Устройство охлаждения уо-1

Устройство охлаждения предназначено для обеспечения нормального теплового режима работы лазерных излучателей путем отбора тепловой мощности накачки импульсных ламп излучателей. Принцип действия основан на двухконтурной системе охлаждения. В качестве хладагента внутреннего контура системы охлаждения применяется 0,2% раствор K₂CrO₄ в дистиллированной воде, или дистиллированная вода. Охлаждение внешнего контура системы охлаждения осуществляется от водопроводной магистрали производительностью не менее 5 л/мин при давлении 0,06 МПа.

Питание устройства осуществляется от трехфазной сети переменного тока. Напряжением 220/380 В ±10% частоты 50 Гц ±2%. Потребляемая мощность устройством не более 400 Вт.

Конструктивно устройство выполнено в виде бака, закрепленного на раме и заполненного охлаждающей жидкостью. Сверху бак закрыт кронштейном, представляющим собой сварную конструкцию, состоящую из основания, закрывающего баки, и панели, служащей для расположения элементов электрической схемы устройства.

Принцип действия устройства состоит в отборе идущей на тепло мощности накачки импульсной лампы лазерного излучателя путем осуществления теплообмена между излучателем и охлаждающей жидкостью внутреннего контура и далее между внутренним контуром и водопроводной водой внешнего контура.

Для осуществления теплообмена между излучателем и внутренним контуром устройства, охлаждающая жидкость с помощью центробежного насоса, приводимого в действие двигателем, забирается из бака и подается через штуцер к излучателю, смывая элементы излучателя, отбирает тепловую мощность и через штуцер сливается в бак устройства. Для более равномерного распределения входящей от излучателя охлаждающей жидкости на высоте бака применена форсунка.

Для осуществления контроля расхода охлаждающей жидкости к штуцеру подключено реле, которое в случае падения давления на выходе излучателя разрывает цепь блокировки и отключает силовую часть источника питания лазерного излучателя.

Теплообмен между охлаждающей жидкостью внутреннего контура, находящейся в баке устройства, и водой водопроводной магистрали, к которой подключается устройство, осуществляется с помощью змеевика. Вода водопроводной магистрали через штуцер подается на змеевик устройства, отбирает тепловую мощность от охлаждающей жидкости и через штуцер сливается в канализационную систему. Для контроля расхода водопроводной воды к штуцеру подключено реле, которое в случае падения давления на выходе змеевика разрывает цепь блокировки и отключает силовую часть источника питания лазерного излучателя.

Техника безопасности

Опасность при работе с лазером представляет излучение на выходе излучателя и высокое напряжение внутри блока питания, на его выходных разъемах и клеммах лампы накачки.

В процессе эксплуатации лазера должны соблюдаться правила техники безопасности по работе с лазерами третьего класса опасности и электроустановками с напряжением свыше 1000В.

К работе с лазером допускаются лица изучившие настоящее описание, достигшие 18 лет и ознакомленные с правилами техники безопасности при работе с лазерным излучением и высоким напряжением.

Недопустима работа с лазерным излучением без защитных очков, снабженных оптическими фильтрами, которые поглощают вредное для человека излучения лазера λ=1.064 мкм и вторичное ультрафиолетовое излучение от лампы накачки.

Недопустимо попадание в глаза или незащищенные участки тела прямого излучения лазера, а также излучения отраженного от зеркальной или диффузно рассеивающей поверхности.

Запрещается работа без заземления станины излучателя и стойки питания.

Запрещается работа с излучателем без верхней крышки корпуса.

Запрещается работа с источником питания со снятыми крышками.

Запрещается включение источника питания без подсоединения импульсной лампы.

При подключении или отключении импульсной лампы, источник питания должен быть отключен от питающей сети. Перед выполнением этой операции необходимо убедиться, что конденсаторы в источнике питания полностью разряжены и на соответствующих клеммах источника питания отсутствует напряжение.

Запрещается производить какие-либо действия с кабелями источника питания при работающем источнике питания.

Запрещается эксплуатация источника питания с неисправностями.

Техническое обслуживание и ремонт источника питания должны производиться людьми, имеющими соответствующий допуск по технике безопасности к работам с высоким напряжением. При проведении любых работ, связанных с техническим обслуживанием или ремонтом, источник питания должен быть отключен от сети.

Запрещается прикосновение к токоведущим проводам и элементам источника питания после его отключения от сети в течение 5 минут.

Оптико-механическая схема экспериментальной установки приведена на рис. 9, а её внешний и внутренний вид на фотографиях 1 и 2. Она относится к сканирующему типу с неподвижным излучателем.

Рис. 4. Оптико-механическая схема ЛТК «Маркер 1М»

1 – выходное зеркало резонатора, 2 – квантрон, 2.1 – активный элемент, 2.2 – лампа накачки, 3 – «глухое» зеркало резонатора, 4 – телескоп, 4.1 – рассеивающая линза телескопа, 4.2 – собирающая линза телескопа, 5 – диафрагма, 6 - акустооптический затвор, 7 - зеркало сканера перемещающее луч по оси ОY, 8 – зеркало сканера перемещающее луч по оси ОX, 9 – фокусирующий F-тета объектив.

Излучение лазера формируется резонатором, образованным зеркалами 1 и 3, а затем проходит через телескоп 4, который расширяет лазерный пучок и уменьшает его расходимость. После телескопа излучение попадает сначала на первое зеркало 7 сканера, отклоняющее лазерный луч в направлении оси X, а затем - на второе зеркало 8 сканера, отклоняющее лазерный луч в направлении оси Y. После прохождения сканера лазерное излучение фокусируется F-тета объективом на обрабатываемую поверхность материала, расположенного на предметном столике. Продукты горения удаляются из зоны обработки с помощью вытяжки. Выбор места гравировки и настройка фокуса обеспечиваются перемещением предметного столика в направлении осей X, Y и Z, соответственно. Акустооптический затвор 6 предназначен для модуляции лазерного излучения и формирования соответствующей последовательности лазерных импульсов.

Фото. 1 и 2. Внешний и внутренний вид установки.

3.2. Овладение навыками работы с ПО, управляющим ЛТК «Маркер 1М»

Описание команд и принципов работы с ПО управляющим параметрами гравировки на ЛТК «Маркер 1М» находится на рабочем месте оператора. Перед выполнением экспериментальной части лабораторного задания необходимо внимательно прочитать это описание.

3.3. Экспериментальное выполнение гравировки учебных деталей из различных материалов на рабочем поле размером 100х100 мм

Задание 1. Гравировка деталей из нержавеющей стали

1. Получить чертеж задания на изготовление учебной детали у преподавателя и стальную заготовку под неё.

2. С помощью программного обеспечения CorelDraw изготовить электронную копию учебного задания и сохранить его в форматах *.cdr и *.plt.

3. Обработать полученный файл с помощью программы ScanAles2008 и сохранить режимы лазерной обработки в формате соответствующей управляющей программы.

4. Включить ЛТК «Маркер 1М» в соответствии с инструкцией, которая находится на рабочем месте оператора и выполнить процесс лазерной обработки нержавеющей стали.

5. В случае неудовлетворительного качества гравировки повторить процесс гравировки изменив параметры лазерной обработки.

Порядок включения ЛТК «Маркер 1М»

1. Включить освещение аудитории с помощью выключателя, расположенного в коридоре (нижний левый переключатель перевести в положение «Вкл»).

2. Открыть кран подачи воды во внешний контур охлаждения (расположен в соседней комнате). Убедиться в штатном режиме подачи воды (нет подтеков в соединениях подводящих шлангов).

3. Включить вытяжку, расположенную у окна в комнате, где расположен ЛТК Маркер 1М (вставить вилку питания вытяжки в розетку).

4. Включить настенный Пускатель (утопить белую кнопку).

5. Включить УПС (он расположен на столе рабочего места оператора).

6. Подать напряжение питания на ЛТК Маркер 1М (поднять вверх левый тумблер нижнего блока, расположенного в стойке).

7. Нажать зеленую кнопку нижнего блока для подачи 3^х фазного напряжения на блок питания ламп накачки (должен быть слышен щелчок от срабатывания пускателя и загорятся индикаторные светодиоды нижнего блока).

8. Включить тумблер «Level» нижнего блока (появится характерный шум протекающей воды, подсветка кнопки включения и высветится температура воды на индикаторном табло системы охлаждения (нормальные значения температуры от 15⁰С до 30⁰С).

9. Ключ «Power» среднего блока стойки повернуть в положение «Off» (при этом подсветятся кнопки «Stop» и «Stand by», светодиоды индикаторы фаз, загорится индикаторное табло «Current, А» и покажет значение силы тока близкое к нулю).

10. Нажать кнопку «Start» среднего блока (послышится щелчок погаснет кнопка «Stop» и на индикаторном табло появится значение тока близкое к 10 А – это значение тока при работе в дежурном режиме).

11. Включить кнопку «Сеть» блока управления АОЗ (верхнего блока в стойке -Пульсар 03). При этом подсветится кнопка «Сеть», загорится светодиод «внешн», а на индикаторном табло блока управления АОЗ высветятся параметры работы АОЗ (подаваемая мощность 7-8 Вт, значение КСВ – 1.0, рабочая частота 0 Гц и длительность импульса генерации 0.00 мкс).

12. Включить зеленую кнопку блока управления зеркалами сканера «У.У.Д» на нижнем блоке (при этом подсветится кнопка «У.У.Д.» и появится красный луч «лазера – пилота» на выходе сканера).

13. Включить управляющий ПК, дождаться загрузки ОС и загрузить программу «ScanAles2008» двойным щелчком правой клавиши мыши на значке программы расположенном на рабочем столе монитора ПК. Значок программы должен появиться на нижней индикаторной панели монитора ПК. Вторичное двойное нажатие значка управляющей программы запустит оболочку программы.

14. ЛТК Маркер 1 М готов к работе при условии, что вы перешли из дежурного режима работы в нормальный. Регулировке тока накачки осуществляется ручкой резистора «Сила тока», расположенной на среднем блоке. Максимальное значение силы на табло «Current, А» не должно превышать 30А.

15. Инструкция по использованию ПО установки лазерной маркировки Маркер 1М хранится на рабочем месте оператора. Для управления работой ЛТК Маркер 1М строго следуйте командам этой инструкции.

Задание 2. Гравировка крашеных металлических деталей

1. Получить чертеж задания на изготовление учебной детали у преподавателя и крашеную заготовку под неё.

2. С помощью программного обеспечения CorelDraw изготовить электронную копию учебного задания и сохранить его в форматах *.cdr и *.plt.

3. Обработать полученный файл с помощью программы ScanAles2008 и сохранить режимы лазерной обработки в формате соответствующей управляющей программы.

4. Подобрать фокусное расстояние F- тета объектива таким образом , чтобы его фокус располагался на обрабатываемой поверхности материала и выполнить процесс лазерной обработки крашеной детали.

5. В случае неудовлетворительного качества гравировки повторить процесс гравировки, изменив параметры лазерной обработки.

Задание 3. Гравировка различных пластиковых деталей

1. Получить чертеж задания на изготовление учебной детали у преподавателя и пластиковую заготовку под неё.

2. С помощью программного обеспечения CorelDraw изготовить электронную копию учебного задания и сохранить его в форматах *.cdr и *.plt.

3. Обработать полученный файл с помощью программы ScanAles2008 и сохранить режимы лазерной обработки в формате соответствующей управляющей программы.

4. Подобрать фокусное расстояние F- тета объектива таким образом , чтобы его фокус располагался на обрабатываемой поверхности материала и выполнить процесс лазерной обработки крашеной детали.

5. В случае неудовлетворительного качества гравировки повторить процесс гравировки, изменив параметры лазерной обработки.

Объясните полученные результаты и сделайте соответствующие выводы.