Содержание

 

• На что влияет комплектация лазерного станка
• Контроллер
• Лазерная трубка
• Блок розжига или высоковольтного напряжения (БВН)
• Система перемещения лазерного станка с ЧПУ
• Моторы по осям X и Y
• Драйвера моторов
• Направляющие по осям X и Y
• Ремни привода по осям X и Y
• Редукция и на что она влияет
• Концевые датчики
• Система перемещения по оси Z и управление ею
• Купольная система вытяжки и сама вытяжка
• Металл и эргономика корпуса для удобного обслуживания и эксплуатации

На что влияет комплектация лазерного станка

 

Комплектация лазерного станка с СО2 излучателем напрямую влияет на производительность этого оборудования и как следствие - рентабельность вашего бизнеса. Поэтому определяя начинку вашего аппарата, следует ориентироваться на производственные задачи, которые стоят перед вашей мастерской.

 

Если вам достаточно низкой скорости обработки, вы будете работать в основном с тонкими неметаллическими материалами и готовы тратить больше обычного времени на обслуживание, то подойдет недорогая комплектация, свойственная малоформатным станкам с рабочим полем до 600х400 мм. Когда у вас предполагается крупная серия, нужна высокая производительность и низкая себестоимость услуг или конечных изделий - выбирайте более совершенный в техническом плане станок с размером рабочего поля 600х900 мм и больше.

 

Для наглядности и понимания различий посмотрите видеообзор двух разных станков, полупрофессионального малоформатного 6040 lps Zoldo® RD и широкоформатного 1610 lps Zoldo®.

ВИДЕОобзор 6040 lps Zoldo® RD

 

ВИДЕОобзор 1610 lps Zoldo®

 

А теперь давайте разберемся с основными комплектующими, которые влияют на производительного лазерного станка для резки и гравировки.

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.

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.

 

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. Поэтому если перед вашим оборудованиям стоят исключительно подобные задачи, то следует остановиться на универсальной трубке 90-100 Вт или ниже.

 

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.

Блок розжига или высоковольтного напряжения (БВН)

 

На лазерном станке СО2 излучатель работает в паре с блоком высоковольтного напряжения (БВН) он же блок розжига. От его надежности зависит не только срок службы излучателя, но и его производительность. На данный момент наиболее совершенными из всех представленных на рынке БВН считаются LaserPWR серии Z, серии ES или серии ESA производства Shandong Laser Source Technology Co., Ltd. Среди прочего они:

 

• Обеспечивают улучшенный контроль удержания силы тока
• Имеют функцию защиты от размыкания цепи

 

Помимо этого блоки высоковольтного напряжения серии Z могут передавать параметры работы и данные об ошибках на дисплей контроллера RuiDa, а также имеют возможность последовательного подключения.

 

А БВН серии ESA комплектуются информационным дисплеем с потенциометром, который позволяет в режиме реального времени подстраивать мощность СО2 излучателя, что очень полезно при ювелирных настройках на гравировке или на этапе тестов, когда вам необходимо быстро подобрать на станке необходимые параметры лазерной гравировки.

 

ВИДЕО. Обзор информационного дисплея с потенциометром БВН LaserPWR

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

Система перемещения по оси Z и управление ею

 

Выбирая лазерный станок не следует забывать о его дополнительных производственных возможностях. Очень хорошим бонусом к раскрою и гравировке листовых или рулонных материалов будет обработка габаритных или толстых изделий или заготовок, а также цилиндрических предметов, таких как стеклянные бутылки, бокалы и тд и тп.

 

Для этого на вашем оборудовании должна быть реализована система подъема /опускания рабочего поля по оси Z. Но тут не все так просто. В зависимости от комплектации станка управление этой системой может быть как с отдельных кнопок, так и через контроллер. Если ваш аппарат оснащен платой управления М2, то вам доступен только первый вариант, который увы менее функциональный. В случае с той же RuiDa подъемом/опусканием рабочего поля можно управлять с самого контроллера и ускорить производство в 3-4 раза. Что это дает на практике - смотрите в подробном видеообзоре.

ВИДЕОобзор. Как ускорить лазерную гравировку в 4 раза

 

 

Также опускание рабочего поля позволит вам устанавливать в рабочую зону лазерного станка поворотное устройство для обработки цилиндрических изделий. И понятное дело, чем глубже будет опускание по оси Z, тем большее возможностей у вас будет.

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. Единственным условием их работы является периодическая очистка и обслуживание, так как со временем они забиваются теми самыми продуктами горения.

 

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.

Металл и эргономика корпуса для удобного обслуживания и эксплуатации

 

Обсудив комплектацию отдельно хотелось бы отметить качество корпуса лазерного станка с ЧПУ, который должен быть выполнен из толстого листового металла. Оптимально для базы считается металл 2,8 мм и больше. Для стенок - 2 мм, для крышек - 1,5 мм. Именно такие толщины обеспечат жесткость и большой вес корпуса станка и как следствие точность обработки в процессе продолжительной эксплуатации. Оборудование из тонколистового металла толщиной 1 мм не может гарантировать подобные показатели. Поэтому, выбирая лазерный станок обращайте внимание на толщину металла корпуса. Это действительно очень важный параметр.

 

Помимо этого корпус должен быть эргономичен, то есть удобным для обслуживания и эксплуатации. В рабочей зоне должно быть много места, а доступ к обслуживанию всех основных механизмов и узлов - легким.