Portique laser nd-yag du Doc

Bonjour a tous

je tiens a partagé avec vous un autre de mes projet en cours depuis un moment .

je suis partis au maximum de récupération diverse et quelque peu d'achat neuf , j'aime bien la récup et donné une seconde vie au chose

donc pour cette machine comme je ne voulais pas "ce que tout le monde a" j'ai mis quelque critère
1, récup au max
2, facile a contrôler
3, capable de gravé et de découpé de l'acier (2mm max)
4, ne pas regardé au temps consacré

la base de la machine qui a permis de commencé c'est grâce a un membre du forum qui je l’espère ce reconnaitra
une table de lecture de plan "bacher" qui offre plein d’intérêt
un "bac" creux qui permet de récupéré les fumée , et y posé une grille
et qui intègre déjà un "portique" XY non motorisé mais sur roulement (pas de guidage linaire mais les barre d'origine sont rectifiée et "bruine" )
un support tout fait ou posé le bac !
la structure générale de la machine est donc la.

moteur de déplacement de récupération , courroie de récupération

par après j'y ai donc adjoint une motorisation des axes X et Y avec des servo DC et leur encodeur


fabriquer des support et autre fixation des moteurs , cogité comment motorisé tout ça


fixation de la courroie avec un support maison (noté le "crantage" usiné pour tenir la courroie ) avec son systeme de tendeur





idem coté Y , mais il a fallut cogité pour fixé les courroie


une vis de pression sur le dessus permet de tenir la courroie !


vu l'inertie de l'axe j'ai préféré démultiplier ! (a part les poulie qui sont neuve le reste c'est récup et fabrication maison )


l'axe est sur roulement , qui sont inseré dans la barre d'origine et un axe rejoint l'autre coté qui est entrainé aussi avec une courroie (pas de mise en crabe possible ! ) (noté le gros moteur DC pour l'axe Y )


un des tendeur courroie Y





la motorisation des axe a reçu des boitier imprimé maison afin d'y logé les câble et facilité le montage et les démontage si besoin


intégration des fin de course/homing


sur le bas de la photo c'est un "capot" de connecteur DB25 qui permet de tenir la chaine porte câble et donc démonté l'ensemble rapidement si besoin !




fixation de la chaine porte cable maison aussi (pratique cette imprimante )


les cable passe par le bac (ce sera protégé par des tôles plus tard)


coté moteur Y , un petit support DB15 pour débranché le moteur et fin de course rapidement en cas de démontage


la suite au prochain post

la suite

avec cela j'ai fait une centrale d'aspiration des fumée

et l'aspiration ce fait au fond du bac (que j'ai percé pour logé un raccord du "brico" )



sur le dessus j'ai fixé une tole alu pour évité de faire tombé des "piece" dans l'aspiration (bien que en théorie il y auras un bac a eau au dessus ! )


le traitement des fumée est fait maison aussi (les filtre aussi seront fait maison ,la il ne sont pas fini et il manque les 2kilo de charbon actif )


turbine de récupération (bruleur mazout de chaudière)

le raccord d'entrée imprimé en ABS pour fixé le tuyau


pas besoin de plus , mais le tuyaux manque de rigidité et se contracte quand ça tourne !


les test de fumée indique que ça aspire parfaitement bien !

la partie source laser est une source diode 808nm de 250watt ... (qui passe dans un Qswitch nd-yag afin d'avoir du 1024nm et bien plus de puissance ... 4x mini )

mais la encore du boulot de ce coté

plus tard la partie contrôleur moteur et les drivers servo maison !

la partie controlleur

récup encore , un vieux rack venant du médical pour une camera noir et blanc HD de 1980 (camera a "tube") mais il n'y a que le rack
que j'ai vidé !

la face avant retravaillée pour l'interrupteur de mise en route le témoin "power" et la carte SD


l'intérieur , ce qui est "noir" c'est de l'abs imprimé , en gros le système de canalisation d'air et les support sont tous imprimé et fixé au point d'encrage d’origine du boitier , on distingue en bas la carte grbl32bit , millieux l'alim 24V 15A reconditionnée venant d'une imprimante (capa neuve et révisée ) + 5V avec 5A mais qui ne sera pas utilisé normalement ! , et sur le haut les 3 drivers pont en H pour les moteur Dc qui doivent encore recevoir la carte Servo "maison" a base de stm32 (qui est en cours aussi , cela viendras plus tard ) seule les 2 "gros" seront utilisé en théorie, le "petit" lui ne devrais servir que soit pour une hauteur de table ajustable , soit un axe rotatif mais ce sera pour plus tard , bien que je l'ai déja installer en prévision "de"


détail alim et contrôleur (un écran "remote" est aussi prévu il sera monté plus tard ) on remarque le petit drivers "pas a pas" qui est sur le Z , lui il devrais servir a la mise au point "focale" de la tete qui recois la fibre afin d'avoir une mise au point auto , encore du boulot de ce coté oui grbl sera "modifier" pour et la c'est autre chose


partie "puissance" , une astuce de tunnel d'air permet de refroidir autant l'alim que les 3 drivers avec un seul ventillateur , bien que j'ai aussi prévu de savoir fixé 3 ventillo 40mm sous les drivers au cas ou le gros ne suffit pas , le gros est réglable en vitesse via une sonde sur le radiateur de l'alim , ici il manque encore le capot déflecteur qui dirige le flux aspiré de l'alim vers le ventillo ! (je doit encore l'imprimé lui )

partie arrière avec les connecteur divers , alim 240V , sortie pour la source laser , le 4 eme axe puis les axe X et Y , usb vers le pc , et le db15
vers l’écran "télécommande" , un cache a ete imprimé et mis sur le dernier trou qui ne sera pas utilisé


la suite plus tard

actuellement pas d'avancement notable , je suis occupé a étudier la source laser nd-yag , la marque n'existe plus et pas moyen de trouver le soft pour la mise en route a distance
donc on cherche pour communiquer avec et la passer en stand alone (ou viré la carte mère de la source et refaire une avec un stm32 pour géré le bouzin mais c'est assez complexe (q-switch commandé en can , ect ect et je n'ai pas les info sur quoi envoyé sur le can XD ) mais "ça va dallez"

Non c'est une source diode de 250watt qcw, qui pompe un ndyag et un lbo, il y a deux switch et une cellule hf, c'est un laser sortant du 1064 nm du 532nm du355 nm et du 225 nm, la cavité sera modifiée en temps voulu pour n'avoir que du 1064 nm, il pulse a 100hz, je suis occupé dessus car il ne demmare pas car pas le soft dédié malheureusement !

hello

quelque avancée dans le projet , qui n'est pas mort mais bcp de chose a faire en meme temps ^^

j'ai du retourné chez le pote qui m'avais filé le laser car il en a d'autre identique , en effet je n'avais pas la bonne tête avec le bon rack , histoire de numéro de série et d'avoir les bon timing et température des optique dopée (+- 55° )

entre-temps j'ai trouver un ancien ingénieur de la marque qui nous a refilé le mode d'emploi , et le soft de contrôle du laser (super sympa le gars ! )

donc j'ai pu le mettre en route , tester , re tester , voir que les optique dans la tête était cramée , démonté la tête entièrement , nettoyer les optique le yag ect , remonté , et réaligné le tout et "tapé" le faisceau sur les partie ok des optique ! (déconseillé a faire sans connaissance ! , danger extrême !!! ) , viré la partie de la tête qui convertis en 355nm car pas besoin , pour sortir du 532nm (vert) avec du 1064nm (ir) mais je vais re viré le doubleur 532nm , on ne gagne rien en puissance de sortie et les future optique seront optimisée pour le 1064nm donc peu d’intérêt dans mon cas ! (mais ça permet de voir ou ça tape )

attention la diode de pompe est une 250W quasi CW , qui fonctionne avec des pulse de 300ms et un duty de 20% max , on peu monté a 670hz avec le pulse a 300ms , mais si on va "plus vite" le pulse doit être diminué , a cet effet j'ai réalisé un montage avec un arduino nano pour me généré le pulse adapté et variable selon la fréquence ! , mais actuellement le nano ne peu géré qu'une seule sortie , il n'est pas assez puissant pour deux sortie ( car le Qswitch doit être piloté synchro mais avec un décalage du pulse réglable en temps et largeurs ! )

donc pour l'instant les test on été fait avec le rack interne , ou le timing n'est que très peu modifiable , et donc perte de puissance vu que de base c'est pour faire du UV 355nm de 5watt pulse !

et le rack limite la vitesse a 150hz (ce qui est trop peu pour l'utilisation, et qui n'exploite que très peu les capacité de la diode (je dirais quelle sort 1/10eme de ce qu'elle peu sortir !

mais on a déjà des peak pulse de 5kwatt a peu prêt d’après les calcul théorique (mon power meter n'est pas capable de mesuré ce type de pulse ni de tenir la puissance )

ça permet de viré le coating d'un revêtement anodisé , ou de bleuir de l'acier voir le percer si assez fin et bien colimaté ( ici pour les test c'est pas colimaté , on a un "point" de 2mm de diamètre donc ça ne perce pas (mais ça permet de viré la rouille de la tôle :D )

une fois colimaté et pulsé a 1khz ça devrais coupé de l'acier de 1mm au moins , voir plus

par contre avant de pulsé plus vite il faut changer l'alim 24V car il me faut 10 Ampere en 24V (la diode consomme 120A pulse sous 4V +-


quelque photo et une vidéo ou en entend le métal "claquer" et ou la "fumée" c'est du métal vaporisé ...

le rack avec la diode en bleu , la fibre optique vers la tête , ect ect


la tête en question avec les optique de conversion 808nm vers 1064 nm et 532nm


le signal , en haut celui a la diode , en bas celui au Qswitch


le laser en fonction (je vais viré le lbo pour le vert ça m’embête plus que autre chose ! et n'est pas utile pour mon usage !!! et de plus il est cramé sur une moitier j'ai du tout réaligné et encore il est pas au top le rendement est trop faible je ne mesure que 200mw de vert alors que je devrais en avoir 3 ou 4 watt minimum )


test sur bloc en acier de 18mm ep , ça marque bien la trace ne part pas , et la ou c'est "clair" c'est le faisceaux qui a "nettoyer" l'acier a plus petite puissance


ici on entend bien le grésillement , c'est l'action du laser sur l'acier (faut pas mettre les doigts )



suite a prévoir viré le LBO , revoir recrée la cavité pour la rendre plus compact , trouver des miroir de renvois qui vont tenir les watt , ceux que j'avais ici , le revêtement a été vaporisé oups ... (prévu pour du Co² de 200watt... ) , trouvé des lentille de focalisation qui vont tenir les watt !

idéalement retrouvé une fibre optique spécial pour portique mobile qui offre 1 ou 2 mètre en plus (celle que j'ai est trop courte :( ) , et en 600µm de diamètre de core avec connecteur sma905 et blindage de protection.

revoir le firmware du rack pour passer a 1khz (limité a 150hz ! ) , ou refaire une carte de contrôle si je n'arrive pas a le modifier !
(je sens que cette partie va être la plus compliquée vu que les source du code firmware je n'ai pas pu les trouver :/ )

et posé une alim 24V 10 a 15 Ampère , mais alim prévu pour encaissé du laser pulsé , ma grosse siemens de 20A a lâché elle a pas supporté les peak de courant demandé par la diode :/ (et je ne lui demandais que +- 6Ampere , mais avec des peak très court mais intense.... )

ou changé de projet et posé une tête galvanométrique sur ce laser la et trouver autre chose style un co² RF pour la table de découpe , ça cogite bcp ^^

la suite , plus tard

j'oubliais

une vue de la tête en question ! ,juste pour le plaisir des yeux amateur et bricolo , pas touche

encore de l'avancée , j'ai continué les driver servo DC "maison" sur base de pont en H ibt2 et de stm32f103

code de base trouver sur github pour 3 moteur dc , totalement modifier pour ne géré qu’un seul moteur DC mais avec encodeur en 4X , et avec BCP de vitesse d'acquisition ! , une chiée d'option une mesure de courant dans le moteur ( et limitation du courant au cas ou pour protégé le moteur ) mesure de la tension d'alim , différent mode de sortie vers d'autre pont en H , réglage pid digital (encore en mode manuel mais un soft pc est en cours de codage pour faire l'autotune ! ) programmable en port série , ect ect

réglage actuel 24Vdc 15Amp moteur ( j'ai des peak a 14A donc ok ) vitesse de déplacement moteur "a fond" , entendre par la , aucune rampe d'accel ni deccel , c'est le mode test brust en mode console ( je testerais en step dir plus tard ) ça envoie du lourd et rapide et toute la machine tremble de partout ^^ mais c'est précis malgré le fait que le pid n'est pas encore parfait et réglé au pif pour les tests


donc j'ai fait le proto d'un drivers et j'ai câbler le rack sur l'ensemble

ça me permet de finalisé les options et préparé doucement le pcb officiel qui sera fait en quantité par après (faut encore implanté un ic spécifique pour l'entrée encoder , un opto pour les entrée step dir , revoir pour isolé le 24V passé en 2.4V sur l'entrée A0 , peaufiné la mesure de courant pas tjrs fiable , ect ect

une vidéo du premier test après réglage du pid au pif




attention les doigts , impossible de bloquer l'axe (mon fils a tenté , bien mal lui en a pris )

toujours en avancée sur le projet mais au ralentis ( fête de fin d'année , soucis divers de santé, soucis de santé de ma compagne , ect ça aide pas :/ )

donc pas grand chose hormis que j'ai refait le code du drivers servo stm32 , a présent il prend les accélération et décélération , il a reçu une gestion de homing sans contact ! et qui fonctionne plutôt pas mal

j'ai aussi refait le code de la version 8bit sur m328p , qui bien que moins rapide est aussi précis avec ajout d'un multiplexeur externe pour avoir l'encodeur en 4X, et bien sur la fonction homing

le code a été optimisé encore et encore , la version 8bit est théoriquement finie , et la version 32bit a encore quelque peaufinage a faire

entre temps j'ai fait les pcb des deux model de drivers et des pcb de carte de "programmation" (un bete ftdi usb to serial , la place sur les pcb est limitée )


il sont en cours de fabrication donc je les attendent pour passer a la suite !

image tirée d'easyeda pour une idée des pcb fini

version 32bit pour posé sur un IBT2


version 8bit pour posé sur un miniIBT


la suite plus tard