Integración de un láser

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Figura Ícono Nota
Nota

Las marcas aquí mencionadas son solo ejemplos de referencia. Los usuarios pueden elegir otras marcas de láser según sus preferencias. Se ha tenido la oportunidad de probar la marca <Laser Tree>, y los resultados han sido óptimos en esa experiencia particular. Es importante tener en cuenta que los resultados pueden variar para cada usuario.

Descripción general

La integración de un láser en el equipo Lía es posible gracias a que el controlador Sofía dispone de una señal PWM. Esta señal permite controlar el encendido y apagado del módulo láser. Es importante tener en cuenta que el módulo debe ser de luz diodo y su señal de control debe ser PWM con voltaje TTL.

Aunque la mayoría de los módulos láser de luz diodo cuentan con la característica de señal de control PWM/TTL, se recomienda solicitar o verificar esta información con el fabricante del láser.

Señal PWM del controlador Sofía

Precauciones de la señal

Figura Ícono Precaución
Advertencia. SOLO PERSONAL CAPACITADO

Las conexiones eléctricas deben ser realizadas por personal capacitado en el área eléctrica. Este manual incluye conceptos técnicos que el personal debe comprender para efectuar las conexiones correctamente. Una conexión incorrecta por parte del usuario puede dañar el equipo.

Figura Ícono Precaución
Advertencia. SEÑAL SENSIBLE

La señal de PWM es sensible y puede dañarse fácilmente si se conecta o manipula incorrectamente.

Figura Ícono Precaución
Advertencia. SEÑAL DE CONTROL

La señal PWM es una señal de control que no maneja altas corrientes ni altos voltajes. Es crucial respetar sus parámetros y especificaciones; de lo contrario, pueden producirse daños en el equipo.

Especificaciones de la señal

Cantidad de señales PWM en el controlador
1 señal
Tipo de voltaje
TTL (transistor-transistor-logic)
Voltaje de operación
5 VDC en alto, 0VDC en bajo
Corriente máxima de salida
500 mA
Periodo
1 ms (milisegundo)
Frecuencia
1 kHz (mil ciclos por segundo)

Ubicación de la señal

La señal de PWM se encuentra en la parte trasera del controlador Sofía. En la siguiente imagen se muestra el conector de la señal PWM.
GND
0 VDC de la señal PWM (referencia)
PWM
Señal de control PWM de 0 a 5 VDC
Figura Ícono Precaución
Precaución

Es crucial identificar correctamente cada una de las señales mencionadas anteriormente. Invertir estas señales durante las conexiones puede causar daños en la señal de PWM.

Diagrama de conexión

En la siguiente imagen se muestra el diagrama de conexión.

Requerimientos del módulo láser

Los requerimientos para que un módulo láser sea compatible con el controlador Sofía son dos:
  1. Módulo láser de luz diodo
  2. Señal de control PWM con voltaje TTL
Si el módulo láser es de tipo luz diodo y la señal de control es es PWM con voltaje TTL, el módulo se puede conectar con el controlador Sofía. Se recomienda revisar esas dos caracteristicas con el fabricante del módulo láser.

Ejemplo de módulo láser

En este recurso, se utilizará como ejemplo el módulo láser K30 de la marca Laser Tree. La elección de este módulo láser se debe a que esta marca ha sido ampliamente utilizada por numerosos usuarios del equipo Lía, con resultados satisfactorios.

Laser Tree ofrece una amplia variedad de módulos láser, cada uno con características específicas de potencia y aplicación. Esto proporciona a los usuarios una amplia gama de opciones para elegir según sus necesidades.

Página oficial de Laser Tree

Para obtener más información sobre los productos de Laser Tree, puedes visitar su página web oficial.
Página oficial de Laser Tree

Generalidades del módulo láser

La siguiente imagen muestra lo que incluye el láser <Laser Tree K30>.
  1. Módulo láser K30
  2. Cables para la comunicación y alimentación
  3. Eliminador de voltaje
  4. Tarjeta distribuidora para conexiones
  5. Placa para montaje
  6. Tornillos para montaje

Especificaciones del módulo K30

Modelo
LT-K30
Longitud de onda
450 nm
Longitud de enfoque
40 mm
Potencia de salida óptica
30 Watts
Alimentación eléctrica
24 VDC, 5 A
Tamaño
66 x 66 x 134 mm
Peso
710 g
Figura Ícono Nota
Nota

Las especificaciones presentadas en este recurso corresponden al módulo láser de la marca LaserTree, modelo LT-K30.

Figura Ícono Nota
Nota

Las especificaciones presentadas en este recurso son datos extraídos directamente de la información del fabricante. Se recomienda verificar esta información directamente con el distribuidor o fabricante de tu módulo láser.

Figura Ícono Precaución
Precaución

Se recomienda encarecidamente que el usuario tenga las especificaciones del módulo láser que va a instalar en el equipo Lía. Es crucial contar con estos datos, ya que, de no hacerlo, es más probable que ocurra un error en la conexión y montaje del módulo láser en el equipo.

Especificaciones del eliminador de voltaje

Modelo
GMY-0240100U
Voltaje de entrada
100 - 240 VAC, 50-60 Hz
Corriente de entrada
~2 A
Voltaje de salida
24 VDC
Corriente de salida
5 ADC
Como podemos observar en la tabla, el eliminador de voltaje cumple con los requisitos de alimentación eléctrica del módulo láser. Estos requisitos son el voltaje a 24 VDC y un corriente de 5 A.
Figura Ícono Nota
Nota

Las especificaciones del eliminador corresponden directamente al eliminador que se incluía con el módulo láser LT-K30. El usuario puede utilizar otro eliminador, siempre y cuando cumpla con los requerimientos del láser que va a montar en el equipo Lía.

Puertos del módulo láser

En la siguiente imagen se muestra el módulo láser con sus respectivos puertos.
  1. Botón de reset
  2. Conector para alimentación 24VDC y señal PWM
  3. Entrada de aire (opcional)
Figura Ícono Nota
Nota

La entrada de aire se utiliza para evitar que el corte de láser provoque manchas no deseadas en el material a cortar y, además, funciona como un método anti-flama.

Figura Ícono Nota
Nota

En el caso de utilizar la entrada de aire, se debe proporcionar aire comprimido con una presión mayor o igual a 0.027 kPa y un flujo mínimo de 27 l/min para el modelo tratado en este recurso. Si el láser del usuario es diferente, se recomienda solicitar estos datos directamente al fabricante.

Tarjeta distribuidora

En la siguiente imagen se muestra la tarjeta distribuidora que se incluye con el módulo láser K30.
  1. Conector Jack para alimentación
  2. Selector para alimentación externa (EXT) o interna (INT)
  3. Conector de <Entrada C>
  4. Conector de <Salida B>
Figura Ícono Nota
Nota

La tarjeta distribuidora no es un accesorio obligatorio y su función es únicamente facilitar las conexiones en algunos casos.

Figura Ícono Nota
Nota

Para este ejemplo, usaremos el conector <Entrada C> para ahí conectar la señal de PWM desde el controlador Sofía. El conector <Salida B> lo usaremos para conectar ahí nuestro módulo láser. Estas conexiones se describen mas adelante en la sección Montaje del módulo láser.

Montaje del módulo láser

El montaje del módulo láser puede ser diverso y depende mucho del modelo de láser que se monte en el equipo, ya que esto hace que la mecánica del mismo varíe de un modelo a otro. En este ejemplo se ofrece una forma de adaptación, pero el usuario puede optar por realizar el montaje de forma diferente.
Figura Ícono Nota
Nota

Realizar el montaje de forma diferente al publicado en este ejemplo no afecta el funcionamiento ni rompe garantía alguna. El usuario puede hacer cualquier modificación mecánica, siempre y cuando respete el principio de funcionamiento del equipo Lía.

  1. Lo primero que vamos a realizar es ubicar los dos barrenos con rosca M5 que se encuentran en la base del router. La intención de estas roscas es precisamente dejar una opción para montaje de algún dispositivo en el equipo Lía.
    Figura Ícono Nota
    Nota

    El maquinado de estos barrenos están presentes en las bases del router a partir de febrero del 2024. Anterior a eso, las bases no presentan estas roscas. En este caso, el usuario deberá realizar su propias roscas.

    En la siguiente imagen se muestran estas roscas M5. Estas roscas están ubicadas en el lado izquierdo de la base del router.
    Rosca
    M5 (paso 0.8)
    Profundidad de rosca
    10 mm
    Distancia entre roscas
    40 mm
  2. Para adaptar el módulo de láser K30 se tuvo que fabricar una pieza especial de aluminio que nos permitiera el montaje del mismo. Esta pieza nos permite montar el láser sin la necesidad de tener que mover el router.

    En la siguiente imagen se muestra la pieza de montaje.
    Figura Ícono Nota
    Nota

    Freiman no fabrica piezas especiales bajo pedido, ya que no se trata de un número de parte interno. El usuario debe fabricar o usar sus propios aditamentos para el montaje del módulo láser.

    Figura Ícono Nota
    Nota

    La pieza mostrada anteriormente fue diseñada para el módulo láser LT-K30. Las dimensiones de esta no garantizan el correcto montaje de otro modelo de láser.

    Figura Ícono Precaución
    Precaución

    Se recomienda encarecidamente realizar el montaje del módulo láser sin tener que aflojar y levantar el router. Aflojar y apretar frecuentemente puede dañar las roscas de la base del router. Aunque el material de fabricación es de aluminio, puede ser susceptible a trasroscarse. Si estas roscas son trastocadas se deberá cambiar la base del router. El trastocar la base del router no está cubierta por garantía.

  3. Ahora vamos a colocar la placa en el módulo de láser. En la siguiente imagen se muestra referencia del montaje. Se usarán los tornillos incluidos en el módulo de láser (cilíndrico M3x6).
  4. En la siguiente imagen se muestra la placa montada en el módulo láser.
  5. El siguiente paso será montar la placa y el módulo láser a la base del router. En la siguiente imagen se muestra este proceso.
    En este paso se utilizaron tornillos Allen de botón M5x8. Debemos apretar bien estos tornillos para que la base y el módulo láser queden firmemente sujetos a la base del router.
  6. En la siguiente imagen se muestra el nivel del módulo láser vs el nivel del router con cortador.
    Como se puede observar en la imagen, el nivel del módulo láser está más abajo que el nivel del router, incluso con el cortador. Esto nos permite trabajar con el módulo láser sin la necesidad de estar subiendo el router.
  7. El siguiente paso es realizar las conexiones del módulo láser al controlador Sofía. En la siguiente imagen se muestra el conector que va en el módulo láser. Este conector se incluye con el propio módulo de láser.
  8. Este conector tiene 3 cables (rojo, negro y amarillo). Pero estos cable son muy cortos para poder conectar el módulo láser hasta el controlador Sofía. Para poder conectar el módulo láser hasta el controlador Sofía, vamos a realizar un cambio de cable.

    Antes de realizar el cambio, se recomienda anotar o tomar alguna fotografía para tener antecedente de cómo estaban los cables y evitar una confusión al momento de realizar el cambio. En la siguiente imagen se muestra el cable original.
  9. Ahora vamos a retirar los cables originales del conector.
  10. En la siguiente imagen se muestra el nuevo cable que vamos a colocar.
    Como podemos observar, el cable que vamos a colocar tiene dos de los tres colores anteriores (rojo y negro), así que vamos a respetar ese mismo orden para no confundirnos.
    Figura Ícono Nota
    Nota

    Se recomienda encarecidamente prestar atención en el orden de los colores. Realizar una conexión errónea puede causar daños en el controlador Sofía y en módulo láser.

  11. En la siguiente imagen se muestra el cable que vamos a colocar desde el módulo láser hasta el controlador Sofía.
    En la siguiente tabla se muestra el largo de cada cable para cada uno los modelos de Lía.
    Lía 1k
    3 m
    Lía 2k
    4.5 m
    Lía 3k
    5 m
    Figura Ícono Nota
    Nota

    El largo de cable mostrado en la tabla es una referencia. El usuario puede optar por dejar más largo el cable para cubrir cualquier imprevisto.

  12. El siguiente paso es colocar el conector en el módulo láser y pasar todo el cable a través de la cadena porta-cables. En la siguiente imagen se muestra la conexión del conector en el módulo láser.
  13. La siguiente imagen muestra el conector puesto en el módulo láser. La intención de esta imagen es dar importancia a la identificación de cada uno de los cables.
    Cable ROJO
    24 VDC
    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable BLANCO
    PWM
    Figura Ícono Nota
    Nota

    Es muy importante reconocer a qué está conectado cada uno de los cables del conector porque esta misma conexión la tenemos que realizar en la tarjeta distribuidora.

  14. En este paso vamos a colocar el cable por toda la cadena porta-cables. La siguiente imagen muestra la ruta por donde debemos pasar el cable.
  15. La siguiente imagen muestra el cable ya colocado a través de las cadenas porta-cables. Se recomienda mucho colocar cinchos para evitar que algún cable quede suelto.
    Figura Ícono Nota
    Nota

    Dejar algún cable suelto puede provocar que el equipo se atore y tenga un mal funcionamiento. Se recomienda encarecidamente colocar cinchos o algún tipo de sujeción para que ningún cable quede suelto.

  16. El siguiente paso que vamos a realizar es conectar el cable a la tarjeta distribuidora. El la siguiente imagen se muestra la tarjeta y se señal el conector <Output B>. Aquí es donde conectaremos el cable del módulo láser.
    Figura Ícono Nota
    Nota

    Se recomienda encarecidamente que se coloquen terminales en los cables o cualquier conexión que se realice. Esto evitará cualquier falso contacto y, con el uso, evita fallas en el equipo.

    El conector <Output B> tiene 3 terminales: PWM/TTL, GND y 24V/12V.  Debemos realizar la conexión igual que en el conector que va a nuestro módulo láser, es decir, como lo muestra la siguiente tabla.
    Cable ROJO
    24 VDC
    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable BLANCO
    PWM
  17. La siguiente imagen muestra el cable ya conectado a la tarjeta distribuidora.
    Figura Ícono Precaución
    Precaución

    Realizar una conexión errónea puede provocar daños en el controlador Sofía, así como en el módulo láser. Se debe tener la máxima precaución para realizar las conexiones de forma correcta.

  18. El siguiente paso será conectar la señal PWM del módulo láser con la señal PWM del controlador Sofía.

    La tarjeta distribuidora cuenta con un conector y un cable de 3 polos. Vamos a usar este cable para realizar la conexión entre la tarjeta distribuidora y el controlador Sofía.
  19. La siguiente imagen muestra el conector puesto en su lugar. Este conector tiene 3 señales: 12/24 VDC, GND y PWM/TTL. Aunque en este cable (incluido con el módulo láser) se conectan las 3 señales, en realidad solo usaremos dos de ellas: GND y PWM/TTL.
    Cable ROJO
    24 VDC
    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable AMARILLO
    PWM
  20. La siguiente imagen muestra el otro extremo del conector. Este conector no nos ayudará para conectar las señales al controlador Sofía, así que, lo vamos a quitar. La intención es quitarlo y reemplazarlo por terminales en cada una de sus señales.
  21. La siguiente imagen muestra el mismo cable pero con terminales en cada una de sus señales. Como solo necesitamos la señal GND y PWM/TTL, solo colocaremos terminales en estas señales. El cable rojo (24VDC) lo vamos de dar fuera pero, es importante colocarle algún tipo de aislante.
    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable BLANCO
    PWM
    Cable ROJO
    DESCONECTADO Y AISLADO
  22. En la siguiente imagen se muestra el conector del controlador Sofía en donde vamos a conectar la señal PWM que va hacia el módulo láser. Realizamos la conexión.
    Figura Ícono Precaución
    Precaución

    Realizar una conexión errónea puede provocar daños en el controlador Sofía, así como en el módulo láser. Se debe tener la máxima precaución para realizar las conexiones de forma correcta.

    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable AMARILLO
    PWM
  23. En la siguiente imagen se muestra el cable con la señal PWM conectada al controlador Sofía.
    Cable NEGRO
    GND (0 VDC, referencia)
    Cable AMARILLO
    PWM
  24. El siguiente paso será alimentar el módulo láser. Para esto, vamos a alimentar la tarjeta distribuidora con el eliminador de voltaje.

    En la siguiente imagen se muestra el conector hembra tipo Jack para la alimentación de la tarjeta distribuidora.
  25. En este conector debemos conectar el conector macho tipo jack del eliminador de voltaje. La siguiente imagen muestra la conexión del mismo. El eliminador de voltaje también debe estar conectado a la energía eléctrica.
  26. Para encender el sistema, la tarjeta distribuidora cuenta con un switch. Con este le podemos indicar si la alimentación es interna o externa. En este caso es externa, así que para alimentar el sistema basta con colocar el switch en la posición <EXT>.
  27. Al realizar el paso anterior, nuestro módulo láser deberá encender. Esto no significa que el láser emita el rayo de corte. Esto pasará hasta que se ejecute un corte.
  28. Hasta este punto, ya se tiene el módulo láser montado y conectado al equipo Lía. Para generar código G para corte con láser, recomendamos el software Lightburn. Puedes revisar el recurso LightBurn publicado en este manual.

Generalidades de las conexiones

En la siguiente imagen se muestran las conexiones que se realizaron para la integración del módulo láser con el equipo Lía.
  1. Eliminador de voltaje del módulo láser
  2. Cable de alimentación del controlador Sofía
  3. Conector Jack del eliminador de voltaje hacia la tarjeta distribuidora
  4. Tarjeta distribuidora
  5. Cable de alimentación y señal PWM hacia el módulo láser
  6. Cable de señal PWM del controlador Sofía hacia tarjeta distribuidora