Ремни и шкивы лазерного станка: как определить профиль без маркировки и проверить масштаб после замены

Как проявляется износ или неверный ремень

Операторы, которые сталкивались с этим, перечисляют одни и те же признаки. Размер детали отличается от макета на миллиметр и больше, причём ошибка растёт с длиной хода, круг получается овалом, а гравировка двоится на высоких скоростях. Из-под ремня сыплется чёрная резиновая пыль, на зубьях видны срезы, а сам ремень проскакивает на шкиве, и контур не замыкается в той же точке, с которой начался.

У каждого признака разные причины, и порядок проверки такой же, как в статье про кривой рез и юстировку CO2-станка: сначала механика, потом оптика. Эта статья про одну часть механики: подобрать ремень и убедиться, что станок после замены режет в размер.

Профили ремней: шаг и форма зуба

В станках встречаются несколько профилей, и шаг у них отличается незначительно. Таблица собрана по каталогам поставщиков ремней, шаги и высоты зубьев у них совпадают.

Форму зуба и минимальное число зубьев на шкиве, а также почему профили нельзя менять местами, разобрано в статье о шкивах и звёздочках. Для лазера важно одно: ремень и шкив должны быть одного профиля. Ремень T5 на шкив 5M ляжет, но будет изнашиваться быстрее и скользить под ускорением.

Как определить шаг без маркировки

На ремне чаще всего нет надписи, а иногда нет и самого ремня целиком. Операторы советуют не гадать по фотографиям, а измерить.

Измеряют также ширину ремня (самые частые 6, 9 и 10 мм) и считают зубья на всей длине, если нужна замена целиком: длина ремня равна числу зубьев, умноженному на шаг. У лазерных станков ремень обычно открытый, его режут по длине и зажимают на каретке с двух концов, поэтому длину можно взять с запасом и отрезать после установки.

Что считает станок: шаг на импульс

Контроллер не знает, какой у вас ремень. Он знает, сколько миллиметров проезжает ось за один импульс, и это число вы вводите в настройки. Оно складывается из трёх величин: сколько миллиметров ремня проходит за один оборот шкива, сколько импульсов даёт драйвер на оборот и всё остальное в цепочке (редуктора обычно нет).

Ход за оборот равен числу зубьев шкива, умноженному на шаг ремня. Для шкива на 20 зубьев с ремнём GT2 это 20 × 2,0 = 40 мм. Если драйвер настроен на 3200 импульсов на оборот (двигатель 200 шагов на оборот и деление на 16), то на один импульс приходится 40 / 3200 = 0,0125 мм, или 12,5 мкм.

На станках с контроллером Ruida это значение называется Step Length, и по документации LightBurn его правят отдельно для каждой оси (у Ruida это длина шага, обычно в микрометрах). Из станков с таким контроллером можно назвать Wattsan 6040 с платой RDC8445S: значения осей там лежат в настройках станка, а не в программе раскроя, и менять их нужно оттуда.

Ошибка в этом пересчёте ведёт к самой неприятной картине: станок работает, но чертёж 100 мм превращается в 150 или 66. Если ремень и шкив поменяли целиком, значение пересчитывают заранее, а потом всё равно проверяют на детали.

Проверка масштаба после замены

Расчёт даёт приближение, а истину показывает тестовый квадрат.

Пример: шкив 20 зубьев GT2, параметр 12,5 мкм, квадрат 100 мм получился 98,4 мм. Новое значение равно 12,5 × 98,4 / 100 = 12,3 мкм. Станок ехал меньше, чем думал контроллер, и теперь будет ехать на 1,6 % дальше. Поправку вводят по каждой оси отдельно: у X и Y могут быть разные шкивы и ремни.

Если ошибка разная на коротких и длинных ходах, значение оси крутить не нужно: причина в проскальзывании, люфте или перекосе портала. Проверка такая же, как при геометрии: прямоугольник и диагонали, как в материале про люфты, овалы и порядок проверки геометрии. Если после правки параметра в самом начале реза появляется ошибка выхода за предел, значение меняют постепенно и проверяют границы хода.

Натяжение и посадка шкива

Цифры натяжения у производителей станков разные, и общей рекомендации нет. Практики ориентируются на несколько признаков. Правильно натянутый ремень не провисает при движении каретки и не гудит на высоких скоростях. Слабый даёт двоение и «призраки» на гравировке, и об этом написано в разборе дефектов гравировки. Перетянутый нагружает подшипник двигателя и подшипники шкива, они греются и разбиваются.

Шкив на валу двигателя крепят двумя винтами, один из которых упирается в лыску на валу. Без лыски винт сминает вал, и шкив постепенно смещается. Эту деталь операторы называют одной из частых причин «потери размера»: винт ослаб, шкив провернулся, размеры уплыли, и все расчёты рассыпались. Нагруженные оси добавляют фиксатор резьбы.

Для портала с двумя ремнями (по обе стороны) оба ремня должны быть одной длины и натянуты одинаково, иначе портал перекашивается. Диагонали вырезанного прямоугольника покажут, что с этим не так.

Когда нужен инженер

Замена ремня на лёгком настольном станке — работа на час. На портале с двумя ремнями, на станке на гарантии и там, где нужно потом перебить параметры контроллера, проще позвать инженера. У продавцов с собственным сервисом, вроде Lasercut, ремонт делают и для станков, купленных у других продавцов.

Что записать после замены

Через месяц никто не вспомнит, какой был ремень и какое значение параметра осталось в контроллере. Заведите короткую запись для станка: профиль и ширина ремня на каждой оси, число зубьев шкивов, значение параметра оси до и после замены, дата, результат теста квадратом. Сохраните копию параметров контроллера вне станка. Если станок потом попадёт к другому оператору или на ремонт, эта запись заменит долгие поиски причины, а при смене платы пригодится как отправная точка.