Посты автора alexxlab

Роботы для сварки FANUC — оптимальное решение для автоматизации сварочных процессов. АЛЬФА ИНЖИНИРИНГ. Промышленный робот для дуговой сварки.

В настоящее время до половины всех промышленных роботов в мире используются для сварки. Это не удивительно, так как процесс сварки идеально приспособлен для выполнения промышленным роботом: он представляет собой ряд многократно повторяющихся однотипных движений по заранее определенной траектории. Роботы для сварки могут выполнять прямые, кольцевые, круговые и криволинейные швы. До недавнего времени ограничением для еще более широкого применения сварочных роботов была их относительно высокая цена, однако с появлением недорогих моделей промышленных роботов для сварки FANUC ситуация кардинально изменилась. Теперь роботизированная сварка стала доступна и небольшим компаниям.

Преимущества робота для сварки

Более высокая производительность. Рост производительности при использовании робота для сварки достигает 60-80%.

Уменьшение числа рабочих. Один сварочный робот заменяет собой от 2-х до 4-х сварщиков. Кроме того применение роботов для сварки обеспечивает значительную экономию энергии и расходных материалов.

Более высокое качество шва. Если при ручной сварки качество шва полностью зависит от квалификации сварщика, то робот для сварки всегда обеспечивает стабильно высокое качество сварки.

Повышение безопасности выполнения работ. При роботизированной сварке все работы протекают без участия человека, при этом место сварки всегда огорожено.

Однако нужно помнить, что если вам необходима частая переналадка  робота для сварки, вам необходимо иметь в штате квалифицированного инженера,  который должен пройти специальное обучение. Также необходимо тщательно следить за качеством поступающих на сварку деталей на предмет постоянства их толщины и геометрии.

Промышленные роботы для сварки FANUC

Компания FANUC разработала линейку промышленных роботов Arc Mate, предназначенную специально для выполнения операций дуговой сварки. Роботы для дуговой сварки FANUC имеют грузоподъемность до 20 кг и радиус рабочей зоны до 2 м. Они идеально подходят для выполнения большого спектра операций по дуговой сварке, сварки лазером, пайки мягким припоем и резки.

Роботы для сварки FANUC имеют тонкую руку с полым запястьем, что позволяет использовать их в ограниченном пространстве в самых различных отраслях. Применение полого запястья позволяет увеличить срок службы сварочных кабелей.

Сварочные роботы FANUC комплектуются не требующей настройки интерфейсной программой для подключения к источникам питания сварочных аппаратов, которая позволяет быстро и легко подключать робота ко всем распространенным источниками питания сварочных аппаратов. Кроме того использование цифровых интерфейсов позволяет отслеживать и регулировать параметры источников питания прямо с пульта Robot iPendant.

Роботы для дуговой сварки FANUC обладают продвинутой системой контроля качества выполнения работ. Благодаря передовой системе технического зрения FANUC iRVision роботы могут контролировать тип обрабатываемой детали, положение деталей и сварочного шва, производить послесварочный осмотр. Роботы для сварки FANUC могут быть укомплектованы устройством TorchMate, которое автоматически регулирует центральную точку инструмента и избавляет от необходимости повторной настройки траектории после столкновения робота с препятствием.

Кроме того необходимо отметить, что роботы для дуговой сварки FANUC сочетают в себе высокую грузоподъемность и большую досягаемость, что делает их идеальным решением для работы с крупногабаритными деталями.

Модельный ряд роботов для сварки FANUC

Сварочные роботы и роботизированные технологические комплексы

Автоматизация производства для безупречной работы

Когда не хватает рук, а объемы работ растут – требуется технологическое решение. Оптимизируйте производство и забудьте о нехватке персонала – предоставляем современное оборудование для бизнеса, который идет в ногу со временем.

Приобретайте роботизированные технологические комплексы на базе промышленных конструкций FANUC, KUKA, YASKAWA, HONYEN, CRP. Предоставляем функциональные решения для малых и крупных предприятий – с нашими сварочными роботами вы сможете проводить быстрые и точные производственные операции даже в трудных условиях.

Проверенные технологии

Приобретайте роботизированные технологические комплексы от надежного поставщика – 500 компаний увеличили прибыль и сократили издержки благодаря нашей продукции. Отзывы>

Комплексный подход

Получайте решения для производства любых объемов –обеспечиваем сервисное обслуживание, а также обучаем работе с новыми сварочными роботами.

Гарантия результата

Купите сварочных роботов, которые успешно прошли все лабораторные испытания. Технические специалисты имеют высшее образование и регулярно проходят курсы повышения квалификации.

Мобильность

Связывайтесь удобным для вас способом – консультируем по ценам сварочных роботов через Skype и при личной встрече. Наши офисы находятся в Москве, Екатеринбурге и Челябинске.

Роботизированные технологические комплексы для эффективной работы

Сварка, механическая обработка, термическая резка, паллетирование и другие процессы

Оперативность

Увеличьте эффективность за счет сварочных роботов-манипуляторов – мощные приводы и быстрые движения сократят время цикла работ.

Эффективность

Купите сварочного робота и производите только качественную продукцию – комплексы функционируют даже в трудных условиях с соблюдением высоких требований. В наличии также модели для погрузок и разгрузок, сортировки, нанесения покрытий и обработки изделий. Точные механизмы и удобный и компактный пульт управления обеспечат легкую работу с крупногабаритными и труднодоступными заготовками.

Безопасность

Будьте защищены от рисков благодаря продуманной конструкции. Сварочный робот-манипулятор снабжен защитной платой аварийной остановки, также используются особо гибкие кабели для большей износостойкости. Строение механизмов призвано избежать ударных движений при переориентации.

Вариативность

Приобретайте роботизированные технологические комплексы с нужным набором опций – при необходимости могут быть установлены дополнительные кабели, датчики, подключены дополнительные внешние оси. Полые конструкции сварочных роботов позволяют работать с разными типами горелок, в том числе с жидкостным охлаждением.

Компактность

Заказывайте сварочных роботов с минимально возможными размерами и весом. Модели с небольшой опорной основой легко устанавливаются непосредственно в станки или на них. В наличии также конструкции, которые размещаются на полу или на потолке.

Есть идеи, но не знаете, с чего начать?

Напишите нам или закажите звонок, чтобы узнать цену сварочного робота
Подберем оптимальное предложение для вашего бизнеса

Задать вопрос

Заказать звонок

Роботы для дуговой сварки | Роботизированные сварочные роботы Tig & Mig

Заинтересованы в роботе FANUC?

Свяжитесь с нами, чтобы получить дополнительную информацию о любой серии роботов или запросить ценовое предложение. Мы будем рады ответить на любые ваши вопросы, просто нажмите ниже, чтобы начать.

Свяжитесь с нами

Благодаря самому большому ассортименту моделей роботов и самому простому в использовании программному интерфейсу роботы FANUC для дуговой сварки идеально подходят для ваших производственных операций. Серия роботов FANUC ARC Mate позволяет пользователям максимально повысить производительность, оптимизировать качество, минимизировать производственные затраты и повысить безопасность на рабочем месте.

Передовая технология роботизированной сварки FANUC America в сочетании со знаниями и опытом, которые стоят за каждым сварочным роботом ARC Mate, дает вам уверенность в автоматизации сложных сварочных проектов. Сотрудничая с FANUC и нашими авторизованными партнерами по системной интеграции, производители найдут решения для процессов дуговой сварки, которые повысят их конкурентоспособность в современной глобальной экономике.

FANUC ARC Mate 100 i Робот для дуговой сварки D

Получите максимум от процесса роботизированной сварки. Свяжитесь с нами сегодня , чтобы поговорить со специалистом по дуговой сварке.

Запросить предложение
Роботы для совместной дуговой сварки FANUC CR-15 i A и CR-7 i A по своей сути созданы на основе нашего лидирующего в отрасли семейства роботов ARC Mate. Внедряя совместную работу, FANUC теперь предлагает нашим пользователям возможность более тесно работать с нашими коботами. Наши коботы для дуговой сварки, в том числе новый FANUC CRX, поставляются с проверенным и простым в использовании программным обеспечением FANUC ARC Tool, разработанным для повышения вашей прибыли за счет сокращения времени программирования. Простой в программировании интерфейс поддерживает простые приложения, а также дает возможность использовать расширенные функции FANUC, такие как Weaving, i RVision, слежение за швом, TAST и многопроходный режим.

Сварочные коботы

Роботы для дуговой сварки для присадок

Семейство роботов FANUC для дуговой сварки поддерживает новые области применения, такие как аддитивное производство. Все роботы для дуговой сварки в нашей серии ARC Mate призваны помочь нашим клиентам повысить гибкость и эффективность своих процессов аддитивного производства. Простая автономная генерация программ, а также возможность легкого импорта сторонних путей позволяют клиентам быстро брать твердые модели из цифрового мира и воплощать их в жизнь.

Запросить дополнительную информацию

Наш новейший сварочный кобот — FANUC CRX

Новый CRX-10 от FANUC i Коллаборативный робот для сварки — последнее дополнение к нашей линейке коботов, которые могут выполнять сварку с той же надежностью, что и остальные Наши промышленные роботы. Наши сварочные коботы чрезвычайно просты в настройке, программировании и эксплуатации, даже если это ваш первый робот.

Запросить цену       FANUC CRX >

Роботы для дуговой сварки | Простая настройка и программирование облегчают начало работы

Просто подключите и сварите

Роботы FANUC легко интегрируются практически со всеми сварочными комплектами, обеспечивая быструю установку горелки, механизма подачи проволоки и комплекта платьев, а также простой в использовании интерфейс источника сварочного тока благодаря встроенным библиотекам. Пользователи могут просто выбрать и сварить.

Простое программирование для ваших сварочных роботов

Программное обеспечение ArcTool предоставляет простой для понимания пользовательский интерфейс с использованием общепринятых сварочных терминов. Программы для роботов могут быть разработаны быстро, чтобы запустить робота в производство с минимальным временем простоя. Общий для всех роботов FANUC язык программирования облегчает работу всего персонала завода с любым роботом.

Бесшовная интеграция вспомогательных двигателей и позиционеров

Управление дополнительными двигателями FANUC расширяет возможности системы, сохраняя при этом простоту настройки и программирования. Сварочные позиционеры можно запрограммировать на независимое перемещение или согласование с движением робота для оптимизации скорости и качества сварки.

Мы используем несколько процессов роботизированной сварки

Выберите процесс сварки, который подходит для вашего применения, будучи уверенным, что робот ARC Mate может выполнять сварку MIG (GMAW), TIG (GTAW), плазменную (PAW) или лазерную сварку. FANUC работает с вами над созданием решений для сварки с низким уровнем разбрызгивания, чтобы обеспечить чистую отделку ваших деталей.

Интеллектуальные функции для интеллектуальной роботизированной дуговой сварки

Использование датчиков для настройки программ

При сварке несовместимых производственных деталей дополнительные датчики будут корректировать программу сварки для поддержания качества сварки. Такие опции, как Touch Sensing, сквозное дуговое отслеживание швов и лазерное зрение, добавят возможности поиска швов, отслеживания швов или измерения швов. Адаптивная возможность регулировки параметров сварки может использоваться для оптимизации размера сварного шва на основе обратной связи с датчиком.

Дуговая сварка с зрением

Интегрированное зрение позволяет роботам распознавать и находить объекты, сварные швы и элементы деталей, а также выполнять предварительные проверки или осмотры. Эта простая в использовании технология plug-and-play помогает повысить производительность при выполнении любых сварочных работ.

Автоматическое выравнивание TCP

Наши интеллектуальные роботы для дуговой сварки могут автоматически регулировать центральную точку инструмента (TCP) во время обслуживания горелки, чтобы максимизировать время безотказной работы системы и повысить производительность за счет обеспечения стабильных сварных швов.

Технология MultiARM

Используйте один обучающий пульт для программирования нескольких манипуляторов робота с простым управлением движениями для сварки и обработки, чтобы обеспечить постоянную скорость сварки и скоординированное движение всех манипуляторов.

Мощные роботы для дуговой сварки — большие преимущества

Самая высокая грузоподъемность в своем классе

Роботы FANUC обладают прочностью и надежностью для выполнения всех операций дуговой сварки, включая сварку под флюсом, тандемные горелки и несколько сварочных процессов на одном роботе. Дополнительная грузоподъемность позволяет использовать другое периферийное оборудование, такое как датчики или захваты, для погрузочно-разгрузочных работ.

Даже лучше, чем человеческая рука

Роботы сочетают в себе превосходную свободу движений с чрезвычайно высокой повторяемостью. Тонкие запястья и руки не только способны проникать в узкие места, но и достаточно сильны, чтобы носить тяжелые горелки и сварочные принадлежности.

Преимущества полого запястья

Конструкция с полым запястьем направляет сварочную горелку через манипулятор робота, чтобы снизить износ дорогих сварочных кабелей. Конструкция сквозного кронштейна также защищает кабель и позволяет программировать в автономном режиме без необходимости моделирования размещения кабеля.

Специалист по узким местам

Роботы с тонким запястьем хорошо подходят для дуговой сварки в труднодоступных местах. Они широко используются в производстве TIER 1 для сварки автомобильных осей, кронштейнов, сидений и выхлопных газов, а также для производства таких товаров, как балки и краны, а также базовых товаров для бизнеса, таких как резервуары, трубы и т. д.

Рельсовая ось не требуется. для крупных деталей

M-710 i C/12L — это самый длинный робот с полой рукой, доступный на рынке. Такой радиус действия позволяет сваривать очень большие детали и устраняет необходимость в оси рельса при дуговой сварке.

Вам не нужно покупать его, чтобы попробовать.

Пробное программное обеспечение WeldPRO

С помощью автономного программного обеспечения моделирования WeldPRO вы можете протестировать робота перед покупкой. Тестируйте роботов разного размера с помощью модели вашей детали, чтобы имитировать движение робота и рассчитать время цикла. Оптимизируйте размер рабочей ячейки и компоновку для ваших приложений.

Простое автономное программирование в WeldPRO

Функциональность CAD to PATH позволяет импортировать чертежи CAD одним щелчком мыши и может быть изменена в автономном режиме, даже во время работы роботов. Горелка и приспособление, автоматическое предотвращение столкновений и оптимизация цикла сварки делают применение дуговой сварки еще более эффективным.

У вас есть вопросы о наших роботах для дуговой сварки или вам нужно расценки? Мы здесь, чтобы помочь.
Заполните форму ниже, и компетентный эксперт по автоматизации FANUC свяжется с вами.

Сварочные роботы: типы, преимущества и ограничения

Технология пришла в сварочную промышленность в виде сварочных роботов. Это захватывающее время для отрасли. Роботы-сварщики постоянно развиваются, чтобы адаптироваться ко все большему количеству сварочных процессов. Вам интересны сварочные роботы и вы хотите узнать о них больше? Хотите узнать о различных типах роботов-сварщиков? Давай выясним.

В этой статье мы обсудим:

• Ручная и роботизированная сварка
• Как долго существует роботизированная сварка
• Преимущества роботизированной сварки
• Ограничение роботизированной сварки
• Для чего используются сварочные роботы
• Различные типы роботов-сварщиков
• Сварочная промышленность развивается

Давайте углубимся!

Ручная сварка в сравнении с роботизированной сваркой

Как следует из названия, роботизированная сварка — это автоматизация сварки, в которой для сварки используется манипулятор сварочного робота. При этом типе сварки робот перемещает горелку вдоль стыка, чтобы сварить детали. Сварочные роботы теперь могут выполнять многие типы сварочных процессов с использованием передовых сварочных инструментов.

Существует два вида роботизированной сварки: автоматическая и полуавтоматическая.

В системе автоматической роботизированной сварки детали подаются либо по конвейеру, либо по магазину. Затем они фиксируются в положении для сварки роботом. Как только робот сваривает детали, операторы перемещают их на другую операцию для проверки, сборки или упаковки.

В полуавтоматической системе роботизированной сварки оператор входит в роботизированную ячейку и удаляет завершенный сварной шов. Затем оператор размещает следующие детали для сварки роботом.

По сравнению с ручной сваркой роботизированная сварка выполняется быстрее и имеет более высокую производительность. Это потому, что роботу не нужно делать перерывы. Стоимость сварки в расчете на одну деталь также снижается, поскольку сварочный робот может производить больше сварных деталей, чем его коллега-человек.

Как давно существует роботизированная сварка?

Вы можете подумать, что сварочные роботы — новое изобретение, но на самом деле они существуют уже более 60 лет. Давайте кратко рассмотрим, как развивалась роботизированная сварка.

Джордж Девол изобрел первого программируемого робота в 1954 году. Позже он создал первого в мире промышленного робота. После этого он основал первую в мире компанию по производству роботов Unimation. Здесь, в этой компании, Девол и его коллеги создали первого промышленного робота. Они назвали это Unimate. Автомобильный завод General Motors (GM) использовал Unimate на своем заводе в Нью-Джерси. Робот делал точечную сварку и извлекал отливки. После первоначального испытания положительный отзыв распространил популярность сварочного робота по всему миру.

В 1978 году на деньги GM компания Unimation создала Универсальную Программируемую Машину для Сборки (PUMA). Эта машина используется до сих пор.

В 1980-х годах индустрия промышленных роботов росла. Каждый месяц компании придумывали новые роботизированные сварочные аппараты. Это также в этом десятилетии; роботизированные руки стали более мобильными и управляемыми.

С тех пор конструкция роботов постоянно совершенствуется. Роботизированные интерфейсы улучшились, а конструкции были оптимизированы и упрощены. Интерфейсы оператора также были усовершенствованы, чтобы упростить техническое обслуживание и ремонт.

Из промышленных роботов были изобретены меньшие коллаборативные роботы (коботы), чтобы работать вместе с людьми. Коботов легче программировать, и они безопаснее, чем их промышленные аналоги.

Сварочные коботы продолжают развиваться. Кто знает, какие события произойдут в будущем.

Преимущества сварочных роботов

Использование сварочного робота в вашем производственном процессе дает множество преимуществ. Давайте обсудим здесь несколько важных:

• Повышенная производительность
• Постоянное качество
• Сокращение количества отходов и расходных материалов

Повышение производительности

Сварочные роботы выполняют работу быстрее и эффективнее. Они также делают меньше ошибок по сравнению со своими коллегами-людьми. Они могут достигать эффективности до 85% по сравнению с 20% их квалифицированных коллег-людей.

Роботы никогда не устают, не нуждаются в отдыхе и не уходят в отпуск. Они могут производить сварные швы одинакового качества изо дня в день. Сварщики-люди в той или иной степени имеют менее 50% времени горения дуги, и это число может снижаться по мере наступления усталости. Роботы могут иметь до 95% времени дуги.

Постоянное качество

Роботы не отвлекаются. Они могут поддерживать постоянную скорость сварки, ток и другие переменные. Благодаря этому они каждый раз могут обеспечивать очень высокое качество сварки. Использование сварочных роботов для сварочных проектов, требующих строгих требований к качеству, идеально.

Сокращение количества отходов и расходных материалов

Сварочные роботы устраняют множество ошибок при сварке, возникающих при сварке человеком. Это связано с тем, что роботы не устают и устраняют проблемы, которые может вызвать усталость. Сварочные роботы обеспечивают одинаковое качество сварки в любой ситуации. Избегая брака, легче уложиться в бюджет, особенно на дорогостоящих работах.

Сварочные роботы эффективны, так как они могут более эффективно использовать расходные материалы, такие как наполнители. Эта эффективность снижает количество производимых отходов. Сопла также являются еще одним расходным материалом, который роботы-сварщики используют экономно, увеличивая срок их службы. Расходные материалы покупаются реже, что снижает затраты.

Ограничения сварочных роботов

Хотя у сварочных роботов много преимуществ, у них есть свои ограничения. Давайте посмотрим на пару из них.

Требуется программирование и обучение

Большинству промышленных роботов требуются сложные навыки программирования. Поэтому вам может понадобиться нанять новый набор программистов для программирования робота. Вам также необходимо специальное обучение и курсы по технике безопасности для ваших работников. Эти курсы предназначены для ознакомления с тем, как безопасно работать с роботами. Интеграторы роботов могут помочь вам установить промышленных роботов, или вы можете сделать это самостоятельно с помощью своих знающих сотрудников.

Требуются значительные инвестиции для запуска

Сварочные роботы требуют значительных инвестиций — как в оборудование, приспособления, так и в обучение. Однако при правильном использовании роботы могут окупиться в течение одного-трех лет. Если вы хотите узнать, как скоро вы сможете окупить свои инвестиции, вы можете использовать онлайн-калькулятор возврата инвестиций (ROI) для сварочного робота. Это скажет вам, стоит ли это инвестиций или нет.

Для чего используются сварочные роботы?

В настоящее время сварочные роботы составляют 20 процентов от общего объема сварки в США. Однако это число быстро растет. Вообще говоря, роботизированная сварка используется в промышленности, где требуется высокая производительность. Точечная сварка, обычно используемая в автомобильной промышленности, является одним из самых популярных сварочных роботов. Тем не менее, дуговая сварка также становится все более популярным выбором для использования сварочных роботов.

Какие сварочные роботы существуют на рынке?

На рынке представлено множество марок сварочных роботов. Но в этой статье давайте поговорим о различных типах роботов в зависимости от используемых ими сварочных процессов.

Различные типы сварочных роботов:

• Роботы для контактной точечной сварки
• Совместные сварочные роботы
• Роботы для дуговой сварки экранированным металлом (SMAW)
• Роботизированная дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW/MIG)
• Роботизированная дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW/TIG)
• Роботизированная лазерная сварка
• Робот для плазменной сварки

Робот для контактной точечной сварки

В автомобильной промышленности обычно используется контактная точечная сварка. Это процесс контактной сварки, при котором для соединения двух или более листов в одном месте используется более сильный электрический ток.

Роботы для точечной сварки представляют собой шарнирные роботы. Это роботы с вращающимися соединениями, которые имеют диапазон от двух до 10 осей. Роботы для точечной сварки имеют серводвигатель, оснащенный энкодером с высоким разрешением, который точно управляет движением горелки для точечной сварки. Сварочный пистолет имеет пару электродов, которые могут открываться и закрываться. Он также поставляется с программным обеспечением, которое контролирует ускорение, положение и усилие манипулятора.

Совместная роботизированная сварка

Совместная роботизированная сварка, или для краткости коботная сварка, также представляет собой роботизированную руку, обычно 6-осевую, со сварочной горелкой в ​​качестве концевого эффектора. В отличие от промышленных роботов, коботы могут работать вместе с людьми. Благодаря этому нет необходимости размещать их в ячейке сварочного робота. Вы можете только позаботиться о безопасности сварки (вспышка, брызги). Их также легко развертывать и повторно развертывать для выполнения различных задач.

С появлением коллаборативных роботов (или коботов) средние сварочные предприятия также могут извлечь выгоду из автоматизации сварки. Их также легче программировать. Cobot Welder от Hirebotics — это самый простой для программирования кобот на рынке. Насколько это легко? Ваш сварщик может легко обучить робота с помощью своего телефона с помощью приложения.

Роботы для дуговой сварки в среде защитного газа (SMAW)

Дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW) также называется дуговой сваркой. При этом типе сварки дуга создается между плавящимся флюсовым электродом и свариваемым материалом.

Робот SMAW должен учитывать изменение центральной точки инструмента (TCP). TCP — это переменная, используемая в роботах для отслеживания компьютером кончика инструмента, в данном случае расходуемого электрода. Скорость расхода электрода определяет направление движения манипулятора.

Роботизированная дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW/MIG)

Обычно роботы используются для сварки GMAW, когда для получения высокой производительности необходимы высокие скорости наплавки. При сварке GMAW плавящийся электрод расплавляется и действует как присадочный материал. Роботизированная сварка GMAW используется для сварки нержавеющей стали, меди, никеля, углеродистой стали и алюминия. Он обычно используется для металлов с высокой температурой плавления проводимости.

Роботизированная дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW/TIG)

Роботы для дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW) используются при сварке тонких деталей или при необходимости эстетичных и точных сварных швов.

В Robotic GTAW такие переменные, как движение резака, предварительная подача защитного газа, частота импульсов и т. д., контролируются автоматически. Длину дуги также можно автоматически поддерживать с помощью автоматического контроля напряжения. Интеллектуальные системы роботизированной сварки GTAW оснащены камерами, которые помогают отслеживать местоположение стыка и обнаруживать ошибки. В системе этого типа оператор калибрует камеру и обучает робота траектории сварки. Затем робот делает снимок до того, как дуга будет установлена, и сравнивает это изображение с эталонным изображением. Этот тип системы идеально подходит для сварки тонких материалов, где важным фактором является положение дуги.

Робот для лазерной сварки

Робот для лазерной сварки — это тип сварки, в котором в качестве источника энергии используется сфокусированный лазерный луч. Лазерная сварка может быть теплопроводной или глубокой лазерной.

Роботизированный лазерный сварочный аппарат состоит из головки волоконного лазера, системы слежения, волоконного лазера и промышленного робота. Обычно используется для сварки материалов разной толщины под разными углами и в разных направлениях. Медицинские устройства и аэрокосмическая промышленность обычно используют роботизированную лазерную сварку.

Робот для плазменной сварки

Этот тип робота-сварщика использует плазменную дугу в качестве источника тепла для расплавления соединения двух металлов, требующего сварки.

Самодельный лазер на парах марганца / Хабр

В этой, юбилейной 10ой статье я опишу, что же является логическим следствием, продолжением моего самостоятельного лазеростроения. После построения источника питания, который подходит для накачки импульсных лазеров на парах металлов и приобретения опыта работы с готовыми активными элементами лазеров на парах меди и её соединений оставалось только изготовить активный элемент лазера (далее — АЭ) полностью самостоятельно, при этом с новой рабочей средой.

К выбору рабочей среды предъявлялись следующие требования: излучение в видимой области, сравнительно высокая достижимая мощность, приемлемый КПД, легкодоступность и дешевизна, не слишком высокая рабочая температура.

Генерация лазерного излучения была получена практически для всех возможных химических элементов, но вышеуказанным условиям отвечают лишь считанные единицы. Как ни странно, самым лучшим выбором является все та же медь и её соединения, но для меня это уже во многом пройденный этап. В качестве кандидатов остается ещё ряд металлов, которые обладают более-менее приличным КПД лазерной генерации при режиме возбуждения аналогичному для лазеров на парах меди: барий, стронций, марганец, свинец, золото. Барий и стронций сразу отпадают, поскольку их линии генерации лежат в ИК диапазоне, а это скучно и некрасиво. Остаются марганец, свинец и золото. Золото тоже отпадает по причине высокой стоимости и слишком высокой рабочей температуры (1600+ градусов Цельсия). Остались только 2 кандидата – свинец и марганец. Оба металла дешевы и должны быть сравнительно доступны – свинец можно найти буквально под ногами, распотрошив подобранный на помойке аккумулятор или кусок бронированного высоковольтного кабеля, марганец же широчайше применяется в черной металлургии и производится колоссальными объемами.

Марганец способен генерировать на длине волны 534 нм (основная линия) и ещё несколько сильных линий в ИК и примерно 3-4 слабых зелёных. Достижимая мощность для хорошо изготовленного АЭ и тщательно отстроенного источника питания превышает 10 Вт суммарно по всем линиям излучения, рабочая температура находится в районе 1000-1100 градусов, что существенно ниже, чем у меди. Оптимальная частота повторения импульсов разнится в зависимости от других условий эксперимента и её нужно подбирать. В любом случае она укладывается в «стандартный» диапазон 5-15 кГц. У свинца основная линия генерации лежит в пограничном с ИК диапазоне – 722 нм и есть ещё один переход с длиной волны порядка 405 нм, достижимая мощность на уровне единиц Вт для линии 722 нм. Особенностью этой среды является рекордный коэффициент усиления – 600 Дб/м. Рабочая температура составляет 800-900 градусов, а оптимальная ЧСИ согласно разным литературным данным ниже 10 кГц. Оптимальным буферным газом для обоих металлов является гелий, хотя возможна работа и с аргоном.

Свой выбор я решил остановить на марганце исходя из вышеперечисленных данных – кпд генерации явно выше, да и длина волны явно приятнее, очень близко к привычным «указочным» 532 нм. После этого нужно было определить конструкцию активного элемента. По марганцевым лазерам нашлось достаточно много материалов в научных журналах вроде «Квантовой электроники» и «Приборов для научных исследований», которые доступны в интернетах или напрямую, как в случае с КЭ или же через сай-хаб (для английской версии ПНИ). Из просмотренных статей стало понятно, что генерация возможна практически при любых габаритах разрядного канала и в достаточно широком диапазоне условий возбуждения, а оптимальный же режим возбуждения и давления буферного газа нужно подбирать под конкретный АЭ. После чего я нарисовал грубый эскиз своего будущего АЭ, исходя из имевшихся в наличии деталей, и приступил к изготовлению.

Забегая вперед, скажу что найти, собственно, марганец для этого лазера оказалось неожиданно сложно, и все свои мытарства в этой области опишу в отдельной статье-спиноффе.

Итак, в основе активного элемента лазера находится керамическая трубка с внутренним диаметром 14 мм и длиной 800 мм, которая является разрядным каналом. С помощью втулок изготовленных из газобетона она фиксируется в кварцевой трубе большого диаметра. Пространство между стенками трубок заполняется теплоизоляцией. В качестве первого варианта такой теплоизоляции я решил попробовать использовать тонкий корундовый песочек, как в ранних лазерах на парах меди.

После сборки разрядного канала с корпусом и выскотемпературной теплоизоляцией получилась такое устройство.

На концах наружной трубы-корпуса за счет выжимаемых фланцами резиновых уплотнений фиксируются электродные узлы. Электродные узлы представляют собой головки с фланцами, выточенные из алюминия. А для их изготовления потребовалось сначала отлить болванки.

После токарной обработки получились вот такие детали.

С внутренней стороны головок на резьбу вкручиваются анод в виде трубки небольшого диаметра и катод конической формы. Оба электрода вытачивались из немагнитной нержавейки

Алюминиевые головки снабжены ребрами для воздушного охлаждения. К торцам электродных головок небольшими фланцами крепятся зеркала резонатора. Резиновые кольца между зеркалами и электродной головкой выполняют роль вакуумного уплотнения. В то же время они обеспечивают некоторую подвижность зеркал для их юстировки. С боков на электродных головках есть штуцеры для откачки и напуска газа. Дозировка газа выполняется с помощью все той же инсулиновой иглы, вклеенной в один из штуцеров. Таким образом, получилась полностью коаксиальная конструкция АЭ, напоминающая заводскую. Размеры деталей можно увидеть на эскизах, которые я рисовал перед токарной обработкой.

После изготовления всех деталей я выполнил пробную сборку АЭ, которая тут же выявила «детские болезни». Здесь сами электроды ещё не установлены.

В первую очередь пришлось забраковать песок в качестве изоляции. При первой же откачке трубки, воздух, заключенный в пустотах внутри засыпки стал разрыхлять её, выбрасывая большие объемы песка в те места где его быть не должно, в том числе затягивало в вакуумный насос, что никак ему не пошло на пользу. Выход был найден в виде замены песка керамической ватой. Из ваты уже воздух выходил беспрепятственно при откачке.

Ещё одной неожиданной сложностью стала крайняя хрупкость всей конструкции. 2 процедуры сборки-разборки из 3-х заканчивались сколом края кварцевой трубы в момент затяжки фланцев электродных головок, хотя стенка трубы, казалось бы толстая. Решение этой проблемы потребовало бы радикальной переделки головок и способа крепления, что пока решено было не делать, поскольку конструкция экспериментальная. В процессе сборки добавил ещё один элемент – алюминиевую трубу вокруг всего АЭ, которая выполняет функцию обратного токопровода и снижает паразитную индуктивность АЭ. Чтобы под весом этой трубы ничего не ломалось – добавил опору с противоположного конца.

Таким образом, АЭ был готов к пробной откачке и первому включению разряда в нем. Но на этот момент мне не хватало соединительного кабеля. Для его изготовления я использовал все тот же тип коаксиального кабеля, что и для лазера на парах меди и аналогичный разъем от ЛГИ21, который пришлось доработать. После этого можно было впервые включить в нем разряд и попробовать ввести в рабочий температурный режим, пока вхолостую. В качестве рабочего газа я использовал аргон при давлении порядка 10 Торр. Тут выплыла ещё одна недоработка – большое количество энергии разряда стекало через опору обратного токопровода на землю сквозь стенку трубы, вызывая её сильный нагрев, да и в «целевой разряд» уходит меньше энергии, чем могло бы.

Кроме того, одной внутренней теплоизоляции разрядного канала оказалось недостаточно. Пришлось разбирать АЭ повторно и эту опору перемещать в противоположную сторону, а пространство между кварцевым корпусом и обратным токопроводом набивать дополнительной теплоизоляцией из все той же керамической ваты. На место металлической опоры, где она была раньше, установил втулку из газобетона. Таким образом, утечка энергии и потери тепла были устранены.

При сборке традиционно скололся край трубы, в результате чего с каждой сборкой весь лазерный АЭ по чуть-чуть укорачивался. В конце концов, собрать его удалось, и я смог начать полномасштабную тренировку без рабочего вещества. Основная задача такой тренировки – дать АЭ нагреться до рабочей температуры и выше, полностью выжечь все остатки летучих примесей которыми буквально кишит как керамическая трубка разрядного канала, так и внутренняя высокотемпературная изоляция, особенно после того, как по неосторожности в трубку попало масло из вакуумного насоса. Чтобы такого больше не повторялось, я в разрыв вакуумного шланга поставил ловушку для масла в виде классической промывалки Дрекселя. Как ни странно, но утечки вакуума по обычному химическому шлифу нет. О выделении примесей свидетельствует белесый цвет разряда. Тренировку пришлось продлить до нескольких часов, чтобы все остатки масла испарились и сгорели и разряд приобрел нормальный розовато-голубой характерный для аргона цвет. В процессе тренировки АЭ удалось разогреть до рабочей температуры, а нагрев электродных головок оказался неожиданно умеренным, несмотря на то, что анод и катод раскалялись докрасна.

Процесс тренировки:

К концу тренировки цвет разряда стал характерного для аргона цвета.

Разрядный канал нагрелся весьма злобно, как и электроды. Свечение видно даже сквозь теплоизоляцию.

После окончания тренировки трубка наполнялась аргоном до атмосферного давления, штуцеры закрывались, и она сохранялась в таком виде.

Параллельно я искал собственно рабочую среду лазера – марганец. Это обернулось неожиданными трудностями, все знакомые химики разводили руками и знать не знали где брать марганец, интернет-торговцы у которых марганец в наличии был, продавался только бочками-вагонами-кораблями, да и чистота его была далеко «не лазерная» — 95% основного вещества. А ещё в интернете находились уникумы пытавшиеся продать 200 грамм 99% марганца по цене килограмма серебра, да ещё и с требованием «подождать месяц пока доставят из Германии». В местном магазине химреактивов металлического марганца тоже не нашлось, но зато были его соли, из которых я предпринял попытку получить металлический марганец самостоятельно. Подробнее об этом будет в соответствующей статье. Все мои мытарства внезапно закончились, когда по почте пришел маленькой королёк высокочистого марганца от создателя сайта PeriodicTable, за что ему огромная благодарность.

После этого оставалось изготовить кварцевые лодочки для рабочего вещества и затолкать их в разрядный канал. Лодочки пришлось заказывать в стеклодувной мастерской. Когда они были готовы, я от королька отделил небольшие кусочки, поместил в лодочки, а сами лодочки легко задвинулись в разрядный канал через отверстия зеркал лазера.

Потом зеркала были возвращены на место и начались испытания.

После того как лазерная трубка откачалась до максимального вакуума, я отъюстировал зеркала, юстировать их надо под вакуумом, так как в противном случае юстировка собьется при деформации уплотнений. Кстати, забыл сказать, что в качестве зеркал используются традиционные для таких лазеров алюминированное глухое зеркало и плоскопараллельная кварцевая пластина в качестве выходного окна. Юстировались зеркала с помощью школьного гелий-неонового лазера ЛГН-109.

Лазер перед запуском.

Газовая система.

Потом я пустил небольшой проток аргона при давлении в 10 Торр. «Разгон» лазера решил делать с аргоном, так как гелия оставалось довольно мало. При таком давлении разряд легко зажегся и начался прогрев лазера. Прогревался он довольно быстро, и когда разрядный канал приобрел темно-оранжевое каление, стало заметно изменение цвета разряда с розового на бирюзовый.

Потом в центре пятна от свечения разряда появилось яркое зеленое пятно, в котором угадывалась тень от заложенных в разрядный канал лодочек, которые частично перекрывали световую апертуру канала. Генерация была получена!

Вслед за аргоном в АЭ был пущен гелий, а аргон перекрыт, что сразу дало прибавку мощности генерации в несколько раз, а подбором давления гелия добился максимума мощности. Подбор режима накачки (напряжение, ЧСИ) позволил удерживать стационарный тепловой режим лазера и немного присмотреться к излучению. Из выходного окна лился яркий хорошо заметный лазерный луч ядовито-зелёного цвета неправильной формы из-за лодочек, перекрывавших апертуру.

При этом мощности достаточно, чтобы обугливать дерево и картон при фокусировке. Из-за никудышней формы пучка фокусировался он довольно плохо. С учетом того что плохо фокусированный луч был способен обугливать фанеру, то я бы его мощность оценил в величину порядка 1 Вт, но не больше.

Наигравшись и нафотографировавшись, я выключил лазер и дал ему остыть. После этого эксперимента можно было сделать несколько выводов. Главное заключение – размещение рабочего вещества в лодочках – так себе идея. Очень сильно страдает световая апертура и до 70% потенциала остается нереализованным. Не зря в лазерах на парах меди разрядный канал делается переменного сечения с участками бОльшего диаметра. Вот именно в них и размещается рабочее тело, а апертура канала ограничивается более узкими участками трубки. По возможности перепад диаметров делают как можно меньшим. Создание хорошо работающего «генератора паров рабочего тела» стало отдельной нетривиальной задачей при разработке промышленных АЭ, решение которой потребовало изготовления кучи различных прототипов. В моих условиях проще было смириться с потерей части мощности, но при желании от лодочек можно уйти. Вторым неожиданным сюрпризом для меня стало то, что при разборке лазера в разрядном канале вообще мало что осталось от лодочек. Оказалось, что расплавленный марганец растворяет кварц,. Таким образом, тем более нужно избавляться от лодочек. Но если не избавляться – то как минимум делать их из другого, материала, например лейкосапфира. Похоже это единственный вариант для столь агрессивных условий. Что характерно, подходящую заготовку несложно достать – из лейкосапфира делают горелки натриевых ламп. Ну и таки крепление электродных головок нужно переделывать, так как дальнейшие операции разборки-сборки привели корпус лазера в негодность. А в остальном, этот лазер я могу назвать по праву эксклюзивным в своей практике, так как промышленно марганцевые лазеры не выпускало ни одно предприятие, ни в бывшем СССР, ни в мире. Марганцевый лазер так и не покинул стены лабораторий. Почему – мне непонятно. Возможно, потому что его длина волны очень близка к стандартным 532 нм, которые получают с помощью твердотельных лазеров и удвоения частоты, которым не нужен сложный высоковольтный источник питания и хрупкая лазерная трубка с ограниченным сроком службы. А где нужна дифракционная расходимость излучения с большой мощностью и тоже на видимых длинах волн – есть уже лазеры на парах меди, у которых КПД в 5 раз выше. Тем не менее, я бы сказал, что марганцевый лазер незаслуженно забыт и вполне бы мог промышленно выпускаться до наступления эпохи DPSS. А ещё стен лабораторий не покинул лазер на парах металлического таллия, который генерирует излучение на длине волны 535 нм. Но нет, его я делать не буду, так как зачем работать с крайне высокоопасным веществом и дико сложной накачкой, когда есть гораздо более простой в использовании марганец с длиной волны 534 нм? А вот свинец я попробовал, но об этом побочном эксперименте также будет отдельная заметка.

Ах да. Если эта статья (как и все мои остальные) этого заслуживают, то можно отправить абсолютно добровольный донат dogecoin«ами на следующий адрес: DLLNGqSeyXo786jiurzMAnj8USwaU5u9xY

Самодельный лазер на парах марганца

В этой, юбилейной 10ой статье я опишу, что же является логическим следствием, продолжением моего самостоятельного лазеростроения. После построения источника питания, который подходит для накачки импульсных лазеров на парах металлов и приобретения опыта работы с готовыми активными элементами лазеров на парах меди и её соединений оставалось только изготовить активный элемент лазера полностью самостоятельно, при этом с новой рабочей средой.

К выбору рабочей среды предъявлялись следующие требования: излучение в видимой области, сравнительно высокая достижимая мощность, приемлимый КПД, легкодоступность и дешевизна, не слишком высокая рабочая температура.

Генерация лазерного излучения была получена практически для всех возможных химических элементов, но вышеуказанным условиям отвечают лишь считанные единицы. Как ни странно, самым лучшим выбором является все та же медь и её соединения, но для меня это уже во многом пройденный этап. В качестве кандидатов остается ещё ряд металлов, которые обладают более-менее приличным КПД лазерной генерации при режиме возбуждения аналогичному для лазеров на парах меди: барий, стронций, марганец, свинец, золото. Барий и стронций сразу отпадают, поскольку их линии генерации лежат в ИК диапазоне, а это скучно и некрасиво. Остаются марганец, свинец и золото. Золото тоже отпадает по причине высокой стоимости и слишком высокой рабочей температуры (1600+ градусов Цельсия). Остались только 2 кандидата – свинец и марганец. Оба металла дешевы и должны быть сравнительно доступны – свинец можно найти буквально под ногами, распотрошив подобранный на помойке аккумулятор или кусок бронированного высоковольтного кабеля, марганец же широчайше применяется в черной металлургии и производится колоссальными объемами.

Марганец способен генерировать на длине волны 534 нм (основная линия) и ещё нескольких сильных линиях в ИК и примерно 3-4 слабых зеленых линиях. Достижимая мощность для хорошо изготовленного АЭ и тщательно отстроенного источника питания превышает 10 Вт суммарно по всем линиям излучения, рабочая температура находится в районе 1000-1100 градусов, что существенно ниже, чем у меди. Оптимальная частота повторения импульсов разнится в зависимости от других условий эксперимента и её нужно подбирать. В любом случае она укладывается в «стандартный» диапазон 5-15 кГц. У свинца основная линия генерации лежит в пограничном с ИК диапазоне – 722 нм и есть ещё один переход с длиной волны порядка 405 нм, достижимая мощность на уровне единиц Вт для линии 722 нм. Особенностью этой среды является рекордный коэффициент усиления – 600 Дб/м. Рабочая температура составляет 800-900 градусов, а оптимальная ЧСИ согласно разным литературным данным ниже 10 кГц. Оптимальным буферным газом для обоих металлов является гелий, хотя возможна работа и с аргоном.

Свой выбор я решил остановить на марганце исходя из вышеперечисленных данных – кпд генерации явно выше, да и длина волны явно приятнее, очень близко к привычным «указочным» 532 нм. После этого нужно было определить конструкцию активного элемента. По марганцевым лазерам нашлось достаточно много материалов в научных журналах вроде «Квантовой электроники» и «Приборов для научных исследований», которые доступны в интернетах или напрямую, как в случае с КЭ или же через сай-хаб (для английской версии ПНИ). Из просмотренных статей стало понятно, что генерация возможна практически при любых габаритах разрядного канала и в достаточно широком диапазоне условий возбуждения, а оптимальный же режим возбуждения и давления буферного газа нужно подбирать под конкретный АЭ. После чего я нарисовал грубый эскиз своего будущего АЭ, исходя из имевшихся в наличии деталей, и приступил к изготовлению.

Забегая вперед, скажу что найти, собственно, марганец для этого лазера оказалось неожиданно сложно, и все свои мытарства в этой области опишу в отдельной статье-спиноффе.

Итак, в основе активного элемента лазера находится керамическая трубка с внутренним диаметром 14 мм и длиной 800 мм, которая является разрядным каналом. С помощью втулок изготовленных из газобетона она фиксируется в кварцевой трубе большого диаметра. Пространство между стенками трубок заполняется теплоизоляцией. В качестве первого варианта такой теплоизоляции я решил попробовать использовать тонкий корундовый песочек, как в ранних лазерах на парах меди.

После сборки разрядного канала с корпусом и выскотемпературной теплоизоляцией получилась такое устройство.

На концах наружной трубы-корпуса фиксируются за счет выжимаемых фланцами резиновых уплотнений электродные узлы. Электродные узлы представляют собой головки с фланцами, выточенные из алюминия. А для их изготовления потребовалось сначала отлить болванки.

После токарной обработки получились вот такие детали.

С внутренней стороны головок на резьбу вкручиваются анод в виде трубки небольшого диаметра и катод конической формы. Оба электрода вытачивались из немагнитной нержавейки

Алюминиевые головки снабжены ребрами для воздушного охлаждения. К торцам электродных головок небольшими фланцами крепятся зеркала резонатора. Резиновые кольца между зеркалами и электродной головкой выполняют роль вакуумного уплотнения. В то же время они обеспечивают некоторую подвижность зеркал для их юстировки. С боков на электродных головках есть штуцеры для откачки и напуска газа. Дозировка газа выполняется с помощью все той же инсулиновой иглы, вклеенной в один из штуцеров. Таким образом, получилась полностью коаксиальная конструкция АЭ, напоминающая заводскую. Размеры деталей можно увидеть на эскизах, которые я рисовал перед токарной обработкой.

После изготовления всех деталей я выполнил пробную сборку АЭ, которая тут же выявила «детские болезни». Здесь сами электроды ещё не установлены.

В первую очередь пришлось забраковать песок в качестве изоляции. При первой же откачке трубки, воздух, заключенный в пустотах внутри засыпки стал разрыхлять её, выбрасывая большие объемы песка в те места где его быть не должно, а том числе затягивало в вакуумный насос, что никак ему не пошло на пользу. Выход был найден в виде замены песка керамической ватой. Из ваты уже воздух выходил беспрепятственно при откачке.

Ещё одной неожиданной сложностью стала крайняя хрупкость всей конструкции. 2 процедуры сборки-разборки из 3х оканчивались сколом края кварцевой трубы в момент затяжки фланцев электродных головок, хотя стенка трубы, казалось бы толстая. Решение этой проблемы потребовало бы радикальной переделки головок и способа крепления, что пока решено было не делать, поскольку конструкция экспериментальная. В процессе сборки добавил ещё один элемент – алюминиевую трубу вокруг всего АЭ, которая выполняет функцию обратного токопровода и снижает паразитную индуктивность АЭ. Чтобы под весом этой трубы ничего не ломалось – добавил опору с противоположного конца.

Таким образом, АЭ был готов к пробной откачке и первому включению разряда в нем. Но на этот момент мне не хватало соединительного кабеля. Для его изготовления я использовал все тот же тип коаксиального кабеля, что и для лазера на парах меди и аналогичный разъем от ЛГИ21, который пришлось доработать. После этого можно было впервые включить в нем разряд и попробовать ввести в рабочий температурный режим, пока вхолостую. В качестве рабочего газа я использовал аргон при давлении порядка 10 Торр. Тут выплыла ещё одна недоработка – большое количество энергии разряда стекало через опору обратного токопровода на землю сквозь стенку трубы, вызывая её сильный нагрев, да и в «целевой разряд» уходит меньше энергии, чем могло бы.

Кроме того, одной внутренней теплоизоляции разрядного канала оказалось недостаточно. Пришлось разбирать АЭ повторно и эту опору перемещать в противоположную сторону, а пространство между кварцевым корпусом и обратным токопроводом набивать дополнительной теплоизоляцией из все той же керамической ваты. На место металлической опоры, где она была раньше, установил втулку из газобетона. Таким образом, утечка энергии и потери тепла были устранены.

При сборке традиционно скололся край трубы, в результате чего с каждой сборкой весь лазерный АЭ по чуть-чуть укорачивался. В конце концов, собрать его удалось, и я смог начать полномасштабную тренировку без рабочего вещества. Основная задача такой тренировки – дать АЭ нагреться до рабочей температуры и выше, полностью выжечь все остатки летучих примесей которыми буквально кишит как керамическая трубка разрядного канала, так и внутренняя высокотемпературная изоляция, особенно после того, как по неосторожности в трубку попало масло из вакуумного насоса. Чтобы такого больше не повторялось, я в разрыв вакуумного шланга поставил ловушку для масла в виде классической промывалки Дрекселя. Как ни странно, но утечки вакуума по обычному химическому шлифу нет. О выделении примесей свидетельствует белесый цвет разряда. Тренировку пришлось продлить до нескольких часов, чтобы все остатки масла испарились и сгорели и разряд приобрел нормальный розовато-голубой характерный для аргона цвет. В процессе тренировки АЭ удалось разогреть до рабочей температуры, а нагрев электродных головок оказался неожиданно умеренным, несмотря на то, что анод и катод раскалялись докрасна.
Процесс тренировки:

К концу тренировки цвет разряда стал характерного для аргона цвета.

Разрядный канал нагрелся весьма злобно, как и электроды. Свечение видно даже сквозь теплоизоляцию.

После окончания тренировки трубка наполнялась аргоном до атмосферного давления, штуцеры закрывались, и она сохранялась в таком виде.

Параллельно я искал собственно рабочую среду лазера – марганец. Это обернулось неожиданными трудностями, все знакомые химики разводили руками и знать не знали где брать марганец, интернет-торговцы у которых марганец в наличии был, продавался только бочками-вагонами-кораблями, да и чистота его была далеко «не лазерная» — 95% основного вещества. А ещё в интернете находились уникумы пытавшиеся продать 200 грамм 99% марганца по цене килограмма серебра, да ещё и с требованием «подождать месяц пока доставят из Германии». В местном магазине химреактивов металлического марганца тоже не нашлось, но зато были его соли, из которых я предпринял попытку получить металлический марганец самостоятельно. Подробнее об этом будет в соответствующей статье. Все мои мытарства внезапно закончились, когда по почте пришел маленькой королёк высокочистого марганца от создателя сайта PeriodicTable, за что ему огромная благодарность.

После этого оставалось изготовить кварцевые лодочки для рабочего вещества и затолкать их в разрядный канал. Лодочки пришлось заказывать в стеклодувной мастерской. Когда они были готовы, я от королька отделил небольшие кусочки, поместил в лодочки, а сами лодочки легко задвинулись в разрядный канал через отверстия зеркал лазера.

Потом зеркала были возвращены на место и начались испытания.

После того как лазерная трубка откачалась до максимального вакуума, я отъюстировал зеркала, юстировать их надо под вакуумом, так как в противном случае юстировка собьется при деформации уплотнений. Кстати, забыл сказать, что в качестве зеркал используются традиционные для таких лазеров алюминированное глухое зеркало и плосокпараллельная кварцевая пластина в качестве выходного окна. Юстировались зеркала с помощью школьного гелий-неонового лазера ЛГН-109.

Лазер перед запуском.

Газовая система.

Потом я пустил небольшой проток аргона при давлении в 10 Торр. «Разгон» лазера решил делать с аргоном, так как гелия оставалось довольно мало. При таком давлении разряд легко зажегся и начался прогрев лазера. Прогревался он довольно быстро, и когда разрядный канал приобрел темно-оранжевое каление, стало заметно изменение цвета разряда с розового на бирюзовый.

Потом в центре пятна от свечения разряда появилось яркое зеленое пятно, в котором угадывалась тень от заложенных в разрядный канал лодочек, которые частично перекрывали световую апертуру канала. Генерация была получена!

Вслед за аргоном в АЭ был пущен гелий, а аргон перекрыт, что сразу дало прибавку мощности генерации в несколько раз, а подбором давления гелия добился максимума мощности. Подбор режима накачки (напряжение, ЧСИ) позволил удерживать стационарный тепловой режим лазера и немного присмотреться к излучению. Из выходного окна лился яркий хорошо заметный лазерный луч ядовито-зелёного цвета неправильной формы из-за лодочек, перекрывавших апертуру.

При этом мощности достаточно, чтобы обугливать дерево и картон при фокусировке. Из-за никудышней формы пучка фокусировался он довольно плохо. С учетом того что плохо фокусированный луч был способен обугливать фанеру, то я бы его мощность оценил в величину порядка 1 Вт, но не больше.

Наигравшись и нафотографировавшись, я выключил лазер и дал ему остыть. После этого эксперимента можно было сделать несколько выводов. Главное заключение – размещение рабочего вещества в лодочках – так себе идея. Очень сильно страдает световая апертура и до 70% потенциала остается нереализованным. Не зря в лазерах на парах меди разрядный канал делается переменного сечения с участками бОльшего диаметра. Вот именно в них и размещается рабочее тело, а апертура канала ограничивается более узкими участками трубки. По возможности перепад диаметров делают как можно меньшим. Создание хорошо работающего «генератора паров рабочего тела» стало отдельной нетривиальной задачей при разработке промышленных АЭ, решение которой потребовало изготовления кучи различных прототипов. В моих условиях проще было смириться с потерей части мощности, но при желании от лодочек можно уйти. Вторым неожиданным сюрпризом для меня стало то, что при разборке лазера в разрядном канале вообще мало что осталось от лодочек. Оказалось, что расплавленный марганец растворяет кварц,. Таким образом, тем более нужно избавляться от лодочек. Но если не избавляться – то как минимум делать их из другого, материала, например лейкосапфира. Похоже это единственный вариант для столь агрессивных условий. Что характерно, подходящую заготовку несложно достать – из лейкосапфира делают горелки натриевых ламп. Ну и таки крепление электродных головок нужно переделывать, так как дальнейшие операции разборки-сборки привели корпус лазера в негодность. А в остальном, этот лазер я могу назвать по праву эксклюзивным в своей практике, так как промышленно марганцевые лазеры не выпускало ни одно предприятие, ни в бывшем СССР, ни в мире. Марганцевый лазер так и не покинул стены лабораторий. Почему – мне непонятно. Возможно, потому что его длина волны очень близка к стандартным 532 нм, которые получают с помощью твердотельных лазеров и удвоения частоты, которым не нужен сложный высоковольтный источник питания и хрупкая лазерная трубка с ограниченным сроком службы. А где нужна дифракционная расходимость излучения с большой мощностью и тоже на видимых длинах волн – есть уже лазеры на парах меди, у которых КПД в 5 раз выше. Тем не менее, я бы сказал, что марганцевый лазер незаслуженно забыт и вполне бы мог промышленно выпускаться до наступления эпохи DPSS. А ещё стен лабораторий не покинул лазер на парах металлического таллия, который генерирует излучение на длине волны 535 нм. Но нет, его я делать не буду, так как зачем работать с крайне высокоопасным веществом и дико сложной накачкой, когда есть гораздо более простой в использовании марганец с длиной волны 534 нм? А вот свинец я попробовал, но об этом побочном эксперименте также будет отдельная заметка.

Ах да. Если эта статья (как и все мои остальные) этого заслуживают, то можно отправить абсолютно добровольный донат dogecoin«ами на следующий адрес: DLLNGqSeyXo786jiurzMAnj8USwaU5u9xY

Автор: Laserbuilder

Источник

8 самодельных идей лазерной указки, которые вы можете сделать сегодня (с видео и фотографиями)

Последнее обновление 14 марта 2023 г.

В детстве мы любили посещать концерты с лазерными световыми дисплеями. Эти шоу были крутыми, потому что они проецировали лазерные лучи разных цветов, а фоном была действительно классная музыка.

Если вы хотите создать дома собственную версию лазерного дисплея, попробуйте одну из этих идей.

8 идей лазерной указки своими руками

1. Мини-лазерная указка

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Новичок

Является ли нехватка времени причиной того, что вы всегда откладываете свои проекты «сделай сам»? Что ж, если это так, попробуйте этот простой вариант — мини-лазерную указку. Мы обещаем, что вам не придется вкладывать в него много времени и усилий, поскольку он самый маленький и простой из всех.

Кроме того, вы будете рады услышать, что он не требует установки переключателя, так как для подключения и отключения проводов используется пластиковая пленка.

2.

Лазерная указка

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Новичок

Эдвард Бульвер-Литтон однажды сказал: «Перо сильнее меча». Когда чернила в вашей ручке заканчиваются, вам не нужно выбрасывать корпус ручки.

Найдите провод, небольшой переключатель, ножницы, клей и лазерный диод. Эти инструкции по изготовлению лазерной ручки своими руками короткие и простые. Просто следуйте инструкциям, и менее чем через 30 минут вы и ваши кошки будете хорошо проводить время.

3. Лазерная указка DVD

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Средний

Знаете ли вы, что в пишущих DVD-приводах, которые мы использовали раньше, были лазерные диоды? И эти диоды могли излучать не только видимое, но и невидимое лазерное излучение. Тем не менее, вы должны быть осторожны, имея дело с ними, потому что медицинские эксперты предполагают, что их свет может необратимо повредить ваши глаза.

Судя по тому, что мы слышали, этот луч достаточно силен, чтобы обжечь кожу и даже вызвать пожар. Но подальше от всего этого. Если у вас есть проигрыватель, который вам больше не служит, и вы хотите сделать лазерную указку своими руками, просто попробуйте.

4. Самодельная лазерная указка

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Новичок

Вместо денег на устаревший DVD-плеер, если у вас его нет дома, поищите немного мелочи и купите кнопку, несколько проводов, пружины, батарейки-таблетки и, что более важно, лазерный диод. Вам также понадобится небольшой тюбик, например, с увлажняющим кремом для губ.

В зависимости от того, где вы их купили, они должны стоить вам менее 2 долларов или чуть больше. Это единственные материалы, которые вам понадобятся для изготовления мощной самодельной лазерной указки.

5. Зеленая лазерная указка

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Средний

По сравнению с традиционным красным лазером, мы считаем, что зеленый лазер имеет невероятную степень видимости в более широком диапазоне освещения. Итак, если вам была предоставлена ​​возможность выбора, мы говорим «зеленый». Это намного точнее и точнее, даже в самых плохих условиях освещения.

Мы также узнали, что зеленая лазерная указка излучает некоторое количество инфракрасного излучения. Хотя это не видно, это все равно может вызвать безболезненную термическую травму. К счастью, об этом можно позаботиться с помощью фильтра.

6. Синий/фиолетовый лазерный указатель

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Новичок

Вам не нужно создавать зеленую указку или обычную красную, если вы хотите, чтобы ваша указка выделялась. В настоящее время у нас есть лазерные диоды, которые излучают несколько других цветов. Вы могли бы стать синим, если хотите, фиолетовым или даже желтым. Однако есть предостережение.

Видите ли, поскольку некоторые из этих выходов являются относительно новыми для рынка, у наших медицинских экспертов не было достаточно времени, чтобы установить, вредны они для нас или нет. Исследование, которое было проведено до сих пор, показало, что они безопасны, но выводы требуют времени. Итак, как только вы закончите сборку своей сине-фиолетовой лазерной указки, постарайтесь не подвергать себя или кого-либо воздействию луча.

7. Перезаряжаемая через USB лазерная указка

Изображение предоставлено: Instructables

См. инструкции здесь

• Уровень сложности: Средний

Если вы относитесь к тем, кто считает себя технически подкованным человеком, вам понравится этот. И хорошая новость заключается в том, что это также не требует много времени или ресурсов. Лазерный диод, используемый в этом проекте, представляет собой обычный двухдолларовый диод. Что касается источника питания, мы будем полагаться на блок питания, компьютер или что-то еще, что можно подключить к разъему USB-A.

Быстрая оговорка: сборка лазерной указки USB может оказаться сложной задачей для тех, кто никогда раньше не собирал указки. Особенно когда дело касается проводки.

Небольшая ошибка или неправильное подключение проводов — все, что нужно, чтобы сжечь материнскую плату вашего компьютера.

8. Кольцо лазерной указки

Изображение предоставлено: Instructables

Ознакомьтесь с инструкциями здесь

• Уровень сложности: Продвинутый

Лазерная указка USB представляет собой несколько сложный проект, но не такой сложный, как это кольцо лазерной указки. Для начала вам понадобится 3D-принтер, потому что это единственный способ сделать это кольцо. Если вы находчивый человек, вы можете импровизировать и что-то придумать, но это будет не так просто. Дизайн должен быть точно таким же, иначе компоненты не подойдут.

Вам также понадобятся файлы автоматизированного проектирования (САПР) для кольца, электронные кусачки, паяльник, лазерная указка, несколько крошечных винтов, отвертка и проволока. Винты должны быть длиной 4 мм и не слишком длинными.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

От чего зависит способность лазерной указки гореть?

Многие думают, что это цвет луча, но это не так. На самом деле это выходная мощность. Любой лазер с выходной мощностью 100 мВт или меньше не будет иметь мощности, необходимой для разжигания огня или сжигания чего-либо. Но если устройство имеет выходную мощность более 100 мВт, это совсем другой разговор.

Зеленые лазеры запрещены законом?

Зеленые лазеры не являются незаконными в Соединенных Штатах. Однако, если лазер имеет выходную мощность выше 5 милливатт (мВт), как торговая марка, вы обязаны сообщить об этом потребителю. По мнению экспертов, любой лазер, генерирующий луч мощностью более 5 мВт, может вызвать необратимое повреждение глаз и даже слепоту. Зеленые лазеры, как правило, подпадают под эту категорию.

Почему у нас разные классы лазеров?

Лазеры должны быть классифицированы в целях безопасности. В целом у нас есть четыре класса лазеров: класс 2, класс 3R, класс 3 и класс 4. Оптометристы считают, что классы 2 и 3R относительно безвредны для человеческого глаза, но классы 3 и 4 могут нанести необратимый ущерб. Но это не дает вам права намеренно подвергать глаза воздействию лучей, генерируемых классами 2 и 3R. Никогда нельзя быть слишком уверенным в этих вещах.

Заключение

Лазерная указка — одна из тех вещей, которые легко сделать в домашних условиях. Однако будьте осторожны, играя с ними. Они могут навсегда повредить глаза, обжечь кожу или даже навредить вашему питомцу. Если вы не уверены, насколько силен лазер, держите его подальше от детей и не направляйте его ни на кого.

Авторы и права: I.Dr, Shutterstock

Содержание

• 8 идей для создания лазерной указки своими руками
  • 1. Мини-лазерная указка
  • 2. Лазерная указка
  • 3. Лазерная указка DVD
  • 4. Самодельная лазерная указка
  • 5. Зеленая лазерная указка
  • 6. Сине-фиолетовая лазерная указка
  • 7. Лазерная указка с USB-перезарядкой
  • 5 8.021 8.021 5. Кольцо лазерной указки
• Часто задаваемые вопросы (FAQ)
  • Что определяет способность лазерной указки зажигать?
  • Зеленые лазеры незаконны?
  • Почему у нас разные классы лазеров?
• Заключение

Лазер TEA — простой в изготовлении самодельный лазер

Это простой в изготовлении лазер, называемый
Лазер TEA, в котором используются детали со всего дома
или что вы можете найти в местных магазинах. Он излучает ультрафиолет
свет, которого ты не видишь. Но если вы посветите им на белую бумагу или
отметка, сделанная с помощью маркера, затем она преобразуется в
видимый свет. Вы также можете отправить его через жидкость, содержащую
флуоресцеин и он появится. T.E.A означает
Поперечный электрический разряд при атмосферном
давление, хотя иногда его называют поперечным
Возбуждение при атмосферном давлении.

Полная установка лазера TEA, включая источник питания высокого напряжения.

Делается видимым с помощью флуоресцеина в воде.

Лазерная стрельба TEA, вид сверху.

Ластер TEA приводится в действие машиной Wimshurst.

Длина волны света, излучаемого TEA-лазером, составляет 337,1 нм.
(нанометры). Чтобы дать вам представление о том, насколько это мало, средний
диаметр человеческого волоса составляет 100 мкм, поэтому потребуется 297 из них
волны, чтобы составить этот диаметр. Он находится в ультрафиолетовом диапазоне
длины волн света, которые люди не могут видеть.

Этот конкретный дизайн, который я считаю, легко заставить работать.
Он называется «Против стены» и разработан

Найл Стайнер.

Ниже приведена принципиальная схема TEA-лазера.

Принципиальная схема TEA-лазера.

Использование лазера TEA для других целей

Здесь я извлек хлорофилл из шпината и использовал TEA-лазер, чтобы заставить его флуоресцировать, что само по себе является изящным научным проектом.