Pengantar
Semua orang tahu bahwa untuk menjadi pembuat atau DIYer yang berkualifikasi, menggunakan Laser cutter pada dasarnya merupakan mata kuliah wajib untuk masuk, tetapi mungkin ada banyak masalah. Jika Anda dapat membuatnya sendiri, apakah masalah tersebut dapat diselesaikan dengan mudah?
Proyek yang ingin saya bagikan adalah mesin pemotong laser yang dibuat tahun lalu. Saya yakin semua orang sudah familiar dengan pemotong laser (Juga dikenal sebagai pemahat laser karena dapat melakukan pekerjaan ukiran laser), dan juga merupakan artefak bagi para pembuat untuk membuat proyek. Keunggulannya seperti pemrosesan cepat, penggunaan pelat yang efisien, dan realisasi teknologi pemotongan yang tidak dapat dicapai oleh proses tradisional sangat disukai oleh semua orang.
Biasanya saat menggunakan mesin CNC untuk bekerja, terdapat masalah berikut dibandingkan dengan pemotongan laser, yaitu perlu memasang dan mengganti alat sebelum bekerja, pengaturan alat, kebisingan yang berlebihan, waktu pemrosesan yang lama, polusi debu, radius alat dan masalah lainnya. Keunggulan pemotongan memunculkan ide untuk membuat mesin pemotong laser sendiri.
Setelah memiliki ide ini, saya mulai melakukan studi kelayakan atas ide ini. Setelah melakukan berbagai penelitian dan perbandingan berbagai jenis mesin pemotong laser, dikombinasikan dengan kondisi dan kebutuhan pemrosesannya sendiri, setelah mempertimbangkan kelebihan dan kekurangannya, saya telah membuat rencana pembangunan langkah demi langkah dengan desain dan pembuatan modular, yang dapat dilepas dan ditingkatkan.
Setelah 60 hari, setiap bagian mesin mengadopsi desain modular. Melalui konsep modularisasi, pemrosesan dan produksi menjadi mudah, dan perakitan akhir cukup, dan tekanan finansial tidak akan terlalu besar, dan suku cadang yang dibutuhkan dapat dibeli selangkah demi selangkah. Ukuran mesin yang telah selesai mencapai 1960mm*1200mm* 1210mm, langkah pemrosesan adalah 1260mm*760mm, dan daya pemotongannya adalah 100WDapat memproses sejumlah besar komponen sekaligus, dan memiliki fungsi pemotongan laser, pengukiran, pemindaian, pemberian huruf, dan penandaan.
Perencanaan proyek
Seluruh produksi proyek melibatkan 7 bagian utama, yaitu: sistem kontrol gerak, desain struktur mekanik, sistem kontrol tabung laser, sistem pemandu cahaya, sistem hembusan dan pembuangan udara, sistem pemfokusan pencahayaan, optimalisasi operasi, dan aspek-aspek lainnya.
Ide umum untuk membuat inisial adalah:
1. Stroke mesin pemotong laser yang dihasilkan harus besar untuk mengisi celah yang ada pada range pemrosesan mesin CNC tidak cukup besar, yang dapat menghemat kesulitan pemotongan awal lembaran. Anda juga dapat menggunakan fungsi laser scribing untuk langsung mencoret pelat besar, yang memecahkan masalah pencoretan manual.
2. Karena stroke meningkat, daya pemotong laser tidak bisa terlalu rendah, jika tidak, laser akan mengalami kerugian tertentu dalam konduksi udara, sehingga daya keseluruhan tidak bisa lebih rendah dari 100W.
3. Untuk memastikan ketepatan dan kelancaran pengoperasian pemotong laser, pemilihan material secara keseluruhan harus seluruhnya terbuat dari logam.
4. Mudah digunakan dan dioperasikan.
5. Struktur yang dirancang dapat memenuhi rencana peningkatan tindak lanjut.
Papan kontrol
Pemotong Laser DIY
Dengan kerangka ide dan rencana DIY umum, mari kita mulai 8 langkah untuk membuat pemotong laser. Saya akan menguraikan proses pembuatan spesifik dan detail yang terlibat.
Langkah 1. Desain Sistem Kontrol Gerak
Langkah pertama adalah sistem kontrol gerak. Saya menggunakan motherboard laser RDC1S-B (EC). Motherboard kontrol ini dapat mengontrol 6442 sumbu, yaitu X, Y, Z, dan U. Motherboard dilengkapi dengan layar tampilan interaktif. Kondisi pengoperasian mesin, penyimpanan file pemrosesan, dan debugging mesin dapat diselesaikan melalui layar operasi, tetapi satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa parameter kontrol motor sumbu XYZ perlu dihubungkan ke komputer untuk pengaturan parameter.
Misalnya: percepatan dan perlambatan tanpa beban, percepatan dan perlambatan pemotongan, kecepatan tanpa beban, koreksi kesalahan posisi motor, pemilihan jenis laser. Sistem kontrol ditenagai oleh 24V DC, yang membutuhkan 24V catu daya switching. Untuk memastikan stabilitas sistem, 2 24V catu daya switching digunakan, satu 24V2A langsung memasok motherboard, dan yang lainnya 24V15A memasok daya ke 3 motor, sementara 220V terminal input terhubung dengan 30A filter untuk memastikan operasi sistem yang stabil.
Uji Sistem Kontrol
Setelah parameter ditetapkan, Anda dapat menghubungkan motor untuk uji idling. Pada tahap ini, Anda dapat memverifikasi jalur koneksi motor, arah motor, arah operasi layar, pengaturan subdivisi motor stepper, mengimpor file pemotongan untuk operasi uji coba. Motor yang saya pilih adalah motor stepper 2 fase 57 dengan panjang 57mm, karena hanya tersisa 3 di proyek sebelumnya, jadi saya langsung menggunakannya dengan ide tidak menyia-nyiakannya. Driver yang saya pilih adalah TB6600, yang merupakan motor stepper biasa. Ke dalam driver motor, subdivisi diatur ke 64.
Jika Anda menginginkan sistem pemotongan laser memiliki kinerja kecepatan tinggi yang lebih baik, Anda dapat memilih motor stepper 3 fase, yang memiliki torsi lebih besar dan kinerja kecepatan tinggi yang sangat baik. Tentu saja, setelah pengujian berikutnya, ditemukan bahwa motor stepper 2 fase 57 sepenuhnya mampu melakukan gerakan kecepatan tinggi pada sumbu X saat memindai foto dengan laser, jadi saya akan menggunakannya untuk sementara waktu, dan mengganti motor jika perlu ditingkatkan nanti.
Dalam hal sistem proteksi keselamatan, tata letak sirkuit secara keseluruhan harus dipisahkan dari tegangan tinggi dan tegangan rendah. Saat melakukan pemasangan kabel, perlu diperhatikan agar tidak terjadi persilangan. Hal terpenting adalah harus diarde. Karena saat tegangan tinggi melewatinya, rangka logam dan cangkang akan menghasilkan listrik induksi, dan saat tangan menyentuhnya, akan ada rasa mati rasa. Pada saat ini, kita harus memperhatikan pentanahan yang efektif, dan resistansi pentanahan terbaik tidak lebih dari 4 ohm (perlu menguji kabel arde), untuk mencegah kecelakaan sengatan listrik, selain itu, sakelar daya utama juga perlu menambahkan sakelar proteksi kebocoran.
Batasi Sakelar
Panel operasi juga perlu memasang sakelar penghenti darurat, sakelar daya dengan kunci, sakelar pembatas sumbu X, Y, Z untuk setiap sumbu gerak, sakelar pelindung air suhu konstan untuk tabung laser, sakelar penghenti darurat untuk perlindungan bukaan penutup guna meningkatkan keamanan mesin pemotong laser.
Tata Letak Sirkuit
Untuk memudahkan pemeliharaan selanjutnya, setiap terminal dapat diberi label yang sesuai.
Langkah 2. Desain Mekanik
Langkah kedua adalah desain struktur mekanis. Langkah ini merupakan fokus dari keseluruhan mesin pemotong laser. Ketepatan mesin dan pengoperasian mesin perlu diwujudkan melalui struktur mekanis yang wajar. Pada awal desain, masalah pertama yang dihadapi adalah menentukan rencana pemrosesan, dan perumusan rencana pemrosesan memerlukan ideologi pemandu awal. Berapa banyak ruang lingkup pemrosesan yang dibutuhkan?
Desain mekanik
Ukuran papan kayu 1220mm*2400mm. Untuk meminimalkan jumlah talenan, lebar papan kayu adalah 1200mm sebagai rentang pemrosesan panjang, dan lebar pemrosesan harus lebih besar dari 600mm, jadi saya mengatur lebar sekitar 700mm, dan panjang dan lebar Setiap ditambah 60mm panjang untuk penjepitan atau pemosisian. Dengan cara ini, rentang pemrosesan efektif yang sebenarnya dapat dijamin menjadi 1200mm*700mm. Menurut perkiraan umum kisaran rute pemrosesan, ukuran keseluruhan mendekati 2 meter, yang tidak melebihi kisaran maksimum 2 meter untuk pengiriman ekspres, yang memenuhi persyaratan.
Aksesori Perangkat Keras
Langkah selanjutnya adalah membeli aksesori perangkat keras, kepala laser, satu anti, 2 anti, katrol sinkron, dan sebagainya. Saya memilih standar Eropa 4040 profil aluminium tebal untuk rangka utama, karena akurasi pemasangan sumbu XY menentukan akurasi pemrosesan di masa mendatang, dan bahannya harus padat. Bagian balok sumbu X dari kepala laser terbuat dari 6040 profil aluminium tebal, dan lebarnya lebih lebar dari 4040 sumbu Y, karena saat kepala laser berada di posisi tengah, profil aluminium akan berubah bentuk jika kekuatannya tidak mencukupi.
Aksesori Perangkat Keras
Desain Struktur Sumbu XY
Sebelum merancang struktur sumbu XY, pertama-tama ukur dan gambar aksesori perangkat keras dan berbagai bagiannya, lalu laksanakan desain struktur melalui perangkat lunak AutoCAD.
Desain Struktur Sumbu XY
Transmisi sumbu X diperlambat oleh motor penggerak melalui katrol sinkron dan keluaran ke sabuk sinkron, dan ujung terbuka sabuk sinkron dihubungkan ke kepala laser. Rotasi motor penggerak sumbu X menggerakkan sabuk sinkron untuk menggerakkan kepala laser secara lateral; transmisi sumbu Y relatif Sedikit lebih rumit. Untuk membuat slider linier kiri dan kanan bergerak secara sinkron dengan satu motor, 2 modul linier perlu dihubungkan secara paralel dengan sumbu optik, dan kemudian sumbu optik digerakkan oleh motor penggerak untuk menggerakkan 2 slider linier pada saat yang sama, sehingga dapat menggerakkan sumbu Y. Sumbu X selalu dapat berada pada posisi horizontal.
Pemrosesan & Perakitan Suku Cadang
Setelah menyelesaikan desain, langkah selanjutnya adalah memproses dan merakit bagian-bagian, memproses spacer sumbu X, 3D cetak braket sumbu optik sumbu Y, rakit rangka profil aluminium, pasang pemandu linier, dll. Bagian yang paling penting dan membosankan adalah penyesuaian akurasi. Proses ini memerlukan debugging berulang dan membutuhkan kesabaran.
Sumbu Y Terhubung Dengan Sumbu Optik
1. Sumbu optik dipasang oleh 2 kopling dan braket sumbu optik.
2. Proses pelat pendukung sumbu X untuk menghubungkan profil aluminium sumbu X dengan 2 modul linier sumbu Y.
3. Selama pemasangan rangka profil aluminium sumbu XY, vertikalitas dan paralelisme rangka harus dipastikan selama proses ini, sehingga diperlukan pengukuran berulang selama proses untuk memastikan dimensi yang akurat. Saat memasang 2 pemandu linier pada sumbu Y, pastikan pemandu sejajar dengan profil aluminium, dan ukur dengan indikator dial untuk memastikan paralelisme berada dalam 0.05mm.
Pasang Kepala Laser Sumbu-X, Pemandu Linier, Rantai Tarik Tangki, dan Motor Stepper
4. Saat memasang rel pemandu linier, perlu dipastikan bahwa rel pemandu sejajar dengan profil aluminium. Rel pemandu setiap bagian perlu diukur dengan indikator dial untuk memastikan bahwa paralelisme berada dalam 0.05mm, yang memberikan fondasi yang baik untuk instalasi selanjutnya.
Perbaiki Posisi Sumbu X
5. Untuk memasang sabuk sinkron sumbu Y, pertama-tama pastikan sumbu X dalam keadaan horizontal, dan gunakan indikator dial untuk menandai meteran. Setelah pengukuran, ditemukan bahwa profil aluminium itu sendiri memiliki kelengkungan sekitar 0.05mm, jadi akurasi horizontal harus dikontrol dalam 0.1mm (sebaiknya kedua indikator dial diatur ulang ke nol), dan posisi kedua penggeser dan sumbu X ditetapkan dengan klip.
Pasangkan Sabuk Pengatur Waktu di Kedua Sisi
6. Lewatkan timing belt di kedua sisi dan kencangkan timing belt di sebelah kiri. Kemudian atur ulang indikator dial kontak kiri ke nol, ukur kesalahan horizontal di sisi lain, sesuaikan kesalahan horizontal ke dalam 0.1mm, dan kencangkan dengan klip. Kemudian kencangkan sabuk sinkron kanan. Pada saat ini, karena operasi pemasangan di sisi kanan, kesalahan horizontal pasti akan meningkat. Kemudian gerakkan indikator dial ke sisi kiri lagi ke nol, dan kendurkan kopling kanan untuk menggerakkan sumbu X. Geser slider, sesuaikan kesalahan horizontal ke dalam 0.1mm, dan kencangkan kopling torsi dengan klip.
7. Sekarang Anda dapat melonggarkan klem di kedua sisi, menguji apakah sumbu X berada pada posisi horizontal saat sumbu Y bergerak, memutar roda sinkronisasi sumbu Y, dan mengulangi proses pengukuran sebelumnya. Jika ditemukan bahwa sumbu X tidak sinkron, mungkin kekencangan sabuk sinkron berbeda di kedua sisi atau keakuratan setiap struktur belum disesuaikan dengan benar, maka Anda perlu kembali ke tahap sebelumnya dan menyesuaikannya lagi. Selama kekencangan sabuk sinkron disesuaikan, sumbu X harus disesuaikan lagi hingga sumbu Y digerakkan, dan sumbu X selalu berada dalam rentang kesalahan horizontal 0.1mmIngatlah untuk bersabar pada tahap ini.
Sesuaikan Bingkai Sumbu XY
8. Periksa apakah kekencangan timing belt di kedua sisi konsisten, dan disarankan untuk menekan perlahan hingga kedalaman 1-2 cm, sehingga kedalaman di kedua sisi konsisten.
9. Pasang motor stepper. Saat memasang motor, Anda perlu memperhatikan penyetelan kekencangannya. Jika sabuk sinkron terlalu longgar, akan menyebabkan gerakan backlash, dan jika terlalu kencang, sabuk sinkron akan retak.
Pasang Motor Stepper Sumbu Y
Uji Stabilitas Mekanisme Mekanik
Hubungkan sistem kontrol untuk menguji stabilitas struktur mekanis, hubungkan komputer untuk men-debug parameter motor, ukur deviasi antara grafik yang digambar dan ukuran desain, sesuaikan jumlah pulsa motor stepper sesuai dengan deviasi jarak aktual, dan periksa apakah ada celah backlash pada mekanisme. Apakah setiap langkah koheren dan apakah titik persimpangan terhubung. Penggambaran berulang dilakukan, dan akurasi posisi berulang dideteksi dengan penggambaran berulang. Tentu saja, akurasi posisi berulang mekanisme dapat dideteksi melalui indikator dial tetap dan meteran.
Hubungkan Sistem Kontrol Untuk Pengujian
Setelah mengulang gambar sebanyak 3 kali, Anda dapat melihat bahwa semua goresan berada di tempat tanpa bayangan, yang menunjukkan bahwa relokasi sudah OK. Saat ini, sumbu XY sudah dapat menggambar grafik. Jika fungsi pengangkat pena ditambahkan, maka dapat menjadi plotter skala besar. Tentu saja, tujuan sebenarnya adalah membuat mesin pemotong laser, jadi kita perlu terus bekerja keras.
Setelah sumbu XY selesai dibuat, langkah selanjutnya adalah membuat sumbu Z. Sebelum membuat sumbu Z, kita perlu melakukan 3D pemodelan dan desain rangka keseluruhan. Karena sumbu Z terhubung dengan platform pemotongan dan dipasang pada modul rangka, maka harus dirancang dan diproduksi secara bersamaan. Sumbu Z mewujudkan fungsi naik dan turun, kemudian modul sumbu XY langsung diletakkan di atasnya, dan kombinasi tersebut dapat mewujudkan fungsi sumbu XYZ.
Desain Platform Angkat Sumbu Z
Dengan menggunakan pemodelan Solidworks, rancang keseluruhan rangka dan struktur sumbu Z dari meja pemotongan laser. Melalui 3D Dari perspektif ini, masalah struktural dapat segera ditemukan dan diperbaiki.
Bangunan Platform Bergerak
Dengan rangka dan struktur yang sudah terpasang, platform yang dapat dipindahkan di bagian bawah mesin dapat dibuat. Seluruh mesin pemotong laser diletakkan di atas platform. Mesin ini relatif besar. Tidak realistis untuk membangun meja pemotong laser lalu memindahkannya ke atas. Proses ini juga akan memengaruhi keakuratan mesin, sehingga hanya dapat dibangun di platform bergerak bagian bawah.
1. Sekarang mulailah membangun platform bergerak di bagian bawah, pertama-tama beli baja persegi 1 yang ditebalkan untuk membuat rangka.
2. Baja persegi dilas satu per satu, dan sangat kuat setelah selesai, dan tidak ada masalah dengan seluruh orang yang duduk di atasnya.
3. Las 4 rol ke rangka dan sisakan celah 600 mm di sisi kiri. Tujuan utamanya adalah untuk menyediakan ruang bagi pompa air dan udara bersuhu konstan. Sekarang rangka platform bergerak telah dilas, perlu memasang lapisan kayu di bagian atas dan bawah.
4. Bangun rangka mesin dan beli profil aluminium dari Internet. Modelnya adalah 4040 profil aluminium standar nasional. Alasan utama penggunaan profil aluminium standar nasional ini adalah karena bobotnya yang relatif ringan, mudah ditangani setelah pemasangan, memiliki kekuatan yang baik, dan sudut-sudut membulat di sekitarnya relatif kecil untuk memudahkan desain dan pemasangan panel logam lembaran berikutnya.
Untuk membangun rangka mesin di ruang tamu, ukurannya terlalu besar untuk muat.
Merakit Sumbu XY dan Rangka Mesin
5. Pasang sumbu XY dan rangka mesin, letakkan rangka yang sudah selesai pada platform bergerak, lalu pasang sumbu XY yang sudah di-debug pada rangka mesin. Efek keseluruhannya masih bagus.
6. Mulailah membuat lembaran penyangga sumbu Z, buatlah goresan pada lembaran aluminium, dan tentukan posisi lubang. Lakukan pengeboran dan penyadapan untuk membuat 4 lembar penyangga yang identik.
Merakit Sekrup Pengangkat Sumbu Z
7. Pasang sekrup pengangkat sumbu Z, dan pasang sekrup berbentuk T, katrol sinkron, dudukan bantalan, pelat penopang, dan mur flensa.
8. Pasang sekrup pengangkat sumbu Z, motor stepper, dan sabuk waktu. Prinsip pengangkatan sumbu Z: Motor stepper mengencangkan sabuk sinkron melalui roda pengencang di kedua sisi. Saat motor berputar, motor tersebut menggerakkan 4 sekrup pengangkat untuk berputar ke arah yang sama, sehingga 4 titik penyangga bergerak ke atas dan ke bawah pada saat yang sama, dan platform pemotongan terhubung ke titik penyangga pada saat yang sama. Gerakan ke atas dan ke bawah. Saat memasang panel sarang lebah, Anda perlu memperhatikan penyesuaian kerataan. Gunakan indikator dial untuk mengukur perbedaan h8 dari seluruh rangka, dan sesuaikan perbedaan h8 ke 0.1mm.
Struktur mekanis seperti struktur jalur udara, jalur cahaya laser, dan lapisan logam lembaran akan dijelaskan secara rinci nanti saat sistem terkait terlibat. Selanjutnya, bagian ke-3 akan diperkenalkan.
Langkah 3. Pengaturan Sistem Kontrol Tabung Laser
1. Memilih CO2 model tabung laser. Tabung laser dibagi menjadi 2 jenis: tabung kaca dan tabung frekuensi radio. Tabung RF mengadopsi tegangan rendah 30V dengan presisi tinggi, titik kecil dan umur panjang, tetapi harganya mahal, sedangkan umur tabung kaca sekitar 1500 jam, titiknya relatif besar, dan digerakkan oleh tegangan tinggi, tetapi harganya murah. Jika Anda hanya memotong kayu, kulit, akrilik, Tabung kaca sepenuhnya kompeten, dan sebagian besar pemotong laser di pasaran saat ini menggunakan tabung kaca. Karena masalah biaya, saya memilih tabung kaca, ukuran 1600mm*60mm, pendinginan tabung laser perlu menggunakan pendingin air, dan itu adalah air bersuhu konstan.
Laser Power Supply
Catu daya tabung laser yang saya pilih adalah 100W catu daya laser. Fungsi catu daya laser diperkenalkan. Elektroda positif tabung laser memancarkan tegangan tinggi hampir 10,000 volt. Karena konsentrasi tinggi CO2 gas dalam tabung eksitasi pelepasan tegangan tinggi, laser dengan panjang gelombang 10.6um dihasilkan di ujung tabung. Perhatikan bahwa laser ini adalah cahaya tak kasat mata.
CW5000 Air chiller
2. Pilih pendingin air. Tabung laser akan menghasilkan suhu tinggi selama penggunaan normal, dan perlu didinginkan dengan sirkulasi air. Jika suhu terlalu tinggi dan tidak didinginkan tepat waktu, hal itu akan menyebabkan kerusakan permanen pada tabung laser, yang mengakibatkan penurunan tajam dalam masa pakai atau pecahnya tabung laser. Kecepatan penurunan suhu air juga menentukan kinerja tabung laser.
Ada 2 jenis pendinginan air, satu adalah pendinginan udara, dan yang lainnya adalah metode pendinginan menggunakan pendinginan kompresor udara. Jika tabung laser sekitar 80W, pendinginan udara bisa kompeten, tetapi jika melebihi 80W, metode pendinginan kompresor harus digunakan. Jika tidak, panas tidak dapat ditekan sama sekali. Air suhu konstan yang saya pilih adalah CW5000 model. Jika daya tabung laser ditingkatkan, air bersuhu konstan ini masih dapat berfungsi dengan baik. Seluruh mesin mencakup sistem kontrol suhu, ember penyimpanan air, kompresor udara, dan pelat pendingin. komposisi modul.
3. Pasang tabung laser, pasang tabung laser pada dasar tabung, sesuaikan h8 tabung laser agar konsisten dengan tinggi desain, dan perhatikan penanganannya dengan hati-hati.
Pemasangan Tabung Laser
Hubungkan pipa saluran keluar air suhu konstan. Perlu dicatat bahwa saluran masuk air pertama kali masuk dari kutub positif tabung laser, saluran masuk air positif tabung laser harus menghadap ke bawah, air pendingin masuk dari bawah, lalu keluar dari atas kutub negatif tabung laser, lalu kembali ke saluran balik melalui sakelar pelindung sirkulasi air. Tangki air suhu konstan menyelesaikan satu siklus. Saat siklus air berhenti, sakelar pelindung air terputus, dan sinyal umpan balik dikirim ke papan kontrol, yang mematikan tabung laser untuk mencegah panas berlebih.
Hubungkan Amperemeter
4. Kutub negatif tabung laser dihubungkan ke amperemeter, lalu kembali ke kutub negatif catu daya laser. Saat tabung laser bekerja, amperemeter dapat menampilkan arus tabung laser secara real time. Melalui nilai numerik, Anda dapat membandingkan daya yang ditetapkan dan daya aktual untuk menilai apakah tabung laser bekerja secara normal.
5. Hubungkan rangkaian catu daya laser, air bersuhu konstan, sakelar pelindung air, amperemeter, dan siapkan kacamata pelindung (karena tabung laser memancarkan cahaya tak kasat mata, Anda perlu menggunakan kacamata pelindung khusus 10.6um), dan atur daya tabung laser ke 40%, nyalakan mode burst, letakkan papan uji di depan tabung laser, tekan sakelar untuk memancarkan laser, papan langsung menyala, dan efek pengujiannya sangat bagus.
Langkah berikutnya adalah menyesuaikan sistem jalur optik.
Langkah 4. Pengaturan Sistem Pemandu Cahaya Tabung Laser
Bagian ke-4 adalah pengaturan sistem pemandu cahaya tabung laser. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, cahaya laser yang dipancarkan oleh tabung laser dibiaskan oleh cermin hingga 90 derajat ke cermin ke-2, dan cermin ke-2 dibiaskan lagi hingga 90 derajat ke cermin ke-3. Pembiasan menyebabkan laser melesat ke bawah menuju lensa pemfokus, yang kemudian memfokuskan laser untuk membentuk titik yang sangat halus.
Kesulitan sistem ini adalah di mana pun kepala laser berada dalam proses pemesinan, titik fokus harus berada di titik yang sama, dengan kata lain, lintasan optik harus berimpit dalam keadaan bergerak, jika tidak, sinar laser akan dibelokkan dan tidak ada cahaya yang dipancarkan.
Desain Jalur Optik Cermin Permukaan Pertama
Proses penyesuaian braket cermin: cermin dan laser berada pada sudut 45 derajat, yang membuatnya sulit untuk menilai titik laser. Hal ini diperlukan untuk 3D cetak braket 45 derajat untuk penyesuaian tambahan, tempelkan kertas bertekstur pada lubang tembus, dan laser dihidupkan. Mode pemotretan spot (waktu aktif 0.1S, daya 20% untuk mencegah penetrasi), sesuaikan tinggi, posisi, dan sudut putaran braket, sehingga titik cahaya dikontrol di tengah lubang bundar.
Desain Jalur Optik Cermin Permukaan ke-2
Posisi pemasangan yang tepat dan pemasangan h8 braket cermin ke-2 diperoleh melalui 3D perancangan lintasan cermin permukaan ke-2, dan braket cermin permukaan ke-2 dipasang secara akurat dengan mengukur jangka sorong (pasang pada posisi awal terlebih dahulu).
Sesuaikan Sudut Pantulan Cermin Permukaan Pertama
Proses penyesuaian sudut cermin permukaan pertama: gerakkan sumbu Y mendekati cermin, titik laser, lalu gerakkan ujung sumbu Y menjauh, dan titik lagi. Pada saat ini, akan ditemukan bahwa 1 titik tidak bertepatan, jika titik dekat lebih tinggi dan titik jauh lebih rendah, maka cermin perlu disesuaikan untuk berputar ke atas, dan sebaliknya; langkah selanjutnya adalah terus membuat titik, jauh dan dekat, jika titik dekat ke kiri dan titik jauh ke kanan, Anda perlu menyesuaikan cermin untuk berputar ke kiri, dan sebaliknya, hingga titik dekat bertepatan dengan titik jauh sebagai titik, itu berarti bahwa jalur optik cermin permukaan ke-2 sepenuhnya sejajar dengan arah gerakan sumbu Y.
Desain Jalur Optik Cermin Permukaan ke-3
Proses penyesuaian sudut cermin permukaan ke-2: gerakkan sumbu Y ke cermin permukaan ke-1, kemudian gerakkan sumbu X ke ujung dekat, lakukan titik laser, kemudian gerakkan sumbu X ke ujung jauh, dan kemudian lakukan titik laser, pada saat ini, amati apakah titik dekat lebih tinggi dan titik jauh lebih rendah, Anda perlu menyesuaikan cermin permukaan ke-2 untuk memutar ke atas, dan sebaliknya. Pada langkah berikutnya, terus membuat titik, satu titik jauh dan satu dekat, jika titik dekat ke kiri dan titik jauh ke kanan, Anda perlu menyesuaikan cermin permukaan ke-2 untuk memutar ke kiri, dan sebaliknya, hingga titik dekat dan titik jauh bertepatan sebagai satu titik, yang berarti bahwa jalur optik cermin permukaan ke-3 ujung dekat sepenuhnya sejajar dengan arah gerakan sumbu X. Kemudian gerakkan sumbu Y ke ujung terjauh, dan tandai satu titik pada ujung dekat dan ujung terjauh sumbu X, jika tidak berimpit berarti lintasan cermin ke-2 tidak saling tumpang tindih, dan perlu kembali mengatur sudut cermin permukaan ke-1 hingga ke-2 titik pada sumbu X di ujung dekat sumbu Y dan ke-2 titik dan ke-4 titik pada sumbu X di ujung terjauh sumbu Y benar-benar berimpit.
Sebenarnya, penyesuaian belum berakhir pada langkah ini. Amati apakah titik cahaya dudukan lensa cermin permukaan ke-3 berada di tengah lingkaran. Ketika titik cahaya berada di sebelah kiri, dudukan lensa cermin permukaan ke-2 perlu dipindahkan kembali, dan sebaliknya. Sesuaikan posisi seluruh tabung laser untuk bergerak ke bawah, dan sebaliknya. Ketika mengganti braket cermin permukaan ke-2, kita perlu mengulangi proses penyesuaian sudut lensa cermin permukaan ke-2 lagi. Ketika mengganti h8 tabung laser, kita perlu mengulangi seluruh proses penyesuaian lensa Satu lintasan (termasuk: proses penyesuaian braket cermin permukaan ke-1, lensa cermin ke-1 dan cermin permukaan ke-2), dan lakukan titik-titik lagi sampai titik cahaya berada di posisi tengah dan 4 titik sepenuhnya bertepatan.
Sesuaikan Sudut Pantulan Cermin Permukaan Ketiga
Proses penyesuaian sudut cermin permukaan ke-3: penyesuaian cermin adalah dengan menambahkan 2 titik pengangkatan dan penurunan sumbu Z berdasarkan cermin, yaitu 8 titik. Prinsip penyesuaian adalah pertama-tama menentukan titik pengangkatan dari 1 titik dan kemudian menggerakkan Sumbu X ke ujung lainnya, lalu tekan titik pengangkatan. Jika titik tinggi titik cahaya lebih tinggi dari titik rendah, Anda perlu memutar lensa cermin permukaan ke-4 ke belakang, dan sebaliknya. Putar ke kanan dan sebaliknya.
Jika titik cahaya tidak selalu dapat disesuaikan agar bertepatan, berarti lintasan optik cermin permukaan ke-3 tidak bertepatan dengan sumbu X, dan perlu untuk kembali menyesuaikan sudut lensa cermin permukaan ke-2. Perlu untuk kembali menyesuaikan h8 tabung laser, dan kemudian mulai dari braket terbalik untuk menyesuaikannya lagi hingga ke-8 titik tersebut benar-benar bertepatan.
Lensa Pemfokusan
Ada 4 jenis lensa fokus: 50.8, 63.5, 76.2, dan 101.6. Saya memilih 50.8mm.
Letakkan lensa fokus ke dalam silinder kepala laser, dengan sisi cembung menghadap ke atas, letakkan papan kayu miring, gerakkan sumbu X untuk membuat titik setiap 2mm, temukan posisi dengan titik tertipis, ukur jarak antara kepala laser dan papan kayu, jarak ini adalah posisi panjang fokus yang paling sesuai untuk pemotongan laser, dan jalur optik telah disesuaikan pada langkah ini.
Langkah 5. Pengaturan Sistem Pembuangan Tiup
Bagian ke-5 adalah pengaturan sistem pembuangan dan tiupan udara. Asap tebal akan dihasilkan selama pemotongan laser, dan partikel asap tebal akan menutupi pelat pemfokus dan mengurangi daya pemotongan. Solusinya adalah menambah pompa udara di depan pelat pemfokus.
Pompa udara yang saya pilih adalah pompa udara kompresor udara, alasan utamanya adalah tekanan udaranya relatif tinggi, dan efisiensi pemotongan dapat ditingkatkan karena aksi gas selama pemotongan. Sinyal keluaran dihubungkan dari papan utama untuk mengontrol katup solenoida, dan katup solenoida mengontrol pompa udara untuk meniupkan udara.
Proyek Kayu Potong Laser
Setelah instalasi, saya tidak sabar untuk membuat potongan percobaan 6mPapan multi-lapis m, yang dapat dipotong dengan halus, dan efeknya sangat ideal. Satu-satunya masalah adalah sistem pembuangannya belum selesai, dan asapnya relatif besar.
Potong pelat baja tahan karat sesuai dengan ukuran desain, dan kencangkan pelat baja tahan karat dengan sekrup setelah pengeboran. Seluruh mesin tertutup sepenuhnya, hanya menyisakan saluran masuk dan keluar udara.
Kipas pembuangan dipasang di dinding, dan perlu dibuat braket.
3D Cetakan Saluran Udara
Kipas tekanan sedang menggunakan 300W daya, saluran keluar udara berbentuk persegi panjang yang dirancang khusus sesuai dengan ukuran jendela paduan aluminiumnya sendiri.
Langkah 6. Pengaturan Sistem Pencahayaan dan Pemfokusan
Bagian ke-6 adalah sistem pencahayaan dan pemfokusan, yang menggunakan strip lampu LED 12V catu daya independen, dan pencahayaan LED ditambahkan ke bagian sistem kontrol, area pemrosesan, dan area penyimpanan secara bersamaan.
Kepala laser silang ditambahkan di belakang kepala laser untuk pemfokusan. Ia menggunakan catu daya independen 5V dan dilengkapi dengan sakelar independen. Posisi kepala laser ditentukan oleh garis silang. Garis laser horizontal digunakan untuk menilai kedalaman papan. Bagian tengah menunjukkan bahwa papan tidak datar atau panjang fokus tidak disesuaikan dengan benar, Anda dapat menyesuaikan sumbu Z ke atas dan ke bawah fokus, dan menyesuaikan garis horizontal ke bagian tengah.
Pasang Laser Cross Focus
Setp 7. Optimasi Operasional
Bagian ke-7 adalah pengoptimalan pengoperasian. Untuk memfasilitasi penghentian darurat, sakelar penghentian darurat dirancang di bagian atas yang dekat dengan permukaan kerja, dan sakelar kunci, antarmuka USB, dan port debugging dipasang di bagian samping. Bagian depan dirancang dengan sakelar daya utama, sakelar kontrol tiupan dan pembuangan udara, sakelar lampu LED, sakelar fokus laser, yang memungkinkan semua pengoperasian diselesaikan di bawah satu panel.
Tata Letak Tombol Sakelar
Pintu kabinet dirancang di kedua sisi mesin, sisi kiri digunakan untuk menyimpan peralatan yang digunakan oleh pemotong laser, dan sisi kanan digunakan untuk pemeriksaan dan perawatan. Ada jendela pemeriksaan di bagian bawah depan. Saat benda kerja dijatuhkan, benda tersebut dapat dikeluarkan dari bagian bawah. Anda juga dapat mengamati apakah daya laser cukup dan apakah telah dipotong tepat waktu, sehingga dapat meningkatkan daya tepat waktu.
Saya juga menambahkan pedal kaki. Saat Anda perlu menyalakan pemotong laser, Anda hanya perlu menginjak pedal kaki untuk menyelesaikan operasi, yang menghemat operasi tombol yang membosankan, yang sangat cepat dan nyaman.
Langkah 8. Uji dan Debug
Terakhir, perlu menguji fungsi sistem pemotongan laser, meningkatkan parameter pemotongan dalam proses penggunaan untuk mencapai hasil yang lebih baik, dan men-debug fungsi pemotongan laser dan pengukiran laser.
Proyek Pemotongan Laser
Pada titik ini, seluruh mesin pemotong laser telah selesai dibuat. Beberapa hambatan dan kesulitan yang ditemui dalam proses pembuatan telah diatasi satu per satu melalui kerja keras. Pengalaman DIY ini sangat berharga. Melalui proyek ini, saya telah belajar banyak tentang mesin pemotong laser. Pada saat yang sama, saya sangat berterima kasih atas bantuan para pemimpin industri, yang membuat proyek ini tidak terlalu banyak hambatan.
