с большим трудом, просто немного ослабьте ремни.

Плохо закрепленная линза

Иногда случается так, что человек достает линзу, протирает ее, вставляет обратно и толком не закрепляет ее. Тогда рабочая голова движется, линзу потряхивает и получается неровный рез.

Правила юстировки лазера

Настройка лазерного станка должна осуществляться в строго определённом порядке с соблюдением нескольких правил:

1. Юстировка начинается с первого зеркала, продолжается на втором и завершается на третьем.
2. Перед юстировкой на зеркальную поверхность накладывается тонкий прозрачный скотч и проводится первичная «пристрелка» рабочим лазером. Также настройка станка может выполняться при помощи лазерной указки.
3. При настройке первого и второго зеркал нет необходимости в точном попадании луча в центр. Так как допускается его отражение с легким смещением на одну из половин зеркала. Однако не допускается, чтобы лучевая отметка хаотично перемещалась по зеркальной плоскости в процессе ее движения по оси.
4. При настройке третьего оптического узла необходимо, чтобы луч отражался ровно по центру. Это потребуется для вхождения луча в линзу по вертикали относительно плоскости рабочего стола. Так как отклонение от этого направления может вызвать выход из строя насадки излучателя и увеличение длины линий заготовки.
    Важно!  Юстировку третьего оптического узла следует проводить только при строго горизонтальном положении рабочего стола станка. Добиться этого можно при помощи опор для регулировки и уровня.

Работа без оптимизации реза

Оптимизация приоритетов резки задаёт, какие линии и, с какой последовательностью станок будет резать. К примеру, если вам нужно вырезать узор внутри круга, то сначала вы вырезаете сам узор, а потом уже круг. Если вы сделаете наоборот, получится так, что ваш узор может не совпасть с макетом.

Также, порой некоторые задачи выполняются часами, хотя при должной оптимизации этот процесс можно сократить в разы. 

Работа без системы охлаждения

Работать совсем без системы охлаждения невозможно. Мы думаем, что все это прекрасно понимают. При перегреве трубки появляются микротрещины, она теряет в мощности и преждевременно выходит из строя. 

Если вам нравится мастерить что-то своими руками, вы, конечно, можете придумывать пивные охладители, кулеры от девятки, вентиляторы и прочие хендмейд разработки. 

Но нужно тщательно следить, чтобы в самодельный охладитель не попадал даже самый мелкий мусор, потому что он оседает на трубке и тоже негативно влияет на срок её службы. Если вы хотите работать без заморочек, то гораздо проще купить уже готовый чиллер. Например, CW-5000 и забыть о такой проблеме, как охлаждение.

Чиллер имеет замкнутый контур, и вода не контактирует с внешней средой.

Главное, остается только раз в полгода менять воду и поглядывать на табло во время работы. 

И самое главное — не забывайте включать систему охлаждения перед работой. 

Работа в чистовую

У вас всегда должен быть образец качества. Нужно закладывать материалы на опытный образец.

И материалы под брак — 10—15 % от общего числа.

Могут быть, например, проблемные места, типа сучков у фанеры, или сыграет просто человеческий фактор, например, вы случайно сдвинете материал и всё — образец испорчен. 

Регулировка положения лазерной трубки

Лазерную трубку ровно устанавливают и фиксируют параллельно оси Х. Затем для более точной регулировки и предотвращения сильного пригорания скотча лазерный луч регулируется при помощи следующих параметров:

1. Уменьшается мощность при помощи кнопки Max-Power.
2. Настраивается ручная подача. Для этого нужно нажать на кнопку Z/U и выбрать в меню пункт «Лазера установка». Режим указываем «Ручной» и вводим продолжительность подачи лазера в миллисекундах в соответствующее поле. После такой настройки подача лазера отключится через заданное количество миллисекунд.

Регулировка третьего оптического узла

Скотч наклеивают на третье зеркало, после чего повторяют предыдущую процедуру, но уже со вторым зеркалом. След от лазера должен попасть в центр. Следует на оси X выставить третье зеркало в предельные положения, чтобы убедиться в точности попадания на разных полюсах.

Ремни привода по осям x и y

Зубчатые ремни на лазерных станках устанавливаются для передачи вращательного движения по осям X и Y. Их качество и натяжка напрямую влияют на качество обработки. По материалу и конструкции зубчатые ремни для лазерных станков делятся на резиновые (неопреновые) с кордной нитью или тканью и полиуретановые с металлическим кордом. Также по профилю их можно разделить на дюймовые MXL и метрические 3М.

Преимущество полиуретановых ремней с металлическим кордом над резиновыми в том, что в процессе очень продолжительной эксплуатации они не рвутся и не растягиваются в незаметных местах, гарантируя тем самым точность обработки. С обычными резиновыми ремнями подобная история происходит часто.

Если на вашем лазерном станке будут установлены обычные резиновые (неопреновые) ремни черного цвета, то в скором времени на лазерной резке вас ждет несовпадением размеров, незамыкание тех же окружностей, несовпадение точки старта и финиша, на гравировке наиболее распространенным результатом дефекта резиновых зубчатых ремней является размытость или по другому задвоение изображения.

Именно поэтому все наши лазерные станки, на которых установлены шкивы с количество зубьев не менее чем 24 мы, мы комплектуем полиуретановыми ремнями с металлическим кордом. На шкивы с меньшим количеством зубьев такие ремни устанавливать нельзя, так как меньший диаметр приведет к скорой деформации и разрыву металлического корда, что сразу же скажется на качестве обработки.

Система перемещения лазерного станка с чпу

На скорость и точность перемещения лазерной головы по рабочему полю и как следствие производительность лазерно гравировального станка влияет его механика, которая состоит из двигателей по осям X и Y, драйверов, направляющих, редукторов, датчиков, а также ремней. Вот основные требования при определении оптимальной комбинации системы перемещения.

Скорость резки фанеры, оргстекла или акрила лазером

Да, на лучшую прорезаемость влияет несколько факторов, среди которых и идеальная юстировка, и подаваемое в зону реза с компрессора давление воздуха, и температура в системе охлаждения, и, если речь идет о то же фанере, даже ее качество. Но если вас интересует скорость резки фанеры лазером, то возьмите за основу данные из таблицы.

Помимо этого определяясь с лазерной трубкой надо понимать, что более мощные излучатели (выше с 90-100 Вт) не смогут дать вам детальную ювелирную гравировку, к примеру, при изготовлении печатей или на фотогравировке тех же портретов, из-за большого диаметра пятна прожига.

Касаемо производителя лазерной трубки, мы рекомендуем RECI от компании Beijing Reci Laser Technology Co., Ltd. На данный момент это наиболее надежные и производительные СО2 излучатели, которые зарекомендовали себя годами. Можете проверить данную информацию на специализированных форумах и убедиться в этом сами.

Совмещение мишени и сопла

Для правильного совмещения круговых границ мишени и выходного сопла необходимо поднять поверхность рабочего стола до контакта с соплом. После медленно опустить его, при этом мишень не должна менять своё местоположение.

Станок не включается

Самая распространенная неисправность — это следствие невнимательности оператора станка. Не подключенное питание, открытая крышка, не повернутый ключ, отключенный usb-провод и другие, казалось бы, очевидные моменты ставят в тупик.

Установка мишени на зеркала

Скотч, наклеенный на все зеркала, выступает в роли мишени.

В центральную часть скотча на первом зеркале наводится трубка для попадания луча. Затем скотч клеится на второе зеркало – это потребуется для регулировки первого зеркала. При каретке расположенной на оси Y на минимальном и максимальном расстоянии от неподвижного узла метка должна попадать в центр.

Второе зеркало регулируется точно так же, как и первое.

Третье зеркало поочерёдно выставляется в максимальное и минимальное положение на оси X. Это действие выполняется для проверки точности попадания луча на различных полюсах.

Юстировка лазерного станка

Юстировка лазерного станка – это процедура настройки прибора, от которой зависит конечный результат обработки деталей. Оптическая система должна подвергаться регулярной юстировке. Так как при использовании агрегата выделяются газообразные вещества, и часть их остаётся на зеркальной поверхности. Вследствие этого геометрическая форма отражаемых лучей искажается.

При настройке станка зеркала регулируются так, чтобы лазерный луч попадал на рабочую поверхность перпендикулярно, под углом 90 градусов.

https://www.youtube.com/watch?v=GGZqabFfEcI

На неверно проведенную юстировку и необходимость настройки зеркал указывает наличие следующих дефектов:

• диаметральные деформации светового пятна;
• образование кривых ступенчатых линий в процессе гравировки;
• маленькие точки из круглых превращаются в овальные;
• рез по оси X производится с отклонением;
• рассеивание лучевой точки фокуса.