Изучение программного пакета «Лазер ТОП-С»

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет»

Институт машиностроения, металлургии и транспорта

 

Кафедра

«Сварки и лазерных технологий»

Отчёт

по лабораторной работе №2

Изучение программного пакета «Лазер ТОП-С»

Выполнил: студентка гр.

Принял:

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

Цель: освоить управление лазерным технологическим комплексом «Скат-301»,используя программный пакет «Лазер ТОП-С». 
Задачи:

• Выполнить гравировку нескольких параллельных линий (скорость гравировки-1мм/с, 2 мм/с, 3 мм/с, длина линии-7 мм, расстояние между линиями- 3 мм);
• Выполнить гравировку полукруга (выполнив задачу 1, выбрать оптимальную скорость гравировки для полукруга с радиусом 7,5мм).

Для работы используется Al пластинка с напылением и толщиной 0,3мм.

Расстояние от сопла до образца 1мм (между образцом и соплом была подложена пластинка в 1мм). 
ЛТК «Скат-301»

Лазерный технологический комплекс «Лазер ТОП-С» предназначен для разделительной газолазерной резки и глубокой гравировки металлов и сплавов, а так же некоторых других непрозрачных материалов.

Взаимодействие отдельных функциональных частей ЛТК осуществляется на основе автоматической схемы контроля и диагностики. Общее управление и технологические установки задаются в специализированной программной среде. Система перемещения заготовки реализована на базе двух-координатного стола с перемещением программно-аппаратного комплекса управления траектории движения.

Стойка питания и управления представляет собой технологический шкаф с размещенными на нем блоками:

• Блок питания лампы накачки;
• Устройство коммутации;
• Котроллер стола;
• Устройство охлаждения.

Источником импульсного лазерного излучения является резонатор(Nd:YAG).

Работа с установкой

1. Включение установки

1. Подать питающее напряжение включением внешнего рубильника (компрессор).

2. Подать внешнюю охлаждающую воду.
3. Перевести поворотный выключатель.
4. Включить управляющий компьютер.
5. Включить электронику, для чего – вставить ключ в замковое устройство и провернуть по часовой стрелке.
6. Убедиться в том, что красная кнопка Стоп горит непрерывно. Если лампа кнопки мигает – ЛТК к запуску не готов и требует анализа неисправности.
7. Нажатием кнопки ПУСК включить ЛТК.
8. Убедиться в отсутствии ошибок по надписи на индикаторе состояния устройства коммутации.
9. Подать газовую смесь и установить требуемое давление.
10. Запустить требуемую программу пакета «Лазер ТОП-С» и начать работу на ЛТК.

2. Описание команд макроязыка CLT

Для работы с командным пакетом «Лазер ТОП-С» используется макроязык CLT, который позволяет создавать, редактировать и транслировать исходные тексты программ для гравировки.

 Используемые команды:

• Оператор VPA – пассивный вектор (абсолютные координаты). Используется для перемещения из текущей позиции в точку с абсолютными координатами.
• Оператор VS – оператор используется для задания величины скорости гравировки.
• Оператор AR – оператор для гравировки дуги с заданием координат центра (относительные координаты) и угловой величины.
• Оператор VAR – вектор для гравировки линии в относительных координатах.
• Оператор VPR – пассивный вектор (относительные координаты). Используется для перемещения из текущей позиции в точку с относительными координатами.

3. Составные части пакета «ЛазерТОП-С»

1. Транслятор sc_tr_XX.exe предназначен для перекодировки исходного текста программы гравировки в «машинный» формат SCT.
2. Программа просмотра sctshow.exe запускается при двойном нажатии клавиши Enter. Использует расширение файла SCT.
3. Исполняющая программа sc_ct_XX.exe предназначена для выполнения  гравировки и резки на ЛТК «Скат-301» файлов с расширением SCT.Для работы с файлами PLT используем программу-перекодировщик PLT2CLT.exe, которая переводит файл с расширением PLT в файл с расширением CLT.

4. Выключение установки

1. Выйти из пакета «Лазер ТОП- С».
2. Выключить подачу газовой смеси.
3. Нажатием кнопки СТОП выключить силовую часть ЛТК.
4. Повернуть ключ против часовой стрелки.
5. Выключить управляющий компьютер.
6. Перекрыть внешнюю охлаждающую воду.
7. Обесточить ЛТК поворотом выключателя.
8. Отключить компрессор.

  Алгоритм работы

Образец 1

1. Включаем установку (Cм. раздел 1).
2. В формате CLT забиваем программу для гравировки нескольких параллельных линий c параметрами: скорость гравировки – 1,2 ,3 мм/с, напряжение- 280 мВ, частота импульсов- 20Гц, длительность импульсов- 7мс.

Длина линии – 7 мм, расстояние между линиями – 3мм.

VPA 0, 0

VS 1

VAR 0, 7

VPR 0, 3

VS 2

VAR 0, -7

VPR 0, 3

VS 3

VAR 0, 7

3. Переводим записанную программу в формат SCT через транслятор sc_tr_XX.exe .
4. Просматриваем полученный рисунок в программе sctshow.exe. Программа верна, т.к. получился нужный рисунок.
5. Устанавливаем заготовку (пластинку) на стол. Закрепляем зажимами.
6. Загружаем наш исходный файл в исполняющую программу sc_ct_17.exe. Задаём и устанавливаем начальные координаты стола.
7. После гравировки выходим из исполняющей программы клавишей Esc.
8. В ходе работы получены три параллельные прямые с заданными параметрами (рисунок 1):

 

Рисунок 1. Полученные гравированные параллельные линии

9. Самая лучшая линия гравировки (рисунок 1, линия 2)по внешнему виду (яркая, без потемнений, края ровные) получена при скорости 2 мм/с. Поэтому для гравировки полукруга выбираем скорость 2 мм/с.

Образец 2

1. В формате CLT забиваем программу для гравировки полукруга с параметрами: скорость гравировки - 2 мм/с, , напряжение- 280 мВ, частота импульсов- 20Гц, длительность импульсов- 7мс.

Радиус дуги- 7,5 мм.

VPA 0, 0 
VS 2 
AR 0, -7.5, 180 
VAR 0, 15

2. Проделываем операции с 3 по 7 как при выполнении гравировки образца 1.
3. В ходе работы получен полукруг с заданными параметрами (рисунок 2).Так же, на рисунке 2 показано направление гравировки, где н-начало гравировки, к-конец гравировки:

Рисунок 2. Полученный гравированный полукруг

4. Выключаем установку (См. раздел 5).

Обработка данных

Для определения ширины линии гравировки используем программу CorelDraw X7. Для этого необходимо:

1. Импортировать изображение образца с результатами гравировки (например, рисунок 2) с масштабной линейкой.
2. Нарисовать круг диаметром 10 мм, и поместить его на передний план.
3. Изменять размер импортированного изображения до тех пор, пока наш круг не совместится с сантиметром на линейке импортированного изображения.

 

Рисунок 3. Пример проделанной работы пункта 3.

 

4. Увеличиваем изображение и измеряем ширину линии. Так как при увеличении рисунка получилось плохое качество, измерения проводим по яркой части отрезка, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Пример для измерения ширины линии

Измерим ширину линии гравировки для 1 образца:

1)возьмем в качестве примера третий отрезок и измерим ширину линии гравировки в указанных областях (Рисунок 3) по три раза методом, указанным выше. Возьмем среднее арифметическое значение.

Рисунок 5. Образец для измерения ширины линии гравировки

b31≈0,52мм; 0,52мм; 0,52мм 

 b32≈0,52мм; 0,53мм; 0,52мм  

 b33≈ 0,52мм; 0,53мм; 0,53мм

<b3>≈ 0,52 мм

Проводим такую же операцию для первой и второй гравированной линии. Получаем значения: для линии 1 <b1>≈0,84 мм; для линии 2 <b2>≈0,49 мм

Измерим ширину линии гравировки для 2 образца:   
2)измерим ширину линии гравировки дуги по три раза в областях, указанных на рисунке 6 методом, указанным выше. Возьмем среднее арифметическое значение.

Рисунок 6. Образец для измерения ширины гравировки полукруга

b11≈0,48мм; 0,49мм; 0,49мм  

b12≈0,51мм; 0,5мм; 0,5мм  

b13≈0,49мм; 0,5мм; 0,49мм                              <b1>≈ 0,49мм

Для измерения ширины гравированной прямой воспользуемся способом измерения образца 1. Измеряем по три раза в указанных областях. Берем среднее арифметическое значение.

Рисунок 7. Образец для измерения ширины гравированной прямой линии

<b2>≈0,47мм

Вывод.

Мы изучили установку «СКАТ-301» и ее программное обеспечение «Лазер ТОП-С». Выполнили поставленные задачи: сделали гравировку параллельных линий (Рисунок 1) и полукруга (Рисунок 2).

1. 1-я линия гравировки с шириной ≈ 0,84 мм. Скорость была мала, лазер полностью снял покрытие. Есть небольшой налет по краям линии. Линия гравировки темная, неровная по краям.

2-я линия гравировки с шириной ≈ 0,49 мм. Налета нет. Линия контрастная и четкая. Неровностей по краям нет.

3-я линия гравировки шириной ≈ 0,52. Лазер не полностью снял поверхностную пленку. Есть налет по краям линии. Есть неровности по краям линии.

Лучшее визуальное качество гравировки (алгоритм работы, образец 1, пункт 9) было получено на второй линии образца 1, то есть для гравировки данного материала подходят параметры: напряжение- 280 мВ, частота- 20Гц, длительность импульсов- 7мс, скорость- 2 мм/с.

2. Посмотрев на рисунок 2, можно заметить, что дуга визуально отличается гравированной линией в конце и в начале процесса. На начале дуги видны зазубрины, где-то не полностью снятая пленка, налет. После лазер установил режим гравировки, и гравированная линия дуги идет лучшего качества: пленка снята, зазубрин, но есть небольшой налет. Визуально полукруг яркий, без потемнений, но не очень четкий и с неровными краями в начале гравированной дуги.

То есть, для данного материала заданные нами параметры: скорость гравировки - 2 мм/с, напряжение- 280 мВ, частота импульсов- 20Гц, длительность импульсов- 7мс, подходят для гравировки.

Ширина гравированной дуги ≈0,49мм. 
Ширина гравированной прямой (Рисунок 2) ≈0,47мм.

 

Список литературы

1. Сомонов В.В.-«Лазерный технологический комплекс “Скат-301”: лабораторный практикум». Издательство ФГБОУ ВПО «СПбГПУ», 2011 г.  Стр. 8-13.