Netzteile und Laser Röhre

Netzteil Steuerung DC 24V 15A & DC 48V 10A

Dieses Netzteil versorgt die gesammte Steuerung mit 24V Gleichstrom. Nach den ersten Versuchen und der Durchsicht der einzelnen Manuals habe ich mich entschieden die beiden Cloos Loop Stepper mit 48VDC zu betreiben. Dies wird im entsprechenden Manual so empfohlen. Also habe ich noch ein weiteres Netzteil mit 48V DC eingebaut

Netzteil Laserröhre

Ich habe mich für ein Cloudray 80-100W Netzteil entschieden. Es sind aber praktisch alle Netzteile mit den selben Klemmen ausgestattet. Den 230VAC Anschluss und die Steuerklemmen. Diese habe ich mit unterschiedlichen Beschriftungen gefunden.

Anschlüsse Laser Netzteil mit Dip-Switch LCD Display mit Potentiometer

Das separate LCD Display liefert gleich die aktuelle Stromstärke und einige Zustandsanzeigen des Netzteiles.  Neben dem Anschlussklemmen ist noch ein kleiner Dip-Switch zu finden. Ist der Schalter "rechts" kann mit dem Potentiometer die maximale Stromstärke eingestellt werden. Ist der Switch "Links" hat das Potentiometer keine Funktion mehr. Die Leistung wird via Software an das Netzteil weitergegeben. Die Anzeige mit den Infomationen ist aber weiterhin ersichtlich

Die  Klemme W(WP) kann als Sicherheitskreis eingeschlauft werden. Ich hab hier einen Not-Aus Schalter und es wird noch ein Endschalter an der Klappe eingebaut.
s kann aber auch ein Kontakt eines Chillers angeschlossen werden damit der Laser nur läuft wenn diese Sicherheitsrelevanten Kontakte geschlossen sind. Wird dies nicht verwendet
ist eine Brücke zwischen die Klemme G und W einzulegen.

Zusätzliches Analoges A-Meter

Zusätzlich zum Digitalen A-Meter das direkt am Netzteil angeschlossen ist baue ich noch ein Analoges A-Meter ein. Ich habe mich für ein 0-50mA entschieden. Damit decke ich den Nennstrom bis zur 100W Laserröhre ab.
Im weiteren muss ich das fix angeschlossene und zu kurze Massekabel nicht verlängern, sondern kann dieses direkt an das A-Meter anschliessen. Der Leiter von der Laserröhre zum A-Meter kann ich dann als neue Leitung in richtiger Länge verlegen. Ich bin gespannt  ob die beiden Anzeigen den gleichen Strom anzeigen und habe somit auch den Vergleich Digital und Analog

Analoges A-Meter 0-50mA

Die Halterung

verstellbare Halter für die Laser Röhre aus dem 3D Drucker

Die Laserröhre / Lasertube

Ruida RDC6445G - RDC6445S Controller

Ruida Controller RDC644XG-A

Ruida Bedienpanel

Das Anschluss Schema

Anschluss Steppertreiber

Die Steppertreiber werden an die entsprechenden Klemmen angeschlossen

Axis-X an die Klemmen 1,2,3         Achse in X Richtung (Breite)
Axis-Y an die Klemmen 4,5,6         Achse in Y Richtung (Tiefe)
Axis-Z an die Klemmen 7,8,9         Arbeitstisch Höhe

Schlepperkette X-Achse

Erste Inbetriebnahme

Der erste Start der Steuerung:

Nach dem Start der Steuerung wirst du nicht viel auf dem Display erkennen Lauter chinesische Zeichen zieren das Display. Kein Problem. Gehe auf den Button "Menu"
navigiere auf den 4. Menupunkt und bestätige mit Enter. Jetzt kannst du die Sprache Deutsch oder Englisch auswählen.

Statische IP Adresse eingeben:

Gehe auf Menu > Controller Settings > IP Config Hier gibst du eine freie IP Adresse ein. z.B 192.168.1.102. Die gleiche Adresse muss auch noch in RD Works oder Lightburn eingegeben werden.

Standard Passwort:

Das Standard Passwort lautet RD8888 und ist mit Enter zu bestätigen

Die wichtigsten Parameter:

linken Seite findet man die verschiedenen Achsen
X-Achse ist für die Rechts - Links
Y- Achse Vor -  Zurück
Z-Achse Lasertisch Hoch - Runter
U-Achse (ist für Vorschub bei Serien Fertigung gedacht)

pro Achse sind die folgengende Einstellungen wichtig
dir polarity = Drehrichtung Steppermotor   (dreht der Motor auf die falsche Seite kann er von Negativ auf Positiv gestellt werden.)
keying direction = Bewegungsrichtung Pfeiltasten Ist die Fahrtrichtung entgegen der Pfeiltasten auf dem Display kann die ebenfalls mit Positiv und negativ geändert werden.
lmt polarity = "Negativ" für Schliesser (Arbeitskontakt) "Positiv" für Öffner (Ruhekontakt)  Hier wird angegeben wie der Endschalter auf der entsprechenden Achse geschaltet ist

Ich wollte die Endkontakte "Drahtbruchsicher" verdrahten wie es in einem Video zu sehen ist. Der Laser hat dann korrekt das Homing durchgeführt.  Anschliessend reagierte der Laser nicht mehr auf die Pfeiltasten. Der Laserkopf konnte nicht mehr mittels der Pfeiltasten verfahren werden. Wurde ein Job neu gestartet wurde er nach kurzen Zeit mit einer Fehlermeldung "Sys Alarm Endschalters ESC" abgebrochen. Ich habe kurzerhand die Endschalter anders angeschlossen und siehe da der Laser läuft. 

enable limiting trig = "Yes"
enable reset = "Yes"
PWM = "no"

immer anschliessend mit "Write" bestätigen erst danach zur nächsten Achse

Solltest der Laser ganz speziell reagieren, kontrolliere die Verdrahtung der Endschalter nochmals. Wird der Betätigungshebel der Endschalter gedrückt muss sich die Statusanzeige der entsprechenden LED
auf dem Controller ändern.
LED1 = Endschalter X-
LED3 = Endschalter Y-

Alle Parameter können auch in Lightburn ausgelesen werden. Die entsprechenden Parameter findet man unter  Bearbeiten > Maschieneneinstellungen

Geschwindigkeiten X & Y Achse:

Laser haben in X-Richtung deutlich weniger Masse zu bewegen als in Y-Richtung In X Richtung ist nur das Gewicht des Kopfes mit Spiegeln, Lagern und Riemen. In der Y-Richtung kommt noch das Gewicht des X-Portals, des X-Schrittmotors, der Y-Lager, der Riemen und der Kupplungswelle hinzu.

Folglich können sich die meisten Laser in X-Richtung wesentlich schneller bewegen und beschleunigen/abbremsen als in Y-Richtung. Dies ist bei den Einstellungen zu beachten.

Erste Kalibrierung der X & Y Achse:

Die X und Y Achse müssen noch ein erstes mal kalibriert werden. Durch die verwendeten Umlenkrollen und Zahnriemenscheiben wird es so sein das die gewünschte Länge nicht der gefahrenen Länge entspricht.  Diese Einstellung muss noch exakt sein. Dies soll nur verhindern das der Laserkopf den doppelten Weg zurücklegt und crasht.

Jede einzelne Achse kann kalibriert werden. Hierfür gehst du auf die entsprechende Achse und findest auf der rechten Seite "calulate st" oder auf Deutsch "Schrittgenau". Ja ich weis die Übersetzungen lassen etwas zu wünschen übrig. Ist halt Made in China. Danach kommst in das Untermenu und kannst die Messwerte eintragen. Fahre hierfür den Laser auf Homing. Danach messe von der Rückwand bis zu einem bestimmten Punkt am Laserkopf. Danach fährst du mit der X-Achse 200mm nach rechts. Anschliessend wird wieder vom gleichen Punkt zum Laserkopf gemessen. im oberen Feld die gefahrene Länge (200mm) und im unteren Feld die tatsächlich gefahrene Länge eingetragen werden. 2. Messpunkt - 1 Messpunkt = wirklich gefahrener Weg. Dann noch mit Enter bestätigen. Der Ruida Controller wird jetzt die Schrittweite ausrechnen und beider Achse hinterlegen.

 X & Y Achse kalibrieren

Ist de Laserröhre eingebaut und funktionstüchtig, werde ich diesen Schritt wiederholen. Dann schneide ich ez.B ein Quadrat von 100mm x100mm und messe es nach. Stimmt die geläserte Grösse dann nicht exakt mit der gemessenen, kann dieser Schritt nochmals wiederholt werden. geschafft erste Achse ist kalibriert. Jetzt kannst du diesen Schritt für die anderen Achsen widerholen

Die Kühlung:

Als Kühlung wird ein geschlossener Kreislauf verwendet mit einem Expansionsgefäss. Dazu wird ein Kühler, wie sie für wassergekühlte Computer verwendet werden, eingesetzt.  3 Ventilatoren sorgen für die nötige Luftzirkulation des Kühlers. Eine Pumpe bringt den Wasserkreislauf mit dem Kühlwasser so richtig in Schwung.    

Auto Fokus - Werkstück automatisch fokusieren

Damit der CO2 Laser die besten Ergebnisse erzielt muss der Laserstrahl immer im Fokus sein.Bei der verwendeten Spiegel und Laserkopf entspricht dies 50.8mm vom der Fokus Linse bis zu dem zu bearbeitenden Werkstück. Je nach Lasermaterial muss diese Höhe vor jedem Laservorgang neu eingestellt werden. Der Auto Fokus nimmt einem diese Arbeit ab. Voraussetzung dafür ist ein motorisierte Z-Achse und eine Auto-Fokus Kontakt.

Auto Focus mit Klemmrbriede 24mm oder 25mmVerdrahtung Anschluss Auto-Fokus CO2 Laser

Es sind unterschiedliche Anschluss Schema im Netz zu finden. Ich habe den braunen Draht entgegen des Anschlussplanes auf die Klemme 6 vom Klemmblock CN3 angeschlossen.
Und schon wieder ein kleines Problem. Die Klemmbriede des Auto Fokus gibt es nur in 24 oder 25mm Durchmesser. Also muss eine Reduktion auf 19mm erstellt und mit dem 3D Drucker gedruckt werden.

Reduktion auf den 18mm LaserkopfMontierter Auto-Fokus am Laserkopf

Zum Schluss muss noch im Ruida Controller der Autofokus aktiviert werden. Anschliessend kann auf dem Ruida der Fokus Button gedrückt werden. Es erscheint die Meldung Auto Fokus aktivieren. iese muss noch mit Enter bestätigt werden. Bei mir ist der Tisch nach unten gefahren. Also habe ich ihn gestoppt und im Menu in der Z-Achse die Motordrehrichtung und die Direktionsrichtung der Pfeiltasten geändert. Der Tisch läuft jetzt in die richtige Richtung und wird durch den Fokuskontakt ausgeschaltet.