Как настраивать зеркала оптической системы лазерного станка с ЧПУ

До недавнего времени контактная механическая обработка являлась одним из самых распространённых способов получения изделий. Однако с внедрением лазерных технологий и появлением лёгких в управлении и относительно дешёвых моделей лазерных станков с ЧПУ, возникла реальная альтернатива механическому резанию. Ведь бесконтактная обработка заготовок лазером обеспечивает высокое качество реза, отсутствие отходов, быстроту процесса, а также возможность работы с непрочными материалами, такими как бумага, ткань, кожа (в то время как их механическая станочная обработка крайне затруднительна).

Лазерный станок с ЧПУ представляет собой сложное оборудование, содержащее механические, оптические и электронные системы. Для получения высокого качества обработки заготовок, все системы станка должны работать чётко и слаженно. При этом в процессе эксплуатации ряд узлов теряет свои изначальные характеристики (вследствие износа или постепенного загрязнения). Чтобы вернуть показатели станка к первоначальной норме, необходима профилактическая настройка. В частности, настройке (распространённое название – юстировке) подлежит оптическая система лазерного станка.

Устройство оптической системы

Для генерации излучения лазерные станки с ЧПУ снабжены специальным агрегатом – трубкой с запаянной внутри газовой средой. Большинство «бюджетных» моделей лазерных станков с ЧПУ оснащены т.н. газовым лазером. То есть источником излучения в них служит активная среда из смеси газов (углекислого, азота и гелия). Под действием высокого напряжения газовая смесь генерирует монохромный лазер, который излучается с одного «рабочего» конца трубки.

Поскольку лазерная трубка имеет длину от 0,8 до 1,8 метров (в зависимости от номинальной мощности – чем мощнее трубка, тем большие габариты она имеет), то её устанавливают горизонтально в задней части лазерного станка (позади рабочего отсека для размещения заготовок). Таким образом, чтобы луч лазера падал на обрабатываемую поверхность заготовки, его следует «повернуть» и «подвести» к нужной точке. А поскольку станок не просто «освещает» заготовку, а ведёт головку излучателя вдоль траектории обработки (согласно файлу управляющей программы), то луч-«инструмент» также должен иметь возможность перемещаться – без разрыва потока мощности.

Для этого используется система зеркал. Первое (неподвижное) зеркало установлено сразу перед излучающим торцом лазерной трубки. Оно отклоняет луч вбок – «вглубь» рабочего отсека. «Ловит» луч второе зеркало – подвижное (перемещающееся вдоль координаты Y). Оно поворачивает луч ещё на 90 град. и посылает его на третье зеркало – перемещающееся вдоль координаты X. Таким образом, движение двух зеркал позволяет «покрыть» всю горизонтальную плоскость X-Y и подвести лазерный луч без разрыва в любую точку рабочего стола (и, соответственно, поверхности заготовки).

Далее, третье зеркало (совмещённое по оси с головкой излучателя) отклоняет лазер вниз, давая возможность излучателю перемещаться в вертикальной плоскости – вдоль координаты Z. Наконец головка излучателя «ловит» луч фокусирующей линзой, которая формирует на поверхности заготовки точку, необходимого для обработки размера (порядка 0,1-0,3 мм в диаметре).

Геометрически, ход лазерного луча оказывается совсем несложным. Но для получения требуемой точности обработки (которая даже для «бюджетных» моделей лазерных станков составляет впечатляющую величину 0,01 мм!) необходимо чтобы отклонение луча при всех его отражениях/преломлениях «на пути» к фокусирующей линзе было минимальным (на глаз – вовсе отсутствующим). Добиться этого без тонкой подстройки положения зеркал не представляется возможным.

Юстировка зеркал лазерного станка

Методика настройки зеркал чётко прописана в инструкции к каждому лазерному станку с ЧПУ. Проблема может быть в том, что для самых популярных моделей станков, произведённых в Китае, инструкция также может быть на китайском языке. А желание покупателей сэкономить выливается в нежелание производителя закладывать в цену оборудования стоимость перевода…

В любом случае, для тонкой подстройки лазерной системы станка можно воспользоваться приведённым ниже алгоритмом.

1) Для визуализации «маркеров» от попадания лазера следует использовать тонкую акриловую полоску (размерами 10х40 мм, толщиной 2 мм), приклеиваемую к зеркалу двусторонним скотчем.
2) Убедиться что на выходе из торца лазерной трубки луч бьёт в первое зеркало не по самому краю.
3) Вращением микровинтов подстройки первого зеркала добиться чтобы луч попадал в центр выходного отверстия («на пути» ко второму зеркалу).
4) Подстройкой второго зеркала добиться, чтобы луч «не уходил» с него при движении каретки на всём расстоянии вдоль координаты Y.
5) Подстройкой третьего зеркала добиться, чтобы луч «не терялся» при движении на всю глубину вдоль координаты Х.
6) Подстройкой четвёртого зеркала нужно добиться, чтобы луч не смещался при любом вертикальном перемещении излучателя (движении вдоль координаты Z).
7) Следует настраивать систему так, чтобы лазерный луч на всём «маршруте» оставался по центру воображаемой «трубы», равной диаметру зеркала.

Регулировать следует именно рабочий лазерный луч. Если станок оснащён красным лучом подсветки (позиционирования головки излучателя), ориентировать по нему следует лишь косвенно.
По окончании юстировки следует убедиться, что лазер не касается/не отражается от выходного конуса головки излучателя.

Следует помнить, что излучение СО2-лазеров может оставлять ожоги на коже и опасно для глаз!
Любую настройку лазерной системы необходимо проводить с использованием средств индивидуальной защиты!

Оцените информацию
Средняя оценка : 5.0
Голосов : 4
5 4

Большой выбор лазерных станков в нашем интернет-магазине

WATTSAN micro 0203
60 000 RUB
WATTSAN 0503
172 000 RUB
WATTSAN 6090 LT
291 000 RUB
RABBIT 6090 SGC
513 000 RUB
RABBIT 1290 SC
404 000 RUB
WATTSAN 1610 ST
424 000 RUB
RABBIT 1690 SG
580 000 RUB
RABBIT FB 1626
1 185 000 RUB
Смотреть все
Яндекс.Метрика