Блокировки лазерного станка: что гасит луч, а что нет, и как проверить цепь защиты

Что останавливает оси, а что гасит луч

У практиков, которые разбирали пожары на лазерных станках, повторяется один вывод. Остановка двигателей без выключения излучения от пожара не защищает: при встающей каретке луч остаётся на материале и прожигает его в одной точке. Поэтому все датчики безопасности должны выходить на разрешение лазера, а не только на движение.

В руководстве контроллера Ruida RDC6445G это отражено прямо. Вход защиты крышки переводит станок в защиту: работа приостанавливается, и лазер закрывается. Вход защиты воды при высоком уровне заставляет плату принудительно закрыть лазер и остановить задание. Концевики осей работают иначе: они нужны, чтобы каретка не врезалась в край, и излучением не управляют.

Последняя строка идёт из практики: операторы советуют включать датчик давления воздуха последовательно с датчиком защиты воды или в цепь блокировки крышки, чтобы при отказе компрессора выключался именно лазер. Без обдува пламя на материале появляется быстрее, а линза закоптится.

Звенья цепи и что в них стоит

Вода: поток и температура

Охлаждение — первое звено, потому что трубка без охлаждения перегревается за минуты. У чиллеров типа CW-5200 есть выход аварии на реле: контакты переключаются при превышении или падении температуры воды, при отказе датчиков температуры, при аварии по потоку и при пропадании питания чиллера. Максимальный ток на этих контактах по руководству не более 3 А при напряжении до 300 В. Именно такой выход ведут на вход защиты воды контроллера.

Раз контакты переключаются и при потере питания чиллера, цепь защищена от частой причины: чиллер выключили или он встал, а станок продолжает работать. Какая пара клемм замкнута в норме, смотрите в таблице руководства своей модели и прозванивайте мультиметром на обесточенном станке. Если станок идёт с чиллером в комплекте, как Wattsan 1290 PRO со встроенным чиллером S&A, часть проверок воды упрощается, но срабатывание аварийного выхода всё равно проверяют до первой смены.

Отдельный датчик потока на линии воды (герконовый или лопастной) даёт тот же результат на уровне трубки: он видит, что вода реально идёт, а не только то, что чиллер включён. У самого чиллера контроль потока тоже есть (коды аварии E6 и E7), а датчик на линии ставят дополнительно, ближе к трубке.

Крышка и аварийная кнопка

Концевик крышки ставят так, чтобы он размыкался при открытой крышке. Контроллеры, которые поддерживают это, выносят защиту крышки на отдельный вход: у Ruida он называется DrProc, у Leetro на колодке входов есть клемма Cover Opening Protect, у Trocen параметр «Open Protection» включается в меню. Если параметр выключен, плата за входом не следит, и датчик ничего не делает, даже если он подключён. Это частая причина, почему «защита вроде есть, а работает как будто без неё».

Аварийная кнопка — самое непрозрачное звено. У разных станков она размыкает питание двигателей, питание контроллера, питание блока розжига или несколько цепей сразу, и по виду кнопки это не определить. Поэтому в схеме станка смотрят, куда она заведена, и убеждаются, что разрыв доходит до разрешения лазера.

Пламя и воздух

ИК-датчик пламени и датчик давления воздуха — звенья, которые добавляют по желанию, но на раскрое горючих материалов они нужны. Подключают их так же, как остальные: нормально замкнутым контактом в общую цепь. Датчик пламени не заменяет оператора. Он видит только то, что попало в его поле зрения.

Как собрать цепь

Стандарт безопасности лазерной аппаратуры задаёт ту же логику для кожуха. ГОСТ IEC 60825-1-2013 определяет защитную блокировку при неисправности как блокировку, которая в режиме неисправности продолжает выполнять функцию: она обязательно переводит лазер в положение «выключено» при открывании кожуха и удерживает его в этом состоянии до закрытия. Панели доступа защитных кожухов должны иметь защитную блокировку, если панель снимается при обслуживании или работе и при этом открывается излучение выше допустимого уровня. По таблице стандарта это относится и к изделиям класса 1, если внутри кожуха излучение выше предела для их класса. Непреднамеренный повторный запуск блокировки не должен приводить к выходу излучения за предел. Для изделий класса 4 стандарт требует ручной перезапуск излучения после срабатывания блокировки или отключения питания более чем на 5 с.

Проверка раз в месяц

Проверку делают без розжига трубки: так не рискуют ни глазами, ни трубкой. Блок розжига отключён от сети, питание подано только на контроллер.

На панели контроллера срабатывание видно. В руководстве Ruida есть сообщение «защита воды», а на самой плате светодиоды показывают состояние входов защиты воды. Если контроллер на такое звено не реагирует, проверьте, включён ли в параметрах соответствующий пункт, а потом полярность входа.

Конечное звено, то есть проверку того, что при разрыве цепи блок розжига действительно не включает трубку, проводят на включённом блоке, и это работа инженера. Без выстрела достаточно прозвонки цепи и измерения сигнала разрешения на выходе контроллера. Выстрел с открытой крышкой для проверки блокировки недопустим, при этом пучок выходит наружу.

Результаты проверок записывают в журнал: дата, звено, сработало ли. Если звено раз сработало с задержкой, его меняют, а не откладывают.

Можно ли оставлять лазер на ночь

Нет. Цепь защиты предотвращает выход излучения и защищает трубку от перегрева, но не делает материал негорючим. Пламя на фанере или акриле появляется даже при исправной цепи, и датчик пламени видит не всё. Операторы приводят случай пожара в цехе из-за CO2-лазера, оставленного без присмотра. Нормы к помещению и действия при возгорании разобраны в статье о пожарной безопасности, требования к вытяжке и очкам в статье о вытяжке и безопасности, а работа обдува описана в материале о компрессоре. Пока станок режет, рядом должен быть человек, который успеет нажать кнопку.