Lasercutter
| Lasercutter Release status: experimental [box doku] | |
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| Description | Schneidlaser für möglichst auch Metalle |
| Author(s) | TeslaDennis (Tesla) |
| Last Version | 0.1 |
Beschreibung
Bei diesem Projekt möchte ich einen Schneidlaser bauen der stark genug ist um Material zu schneiden oder Oberflächen zu gravieren. Die Leistung hängt maßgeblich vom eingesetzten Laser ab. Der finale Aufbau soll ähnlich einem X-Y-Plotter aufgebaut werden. Statt des Stifts wird der Laserstrahl auf das Material gelenkt.
Komponenten
Das System wird aus drei Teilen bestehen:
- Dem Tisch mit Laser
- Der Steuerung (bevorzugt in 19" Baugruppen)
- Ein Computer der das ganze mit Daten versorgt
- (Peripherie, der Laser braucht Kühlwasser und Druckluft)
Aktueller Stand
Der Laser wurde beschafft. Erste Gehversuche den Laser Pulsweise in Betrieb zu nehmen sind erfolgreich abgeschlossen. Es wurde auf verschiedene Materialien "gechossen" um zu schauen "wat der denn so kann". Zur Zeit sind wir dabei ein Netzteil/Ladeschaltung zu entwickeln das die Leistung besitzt um den Laser im späteren Betrieb zu versorgen.
Haben mit der Hardware eines Rubinlasers den YAG probehalber mal in Betrieb genommen. Die Hardware ist für unseren Fall nicht zu gebrauchen da sie zu wenig Leistung besitzt. Wir werden die Baugruppen zerlegen und Teile daraus wiederverwenden. (Zündübertrager mit Beschaltung).
Haben nun ein eigenes Zündnetzteil gebaut. (siehe Zündnetzteil)
Das Netzteil
Für die im Laser verbaute Blitzlampe ist es notwendig zum hohen Strom auch eine hohe Spannung zur Zündung bereitzustellen. Der Strom kann durch einen Kondensator bereitgestellt werden, da die Blitzlampe, wie der Name schon sagt, nur pulsweise betrieben wird. Die Zündspannung, in unserem Fall über 10kV, wird nur kurz, zum Zünden der Lampe benötigt. Diese hohe Spannung wird seriell über einen Impulstransformator eingekoppelt. Sekundärseitig ist der Trafo mit dem Kondensator in reihe an die Lampe angeschlossen. Primärseitig wird über einen Thyristor und einen Kondensator ein kurzer Strompuls in den Trafo geschickt, damit dieser eine sekundär hohe Spannung aufbauen kann. Diese Spannung addiert sich zur Ladespannung des Haupt-Kondensators und über steigt damit die Zündspannung der Lampe, wodurch diese leitend wird.
Zündeinheit
Die Zündeinheit besteht aus einem Schaltnetzteil das aus 24VDC 500VDC generiert. Mit diesem Netzteil wird ein Kondensator aufgeladen der mit Hilfe eines Thyristors in den Zündübertrager entladen werden kann. Die Zündeinheit wird von einem AVR gesteuert der folgende Aufgaben übernimmt:
- Steuerung des Schaltnetzteils und abschaltung des selbigen bei erreichen der Ladeschlussspannung (500V).
- Überwachung des Schaltnetzteils
- Kommunikation mit des Steuerung des Lasersystems
- Auslösen eines Zündpulses als Reaktion auf externes Triggersignal
- Abschaltung der gesamten Zündeinheit im Fehlerfall
Die Zündeinheit besitzt vier Anschlüsse um Signale zu Empfangen uns zu senden:
- eine RS232 Schnittstelle
- einen Triggereingang der einen Zündpuls auslöst
- einen Fehlerausgang der sobald der AVR eine Fehlfunktion feststellt auf High gesetzt wird
- einen Eingang mit dem das gesamte Zündgerät ein- und ausgeschaltet werden kann.
Alle Ein- und Ausgänge sind über Optokoppler galvansch getrennt.
Der Laser
Bei dem Laserkopf handelt es sich um einen Blitzlampengepumpten ND:YAG Laser mit Wasserkühlung. Der Laser besitzt eine Ausgangsleistung von 15 Watt im Mittel und eine Pulsleistung von 40 Kilowatt, bei einer Wiederholrate von 20 Hz. Die Zündspannung der Lampe wurde auf ca. 10kV bis 12kV geschätzt. Die Brennspannung der Lampe beträgt 600V bei einem Strom von 20mA.