Лазерный станок с ЧПУ это сложное электронно-механическое устройство, служащее для резки, маркировки и гравировки преимущественно листовых материалов. Его использование распространяется, как на крупные производства, так и на небольшие надомные мастерские.
В этой статье расскажем об основных составляющих элементах станка и дадим общее описание каждому устройству и детали, а также их назначение.
Категории модулей и устройств лазерного станка с ЧПУ
Условно все детали и устройства, установленные на станке, можно разделить на механику, электронику и оптику. Повторюсь - условно, для простоты понимания. Рассмотрим каждую категорию подробнее в серии из трех статей. В первой части поговорим о механике лазерного станка с ЧПУ
Механика
В эту категорию включены все подвижные и съёмные устройства, которые управляются программным обеспечением как самого станка, так и компьютера, без которого станок не сможет выполнить своих задач.
Рабочий стол
Служит для размещения обрабатываемой заготовки внутри станка. От его размера зависит максимальный размер изготавливаемых изделий или количество производимых за один проход мелких изделий.
Бывает двух видов: сотовый и ламелевый.
Сотовый стол представляет собой квадратную металлическую плиту толщиной в несколько сантиметров, состоящую из множества мелких ячеек.
Удобен при производстве мелких изделий или изделий с множеством мелких деталей. Из-за мелкости ячеек детали не проваливаются вниз после резки, а остаются на столе. Это плюсы.
Минусы такого стола в том, что его труднее очищать по сравнению с ламелевым. Также на заготовках появляется много отстрелов лазерного луча соответственно структуре сетки, из которой состоит стол.
Ламелевый стол удобен для раскроя крупных деталей или изделий с большой ажурностью (например, топперы). Такой стол легче очищать. Количество отстрелов на заготовке минимально. Также плюсом можно считать возможность частичного снятия стола, так как ламели - это ряд параллельных друг другу заостренных с верхней стороны металлических планок, которые не связаны между собой ничем. Вставляются в специальные пазы в подвижной части корпуса станка.
Оба стола регулируются по высоте специальным цепным приводом (на маленьких станках шестигранником). На корпусе станка с внешней стороны имеются 2 кнопки, отвечающие за поднятие вверх и вниз соответственно. Регулировка высоты стола по отношению к соплу с фокусирующей линзой необходимо для того, чтобы выставить одинаковое фокусное расстояние для материалов разной толщины. О фокусном расстоянии подробнее будет написано ниже.
Передаточные ремни
Служат для перемещения портала с соплом по осям X и Y. Как правило, на оси X имеется один зубчатый ремень для перемещения вправо и влево, а на оси Y - два ремня для перемещения вверх и вниз (в реальности от вас и к вам, так как все происходит в плоскости, если не установлены дополнительные модули и поворотные устройства).
Зубчатые ремни передач подвергаются износу в процессе эксплуатации. Особенно нагружается ремень на оси X при гравировке. Гравировка представляет собой очень быстрое перемещение лазерной головки вправо и влево, во время которого луч лазера полинейно наносит изображение аналогично ткацкому станку с минимальным шагом по оси Y. Скорость перемещения, как правило, в диапазоне от 200 до 500 мм в секунду.
Замена ремней на более крупных станках довольно проста, но и на маленьких трудностей больших не вызовет.
Ремни необходимо периодически очищать от пыли и продуктов горения и проверять их целостность. Также важна натяжка ремня. Он не должен провисать и наоборот - быть перетянутым.
Портал
Это часть станка, включающая в себя каретку с соплом и помещенные в них фокусирующую линзу и третье зеркало, принимающее луч лазера. Конструкция перемещается по полю с помощью передаточных ремней по рельсам. Точность перемещения достаточно высокая для выполнения графических изображений вплоть до размера в 1х1 мм.
Рельсы, по которым перемещается портал нужно периодически смазывать и очищать от продуктов горения, мелкого мусора и пыли. Также необходимо убедиться, что рельсы не искривлены и параллельны друг другу.
Шаговые двигатели
Портал перемещается по рельсам и по оси Х благодаря зубчатым ремням, связанным с двумя шаговыми двигателями. Шестерёнки, на которые накинуты зубчатые ремни вращаются и засчет этого происходит перемещение портала по рабочему полю в нужных направлениях.
Двигатели расположены справа сверху по обоим осям. Их диапазон работы ограничивается концевыми датчиками, благодаря которым каретка не имеет возможности попытаться выехать за пределы рабочего поля и сойти с рельс или удариться о корпус станка.
Подъемный механизм
Это система из длинных винтов, на которых держится статичная часть рабочего стола, цепи и двигателя, управляемого кнопками на корпусе станка. Винты при вращении по часовой стрелке и против неё поднимают или опускают стол, обеспечивая нужное фокусное расстояние до заготовки.
Вытяжка
Располагается на задней стенке станка под рабочим столом. Это съёмное устройство с вентилятором. Его назначение - отведение дыма при резке или гравировке из станка, а затем по трубам и из помещения. От ее мощности зависит скорость выхода дыма, а также возможность или невозможность работы с открытой крышкой на станке.
Вытяжку необходимо периодически снимать и очищать о сажи. Засоренная вытяжка может плохо вытягивать дым, что впоследствии скажется на засорении и порче электроники станка (в первую очередь блока розжига), а также может просто перестать вращаться или перегореть.
Исправно работающая вытяжка замедлит загрязнение оптики, электроники станка, а также обеспечит экологически приемлемую атмосферу в рабочем помещении.
Компрессор
Устанавливается вне станка. Служит для обдува зоны реза и охлаждения фокусирующей линзы. Недостаточный обдув может привести к возгоранию материала под соплом и перегреву линзы, особенно, если юстировка (настройка зеркал и трубки) выполнена не идеально.
Также более мощный компрессор оставляет заготовки более чистыми после прожига. Процент нагара уменьшается.
Компрессор соединяется с соплом с помощью гибкого шланга, вправленного в специальную шину на портале. Шланг уходит через отверстия в корпусе станка и выводится наружу к компрессору.
В области, где установлен компрессор не должно быть никакой пыли. Иначе он затянет эту пыль и она попадёт прямиком на линзу, что приведёт к ее перегреву из-за снижения пропускной способности и прогоранию. Также компрессор должен стоять на достаточном расстоянии от других предметов и стен для нормальной циркуляции воздуха.
Водяная помпа или чиллер
Это устройства, обеспечивающие циркуляцию жидкости для охлаждения лазерной трубки во время работы. Соединяются двумя шлангами (вход и выход) на концах излучателя.
Основная задача - держать необходимый диапазон температуры жидкости (рекомендовано 15-17 градусов) внутри лазерной трубки и не допускать ее перегрева.
Помпа помещается в ёмкость от 30 литров, наполненную дистиллированной водой или другими подходящими для охлаждения жидкостями. В эту же ёмкость погружается специальный термометр, выведенный наружу, для постоянного контроля температуры. Охлаждение производится обычно бутылками со льдом. Это простой способ охлаждения, но не идеальный.
Чиллер уже более совершенное устройство. Это минихолодильник, через который по трубкам проходит вода. Нагретая вода попадая в чиллер охлаждается до нужной температуры и снова возвращается в лазерную трубку. Причем температура заранее выставляется на электронном дисплее. Это освобождает оператора от необходимости добавлять лёд и контролировать температуру, как в случае с помпой. Удобно. Но и стоит дороже значительно.
Как правило, на первых порах производители экономят на этом устройстве, а позже, заработав достаточно денег, покупают его и облегчают себе работу.
На этом завершаем первую часть описания деталей и устройств лазерного станка с ЧПУ, в которой была рассмотрена механическая часть оборудования.
Продолжение обзора читайте во второй статье из серии "Из чего состоит лазерный станок с ЧПУ? Электроника: описание деталей и устройств".
Оцените эту статью и подписывайтесь на канал! Всем спасибо за прочтение и интерес к этой теме.