Критерії вибору контролера ЧПУ для лазерного верстата

Лазерний верстат з ЧПУ призначений для безконтактної обробки заготовок з різного матеріалу: дерева, пластику, скла, каменю, паперу, тканини, шкіри, гуми, поліетилену та інших. Широкий спектр оброблюваних матеріалів одна із головних переваг лазерного устаткування з ЧПУ. Інша значна перевага — дуже висока якість обробки. Різання матеріалів за допомогою лазерного променя забезпечує дуже тонкий шов з акуратними краями. А гравіювання дозволяє наносити зображення відмінної якості, які виглядатимуть чітко, навіть якщо рясніє дрібними деталями. Плюс до всього, обробка на лазерному верстаті з ЧПУ відбувається дуже швидко і з низькими сумарними витратами (як внаслідок економічності самого обладнання, так і за рахунок економного витрачання матеріалу, відсутності «обрізків», шлюбу тощо).

Опис конструкції

Однак, незалежно від особливостей конкретної моделі, принципова схема лазерного верстата з ЧПУ залишається незмінною. В основі конструкції лежить несучий монолітний корпус, що має значну жорсткість для забезпечення стійкості та гасіння вібрацій. Корпус містить кілька внутрішніх відсіків, де розміщується вся "начинка" верстата. Найбільший - центральний - відсік (робоча область) обладнаний гратчастим столом і призначений для безпосереднього розміщення заготовки, що обробляється. До робочої області ззаду примикає відсік установки лазерної трубки (через свою довжину трубка розташовується горизонтально - щоб вписатися в габарити корпусу). Бічні відсіки служать для розміщення керуючої електроніки (включаючи систему ЧПУ) і трансформаторів живлення для забезпечення роботи лазерної трубки (у разі коли трубок кілька, кожна працює з власним трансформатором).

Принцип обробкизаготовок полягає у впливі на поверхню променем високої енергії. За рахунок підвищення температури в області контакту з лазером матеріал поверхні випаровується. Головка лазерного випромінювача переміщається над заготовкою та поступово обробляє всю поверхню. Таким чином, заготівля набуває нової форми, тобто фактично обробляється. Маршрут обробки задається керуючою програмою, завантаженою на згадку контролера ЧПУ. Контролер зчитує коди програмних рядків і з їхньої основі формує керуючі імпульси для електродвигунів, які рухають інструментальний портал із закріпленою ньому головкою лазерного випромінювача. Керуюча програма будується на основі графічної моделі готового виробу, що дає широкі можливості для програмування обробки. При цьому лазерний верстат з ЧПУ може зі 100% точністю втілити віртуальну модель в реальному виробі.

Особливості ЧПУ-контролерів

З вищеописаного випливає, що логіка функціонування контролера ЧПУ надає вирішальний вплив як на якість обробки, а й у зручність управління лазерним верстатом загалом. Загалом під «контролером ЧПУ» мають на увазі цілий комплекс пристроїв для керування лазерним верстатом, а саме:

  • основний блок керування (кнопковий пульт на лицьову панель верстата, з РК-дисплеєм для індикації параметрів);
  • керуюча плата;
  • сполучний кабель (що зв'язує керуючу плату та блок управління);
  • інтерфейсний USB-кабель (для підключення персонального комп'ютера);
  • додаткове обладнання (може включати короткі USB-кабелі, DVD з програмним забезпеченням, інструкцію з експлуатації тощо).

Залежно від конкретного виробника вищеописаний перелік, а такожфактичне виконання компонентів може значно змінюватись. Однак досвід великої кількості фахівців показує, що перевагу слід віддавати контролеру:

  • працюючому стабільно та без збоїв;
  • забезпечує зручність функціонування (дружній інтерфейс);
  • що підключається не тільки по USB, а й через LAN-порт;
  • що допускає самостійну «перепрошивку» і легко настроюється;
  • коректно розпізнає декілька кольорів в одному файлі керуючої програми на гравіювання;
  • без проблем, що працює з бібліотеками *.dll;
  • що автоматично перераховує координати при роботі з поворотною віссю (щоб користувач міг вказати лише діаметр заготовки, а не обчислював поправочні коефіцієнти вручну);
  • що автоматично сповіщає лазерний випромінювач «в нуль» при включенні верстата;
  • щонайменше «прив'язаний» до апаратного ключа захисту «софту»;
  • має актуальну підтримку виробника (оновлюване ПЗ, доступні матеріали для завантаження тощо);
  • що розпізнає сучасні «флешки» (ємністю понад 1 Гб);
  • що підтримує сумісність із новітніми операційними системами (MS Windows 7, MS Windows 8 - 32/64 bit).

Крім того, для забезпечення суто «фізичної» надійності контролер повинен мати надійний корпус, який закриває друковані плати.

Деякі моделі контролерів спочатку розроблялися під фрезерні верстати з ЧПУ. У результаті їх "портування під лазер" вдалося не найкращим чином. Наприклад, контролер Rznc (званий також Rich AUTO, CNC) просто має адаптовану «лазерну» прошивку та додаткову колодку на платі для підключення до специфічних систем лазерного верстата. А програмне забезпечення обмежується макросом для CorelDraw. УУ результаті контролер Rznc не може претендувати на універсальність.

Щодо конкретних моделей «правильних» ЧПУ-контролерів, у тій чи іншій повноті відповідних вищеописаним вимогам — це:

Забезпечення безперебійного функціонування

Як і будь-яка електронна система, контролер ЧПУ має складну архітектуру. Він дуже чутливий до перешкод і вразливий для пошкоджень. Тому при експлуатації лазерного верстата з ЧПУ слід виявляти особливу увагу до електронної підсистеми. Крім «фізичних» вимог (підтримувати чистоту плат і мікросхем, не допускати ударів, впливу рідин та сильних вібрацій), контролер слід правильно заземлювати — щоб уникнути проблем із керуванням від зовнішніх електричних наведень.