Sistema de Proteção para Resfriamento de Laser CNC com Arduino

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...

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

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

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.

 

Produtos Utilizados na Sistema de Proteção

Arduino Uno R3 + Cabo USB;

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:

https://www.usinainfo.com.br/blog/sensor-de-fluxo-de-agua-arduino-como-sensor-de-vazao-para-projetos/

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

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:

 

Algumas informações são importantes de destacarmos, como por exemplo:

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.

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.

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.

Se você gostou do artigo, compartilhe com os seus amigos, deixe seu comentário e sinta-se a vontade para melhorar ainda mais este projeto incluindo display para verificações de fluxo em tempo real, relés para interrupção de energia em casos emergenciais e demais ações possíveis.

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Mecânico de Manutenção com Experiência em Sistemas Embarcados, Automação e Desenvolvimento de Projetos; Graduado nos Cursos de Matemática - URI e Física - UFFS.
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