Інструкція по експлуатації ЧПУ Лазерного верстата з СО2
Вступ
ЧПУ (числове програмне управління) - це система, що дозволяє автоматизувати управління робочими машинами за допомогою програмного коду. Ця система може включати різні компоненти, які детально розглянуті в наступних розділах.
Технічні елементи приладу
1. Лампи СО2
Лампи СО2 є одним з ключових елементів у ЧПУ. Вони використовуються в лазерних системах для генерації лазерного променю, який може використовуватися для різноманітних завдань, таких як гравірування, різка чи маркування матеріалів.
- Довжина хвилі: Лампи на основі СО2 зазвичай випромінюють на довжині хвилі близько 10,6 мікрометрів. Ця довжина хвилі ефективно взаємодіє з більшістю матеріалів, включаючи дерево, пластик, текстиль та інші.
- Потужність: В залежності від моделі та призначення, лампи можуть мати різну потужність. Лампи з низькою потужністю підходять для гравірування та легкої різки тонких матеріалів. Лампи високої потужності підходять для промислових завдань, таких як глибока різка та швидке гравірування на великих поверхнях.
Чистка ламп СО2 є важливим етапом в обслуговуванні, який допомагає забезпечити оптимальну ефективність та тривалий термін служби лампи. Регулярно перевіряйте лампу на наявність забруднень чи пилу. Якщо вони є, використовуйте м'яку тканину або спеціальні рідини для очищення.
- Відключення живлення: Перед початком чистки завжди відключайте живлення від устаткування та переконайтесь, що лампа охолонула.
- Огляд на забруднення: Перевірте поверхню лампи на наявність пилу, забруднень або відкладень.
- Чистка: Використовуйте м'яку тканину, змочену в спеціальній рідині для чистки оптики (без алкоголю та абразивних добавок). Ніжно витирайте поверхню лампи, рухаючись з одного кінця до іншого.
- Протирання: Після чистки протріть лампу сухою тканиною, щоб уникнути залишків рідини або плям.
- Повторний огляд: Після чистки перевірте лампу на наявність будь-яких пошкоджень або залишків забруднень.
Заміна: З часом, лампи можуть втрачати свою ефективність. Рекомендується заміняти їх після певного часу використання або коли вони не забезпечують достатню потужність.
Оптика
Дзеркала і лінзи в лазерних системах ЧПУ служать для маніпуляції лазерним променем, зокрема для його направлення та фокусування на матеріал, який обробляється.
Дзеркала
- Функція: Дзеркала в лазерних верстатах з CO2 зазвичай виготовляються з матеріалів, які добре відбивають інфрачервоне випромінювання, що є характерним для CO2 лазерів. Вони використовуються для направлення лазерного променя з його джерела до робочої області.
- Обслуговування: Дзеркала потребують регулярного чищення та перевірки на предмет пошкоджень. Через високу потужність лазера, навіть маленькі забруднення або пошкодження можуть вплинути на ефективність та точність різання.
Лінзи
- Функція: Лінзи у лазерних системах ЧПУ використовуються для фокусування лазерного променя на матеріал. Фокусована точка (або фокальна точка) визначає розмір області впливу лазера і, відповідно, товщину та якість лінії різу.
- Фокусна відстань: Лінзи з різними фокусними відстанями використовуються для різних типів робіт. Коротша фокусна відстань створює дрібнішу фокальну точку, що дозволяє виконувати більш точне гравіювання, тоді як більша фокусна відстань краще підходить для різання товстіших матеріалів.
- Обслуговування: Лінзи потрібно регулярно очищати, щоб уникнути накопичення забруднень, які можуть погіршити якість різу.
Принцип дії
Шлях лазерного променю в CO2 лазерному верстаті ЧПУ включає наступні етапи:
- Генерація: Лазерний промінь генерується в CO2 лазерній трубці.
- Відбивання: Промінь відбивається від серії дзеркал, які направляють його до фокусуючої лінзи.
- Фокусування: Лінза фокусує промінь у вузьку точку для різання або гравіювання.
- Різання/Гравіювання: Промінь взаємодіє з матеріалом, вирізаючи або гравіруючи згідно з програмою ЧПУ.
- Видалення Залишків: Система витяжки видаляє дим та залишки матеріалу з робочої зони.
Важливість чистки
- Нечисті поверхні оптичних компонентів можуть призвести до накопичення продуктів горіння, перегріву, плям, а також згоряння лінз і дзеркал. В крайніх випадках, це може призвести до їх руйнування.
- Регулярне чищення оптичних поверхонь спиртом і серветками з м'якої тканини без ворсу може запобігти таким проблемам.
Чистка лінз
- Вийміть лінзу з лазерної головки, обережно викрутивши зажимне кільце.
- Не торкайтеся поверхні лінзи руками, тримайте її за краї.
- Починайте чистку лінзи з центру, рухаючись до країв, без застосування сили, щоб уникнути накопичення бруду в центрі.
- Після чистки встановіть лінзу назад, випуклою стороною до лазерного променя.
Чистка дзеркал
- Для поверхневої чистки нанесіть спирт на дзеркало та протріть від центру до краю легкими рухами.
- Для глибшої чистки зніміть дзеркало, обережно відкрутивши прижимну пластину.
- Протріть дзеркало, не торкаючись його поверхні руками, та встановіть назад у зворотному порядку.
Юстирування:
Юстирування (калібрування) - це процедура налаштування, яка впливає на кінцевий результат обробки матеріалів. Регулярне юстирування оптичної системи необхідне через механічні коливання. Дзеркала можуть зсуватися, що призводить до втрати продуктивності і зміни якості різу. Зміщення оптичних елементів може спричинити почорніння різу та його неправильну товщину.
Процедура юстирування:
Юстирування можна розділити на чотири основні етапи:
- Перевірка вирівнювання: З'ясування потреби в калібруванні лазера.
- Вирівнювання дзеркал: Налагодження правильного положення дзеркал для коректного відбиття лазерного променя.
- Вирівнювання трубки: Забезпечення правильної орієнтації трубки, щоб лазерний промінь входив в дзеркала коректно.
- Вертикальне вирівнювання: Забезпечення, що різ розташований перпендикулярно до поверхні матеріалу.
Простий і швидкий тест на вирівнювання
- Підготовка мішені для тестування:
- Використовуєм малярний скотч, складений у декілька шарів, щоб середина могла служити точкою для влучання лазерного променя.
- Проведення тесту:
- Усі системи лазерного різака, включно з охолодженням, насосами та вентиляторами, повинні бути ввімкнені.
- Лазерна головка переміщується до кожного кута робочого столу, де здійснюється тестовий вистріл на підготовлену мішень.
- Потрібно уникати тривалого натискання на тестову кнопку, щоб не підпалити скотч.
- Якщо мішень починає обгоряти, рекомендується додавати додаткові шари скотчу.
- Оцінка результатів:
Принцип вирівнювання
Всі дзеркала мають схожу конструкцію і кріплення. Три регулювальні болти на кожному дзеркалі зі стопорними вузлами для запобігання випадковому обертанню.
Порядок вирівнювання:
Вирівнювання кожного дзеркала впливає на наступні, тому важливо виконувати цей процес послідовно.
- Перевірка першого дзеркала:
- Промінь має потрапляти на середину дзеркала. Якщо точка не потрапляє на середину, можливо, знадобиться регулювання висоти лазерної трубки.
- Овальна форма точки на дзеркалі вказує на кутове входження променя.
- Перехід від першого до другого дзеркала:
- Друге дзеркало переміщується лише вперед-назад (ось Y).
- Промінь повинен потрапляти в одну й ту саму точку на дзеркалі в обох крайніх положеннях порталу.
- Перехід від другого до третього дзеркала:
Промінь може не потрапляти в центральну точку, але достатньо того, щоб він проходив 1 і 2 дзеркало на максимальній потужності. Потрапити в центр необхідно тільки для 3 дзеркала.
Вирівнювання трубки
Якщо після вирівнювання точка не перебуває в центрі дзеркала 3, ви можете зробити остаточне налаштування, змінивши спосіб, у який трубка спрямовує промінь на дзеркало 1. Лазерну трубку підтримують два монтажні кронштейни, ці кронштейни повністю регульовані, їх можна використовувати для регулювання трубки. Підняття кронштейна в задній частині трубки змусить лазерний промінь опуститися вниз. Переміщення заднього кронштейна вліво призведе до переміщення тестової точки вправо.
Щоб вирівняти лазер по центру дзеркала 3, покладіть шматок скотча з мішенню перед 3 і підведіть головку до переднього правого кута. Це положення найбільш віддалене від трубки, тому будь-які рухи будуть посилюватися на цій відстані. Відрегулюйте кут трубки так, щоб тестова точка перебувала прямо в центрі отвору.
Вертикальне вирівнювання
Цей етап є критичним для забезпечення точного та чистого вертикального різу матеріалу. Промінь має бути перпендикулярний до оброблюваного матеріалу для оптимального різання. Принцип налаштування аналогічний горизонтальному вирівнюванню, але фокус зміщується на вертикальну площину та викорустовується прозорий скотч.
Висновок
При правильному виконанні всіх дій у вас буде повністю налаштований і вирівняний лазерний різчик. Ці верстати дуже добре зберігають своє центрування, але його необхідно перевіряти через кожні 40 годин роботи і проводити юстирування.
3. Механічна складова (Рухомі частини)
Механічна складова лазерного верстата з CO2 є важливою частиною його конструкції та функціонування. Ось основні елементи та їх значення:
Каретка та Направляючі:
- Каретка: Це рухома частина, яка несе лазерну головку. Вона переміщається по направляючих, забезпечуючи точне позиціонування лазерного променя.
- Направляючі: Вони слугують шляхом для каретки, забезпечуючи плавний та точний рух. Якість та стан направляючих безпосередньо впливають на точність різання.
Регулярно чистіть їх від пилу, бруду та залишків матеріалу. Після чистки слід нанести на направляючі масляний розчин та прогнати каретку кілька разів для рівномірного розподілу змазки.
Ремені та Приводи:
Використовуються для передачі руху від моторів до каретки та інших рухомих частин. Якість та натяження ременів важливі для точного руху.
Перевірка та обслуговування ременів та приводів є важливою частиною підтримки лазерного верстата в робочому стані. Ось кілька ключових аспектів, на які слід звертати увагу:
- Візуальний Огляд:
- Розпочніть з візуального огляду ременів. Переконайтеся, що вони не мають тріщин, розривів або інших ознак зносу. Також зверніть увагу на зубці ременя, щоб переконатися, що вони не стерті або пошкоджені.
- Перевірка Натягу Ременя:
- Неправильний натяг ременя може призвести до проблем з точністю руху. Перевірте натяг ременя, він повинен бути достатньо тугим, щоб не прослизати, але й не надто тугим, щоб не створювати надмірного тертя або навантаження на підшипники.
- Очищення Ременів:
- Видаліть будь-який бруд або залишки матеріалу з ременів. Бруд на ременях може вплинути на їх роботу та викликати нерівномірне зношування.
- Перевірка Роликів та Підшипників:
- Перевірте, чи не мають ролики або підшипники ознак зношування або пошкодження. Забезпечте, що вони обертаються рівно та без зусиль.
- Тестування Руху:
Кінцеві Вимикачі:
Використовуються для визначення крайніх положень руху та захисту від перевищення робочої зони.
Переконайтеся, що вони справні та чисті. Вони грають важливу роль у запобіганні пошкодження машини від виходу за межі робочої зони.
Електроніка
Лазерний верстат містить складну електроніку, яка керує як лазерним джерелом, так і механічними рухомими частинами.
- Контролер Верстата:
- Являє собою мікропроцесорне обладнання, яке виконує інструкції програмного забезпечення та керує рухомими частинами верстата. Він забезпечує точність рухів і траєкторію лазерного променя.
- Система Позиціонування:
- Включає в себе степперні або серво мотори, які керують рухами каретки та ріжучої головки по координатних осях. Ці мотори синхронізовані з контролером для точного виконання вказаних траєкторій.
- Система Управління Лазером:
- Контролює випуск лазерного променя, його потужність і частоту. Це включає у себе регулятор потужності лазера та систему управління, яка синхронізує лазер з рухом ріжучої головки.
- Системи Безпеки та Діагностики:
Чистка та Захист від Пилу: Електроніка чутлива до пилу та бруду, тому важливо підтримувати чистоту в місці роботи верстата. Метод догляду являє собою банальна чистка повітрям під тиском від пилу та продуктів горіння. Також забороняється волого чистка. Сама система знаходитися в правому закритому відсіку обладнання.
Пульт управління
Цей пристрій забезпечує інтерфейс між користувачем та машинним обладнанням, керуючи ключовими функціями різання та гравіювання.
- Reset - перезавантаження системи
- Pulse (Laser) - увімкнення лазера
- Speed - задає швидкість обробки обраного шару макета або швидкість
руху під час керування стрілками - Min.power - задає мінімальну потужність обраного шару
- Max.power - задає максимальну потужність обраного шару або потужність
лазера при натисканні кнопки Pulse (Laser) - File - робота з файлами в пам'яті
- Start/Pause - почати або призупинити процес обробки
- Origin - початок координат
- Frame - прохід габаритної рамки обраного файлу
- Esc - зупинити обробку або вийти з меню
- Enter - підтвердження змін
- ← → - переміщення лазерної голови по осі Х або курсору вліво/вправо
- ↑↓ - переміщення лазерної голови по осі Y або курсору вгору/вниз
- Z/U - може бути натиснута тільки поза процесом обробки. Відкриває доступ до різних функцій контролера
Під час увімкнення системи на дисплеї відобразиться основний екран, показаний нижче:
Блоки живлення ламп
Блок генерує високу напругу, необхідну для активації лазерної трубки, яка потім утворює лазерний промінь. Це досягається за рахунок створення електричного поля між анодом і катодом на лазерній трубці. Важливими характеристиками є сила струму та напруга, що забезпечуються блоком. Ці параметри впливають на потужність та якість лазерного променю.
- Безпека при Роботі:
- Оскільки блок працює з високою напругою, важливо уникати прямого контакту з оголеними елементами на лазерній трубці, щоб уникнути ризику електричного удару.
- Чистка та Обслуговування:
Система охолодження (Чіллер)
Чіллер ефективно відводить тепло, генероване лазерною трубкою під час її роботи, забезпечуючи стабільну температуру і запобігаючи перегріву. Підтримуючи оптимальну температуру лазерної трубки, чіллер допомагає утримувати стабільну потужність лазера і якість різання.
Конструкція та Інтерфейс Чіллера
- Лицьова Панель: На ній знаходиться кнопка ввімкнення/вимкнення, індикатори стану (червоний для проблем, зелений для нормальної роботи), пульт керування та інформаційний дисплей.
- Горловина для Заливки: Знаходиться на верхній частині, використовується для заливки охолоджувальної рідини.
- Вентиляційні Решітки: Розташовані з боків, дають доступ до внутрішніх компонентів для діагностики та обслуговування.
- Задня Панель: Містить розетку для підключення до мережі, розетку для сигнального кабелю, індикатор рівня рідини та зливний отвір.
В чіллері слід використовувати дистильовану воду або розчин води та спирту задля запобіганню замерзання рідини в лампі лазера.
Налаштування роботи у заданому температурному діапазоні
Щоб налаштувати чіллер, треба зайти в меню налаштувань, для чого натискаємо одночасно на кнопку Set і стрілочка Вгору, тримаємо кілька секунд, поки на екрані не висвітиться цифра 0
Стрілочкою вгору перемикаємось на 8 і натискаємо Set
Далі вибираємо F9, натискаємо Set і тут виставляємо нижню межу температури, при досягненні якої активне охолодження вимикатиметься. У нашому випадку 15°C
- Натискаємо Set
- Далі переходимо до F0
- Натискаємо Set. І тут виставляємо комфортну для нашого лазерного верстата температуру. У нашому випадку це 16°C
- Натискаємо Set
- Тепер переходимо до F8
- Натискаємо Set. І тут виставляємо верхню межу температури охолоджуючої рідини, при перевищенні якої включатиметься охолодження. Це 17°C
- Натискаємо Set
- Переходимо до F2
- Натискаємо Set. Ставимо 1°C. Це у нас буде похибка підтримки постійної мінімальної та максимальної температури охолоджувальної рідини. Тобто фактично включення охолодження у нас може бути за 18°C, а вимкнення при 14°C
- Натискаємо Set
- Переходимо на F3
- Натискаємо Set. Виставляємо 0, тобто режим підтримки температури у жорсткому діапазоні
- Натискаємо Set
- F4 та F5 виставляємо цифру 5. Тепер при відхиленні на 5°C від встановленої нами меж мінімальної та максимальної температури нас спрацює Аларм, а спрацює він у цьому випадку при 10°C або при 22°C
- F6 в принципі можна пропустити так як у нас вже встановлені обмеження для Аларма, але якщо бажаєте тут можна виставити температуру навколишнього повітря, при якому у чілері також спрацює сигнал. Наприклад, тут написано за замовчуванням 45°C
- Щоб система їх запам'ятала – натискаємо кнопку RST.
Загальні рекомендації
Догляд за кожним компонентом лазерного верстата є важливим для забезпечення його надійності, точності та тривалої експлуатації. Нижче представлений огляд ключових елементів і принципів їхнього догляду:
1. Лазерна Трубка
- Важливість: Є джерелом лазерного променя, від її ефективності залежить якість різання та гравірування.
- Догляд: Перевірка на наявність тріщин, уникнення механічних пошкоджень та перевірка системи охолодження для запобігання перегріву.
2. Оптичні Компоненти (Лінзи та Дзеркала)
- Важливість: Чіткість та напрямок лазерного променя залежать від їх чистоти та правильного вирівнювання.
- Догляд: Регулярне очищення від пилу та бруду, а також перевірка та коригування вирівнювання ( юстирування )
3. Механічні Складові (Ремені, Шарніри, Осі)
- Важливість: Від їхнього стану залежить точність переміщення лазерної голови та стабільність роботи верстата.
- Догляд: Чистка від залишків матеріалу, регулярне змазування та перевірка на зношеність.
4. Система Охолодження (Чіллер)
- Важливість: Підтримує оптимальну температуру лазерної трубки, запобігаючи її перегріву.
- Догляд: Перевірка рівня та якості охолоджувальної рідини, чистка фільтрів та вентиляційних решіток.
5. Блок Живлення
- Важливість: Забезпечує лазерну трубку необхідною енергією для генерації променя.
- Догляд: Перевірка на наявність зовнішніх пошкоджень, перевірка з'єднань та чистка від пилу.
6. Електроніка та Контролер
- Важливість: Керування всіма процесами роботи верстата.
- Догляд: Захист від перепадів напруги, підтримка в чистоті та сухості.
7. Робоча Площа
- Важливість: Точність різання залежить від рівності та чистоти робочої поверхні. Накопичення залишків може привести до їх загорання.
- Догляд: Постійне очищення від залишків оброблюваного матеріалу та перевірка горизонтальності.
Рекомендації
- Регулярність: Періодичний догляд та технічне обслуговування є ключовими для забезпечення довговічності та надійності обладнання.
- Записи: Ведення журналу обслуговування може допомогти виявити потенційні проблеми на ранніх етапах.
- Кваліфіковані Фахівці: Для складних або неочевидних проблем рекомендується звернутися до кваліфікованих спеціалістів.