O Sistema de Proteção para Resfriamento da laser CNC é uma alternativa para quem trabalha com este modelo de equipamento tendo em vista que a sua manutenção é de custo elevado e ocasionalmente problemas com o sistema de fluxo de líquidos para resfriamento podem acontecer.
O tubo laser é a base de funcionamento de toda a máquina Laser CNC, sendo ele responsável pelo corte e gravação nos mais diversificados materiais como madeira, cortiça, acrílico, vidro, tecido e diversos outros materiais.
Para diminuir o risco de danos através do superaquecimento e possibilitar um trabalho contínuo sem a perda de eficiência, o tubo laser possui um exclusivo sistema de resfriamento à base d’agua e um display para verificação de temperatura da mesma.
Displays de controle de temperatura da agua e do tubo de laser
Com o auxilio dos displays do painel de controle é possível verificar a temperatura da água que está passando pelo tubo de laser e também a temperatura interna do tubo. Por medidas de segurança deve-se sempre ficar de olho nestes valores para que não aqueçam de mais.
Tubo Laser da Máquina CNC
O tubo laser como já mencionado é fundamental para o funcionamento de nossa CNC, com um recipiente vedado onde se encontra em maior parte CO2 (dióxido de carbono), também encontramos outros gases como azoto, hélio e hidrogênio.
Cada extremidade do tubo possui espelhos, um deles em especial é desenvolvido de forma mais translúcida. O gás interno é acionado via energia elétrica pela fonte laser e então é gerada uma energia em forma de luz.
Sua cabeça é refrigerada e auxilia no bom desempenho do laser, mantendo a temperatura estável no restante do tubo e evitando a contaminação do gás, fator que contribui para a manutenção da vida útil do equipamento.
Tubo Laser da Máquina Laser CNC
Como vimos, o sistema de resfriamento do tubo laser é de extrema importância uma vez que contribui na estabilidade do equipamento bem como aumenta a sua precisão e torna possível um aumento na velocidade de operação.
Vídeo do Projeto
Produtos Utilizados na Sistema de Proteção
– Sensor de Fluxo de Água G 1/2 1-30 l/min;
– Buzzer Ativo 5V Bip Contínuo – PCI 12mm;
– Jumpers.
Esquema de ligação do Projeto Arduino
O esquema de ligação do Sistema de Proteção para Resfriamento é extremamente simples, não conta com um display e nenhum outro periférico além de um buzzer conectado diretamente aos pinos do Arduino sem a necessidade de uma protoboard.
Com apenas três fios, o sensor de fluxo também não possui muito segredos quanto a sua instalação, sendo destes dois pinos para alimentação e um para comunicação. Maiores informações sobre o sensor de fluxo você encontra em:
Veja o esquema de ligação do presente artigo com os equipamentos e conexões necessárias:
Esquema de ligação do Sistema de Proteção para Resfriamento da Laser CNC com Arduino
Vale lembrar que a conexão dos equipamentos necessita de cuidados especial quanto aos seus terminais positivo e negativo, no buzzer, por exemplo, o terminal maior é o terminal positivo e o terminal menor é o terminal negativo.
Código de Funcionamento do Sistema de Proteção
Assim como o esquema de ligação, o código de funcionamento do Sistema de Proteção para Resfriamento é extremamente simples, não possui bibliotecas adicionais e todas as funções de conversão são desenvolvidas de forma direta, veja:
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#define pinosensor 2 // Define o pino do Sensor de Fluxo #define buzzer 11 // Define o pino do Buzzer #define pinointerrupcao 0 // Define o valor do Pino de Interrupção const float calibracao = 4.5; // Declara a constante de calibração // Declara as constantes fixas volatile byte pulso = 0; float fluxo = 0.0; unsigned int fluxoML = 0; unsigned long vazao = 0; unsigned long anterior = 0; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pinosensor, INPUT_PULLUP); // Define o pino como entrada em pull up pinMode(buzzer, OUTPUT); // Define o pino como saída attachInterrupt(pinointerrupcao, adicionapulso, FALLING); delay(30000); // Espera 30 segundos para iniciar a verificação } void loop() { if ((millis() - anterior) > 1000) { // Após um segundo realiza verificação novamente detachInterrupt(pinointerrupcao); fluxo = ((1000.0 / (millis() - anterior)) * pulso) / calibracao; fluxoML = (fluxo / 60) * 1000; vazao += fluxoML; // Imprime as seguintes informações no monitor serial: Serial.print("Fluxo: "); Serial.print(fluxo); Serial.print(" l/min"); Serial.print(" Fluxo atual: "); Serial.print(fluxoML); Serial.print(" ml/sek"); Serial.print(" Vazão total: "); Serial.print(vazao); Serial.println(" ml"); pulso = 0; anterior = millis(); attachInterrupt(pinointerrupcao, adicionapulso, FALLING); } if (fluxo < 2.00) { // Se o fluxo for menor que 2 l/min executa: digitalWrite(buzzer, HIGH); // Liga buzzer delay(1000); digitalWrite(buzzer, LOW); // Desliga buzzer delay(500); } } void adicionapulso() { pulso++; } |
Algumas informações são importantes de destacarmos, como por exemplo:
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pinMode(pinosensor, INPUT_PULLUP); // Define o pino como entrada em pull up |
Utilizamos a definição INPUT_PULLUP para excluir a necessidade de utilizarmos uma protoboard com resistor, esta função faz o mesmo que acrescentarmos um resistor ao nosso projeto.
Se a dúvida é o porque deste resistor, ele é necessário pois caso algum cabo desconecte-se ou perca o contato o alarme também será disparado uma vez que o valor não irá ficar flutuando, terá um retorno sempre que necessário.
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delay(30000); // Espera 30 segundos para iniciar a verificação |
Como o fluxo de água demora um pouco para normalizar-se e estabelecer o fluxo ideal, delimitamos um empo de 30 segundos antes do Arduino iniciar as verificações. Como esta informação encontra-se dentro do void setup, ela será executada apenas uma vez sempre que iniciado o Arduino.
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if (fluxo < 2.00) { // Se o fluxo for menor que 2 l/min executa: |
O fluxo limite neste caso, foi estabelecido através de destes junto à nossa Laser CNC, com o código pronto realizamos a verificação, estimamos um valor limite abaixo do verificado e o fixamos como base. Sempre que diminuir deste limite o alarme será disparado.
CONCLUSÃO
Tendo em vista a importância do Sistema de Proteção para Resfriamento, sua simplicidade é extremamente surpreendente, com pouco esforço temos um sistema de controle que pode aumentar a vida útil de nossos tubos laser evitando o seu dano por falta de resfriamento.
Periodicamente o fluxo pode baixar pelos mais diversificados fatores, se isto ocorrer vale verificar o que está acontecendo e um método de solucionar este problema. O fluxo pode variar de acordo com cada equipamento, é válida a verificação do fluxo antes de estabelecer um valor de análise.
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