Как передаются команды управления через лазер

RU2569045C1 — Способ наведения ракет, управляемых по лучу лазера, и ракетный комплекс для его осуществления — Google Patents

Publication number RU2569045C1 RU2569045C1 RU2014137624/28A RU2014137624A RU2569045C1 RU 2569045 C1 RU2569045 C1 RU 2569045C1 RU 2014137624/28 A RU2014137624/28 A RU 2014137624/28A RU 2014137624 A RU2014137624 A RU 2014137624A RU 2569045 C1 RU2569045 C1 RU 2569045C1 Authority RU Russia Prior art keywords input output missile lifting calculator Prior art date 2014-09-16 Application number RU2014137624/28A Other languages English ( en ) Inventor Олег Юрьевич Ястребов Игорь Викторович Черносвитов Михаил Николаевич Чуканов Ольга Николаевна Ухабова Original Assignee Акционерное общество «Конструкторское бюро приборостроения» им. академика А.Г. Шипунова Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.) 2014-09-16 Filing date 2014-09-16 Publication date 2015-11-20 2014-09-16 Application filed by Акционерное общество «Конструкторское бюро приборостроения» им. академика А.Г. Шипунова filed Critical Акционерное общество «Конструкторское бюро приборостроения» им. академика А.Г. Шипунова 2014-09-16 Priority to RU2014137624/28A priority Critical patent/RU2569045C1/ru 2015-11-20 Application granted granted Critical 2015-11-20 Publication of RU2569045C1 publication Critical patent/RU2569045C1/ru

Links

Images

Abstract

Предлагаемая группа изобретений относится к области разработки систем наведения ракет и может быть использована в комплексах ПТУР и ЗУР. Подобный ракетный комплекс включает две управляемые ракеты, содержащие последовательно соединенные приемники излучения и блок управления. Входят также подъемно-поворотные платформы с приводами, на которых расположены теплотелевизионные прицелы и лазерно-лучевой блок, оптически связанный с приемником излучения ракет. Для реализации поставленных перед системой задач используются вычислитель, блоки отображения информации, пульты управления, автоматы сопровождения целей и датчики углов поворота по углам азимута и места, расположенные на подъемно-поворотных платформах. Комплекс также включает систему обнаружения и указания целей. Указанное устройство реализует соответствующий способ наведения ракет. Технический результат — обеспечение возможности стрельбы с одного носителя двумя ракетами по двум целям для повышения эффективности комплекса. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к области разработки систем наведения (СН) ракет и может быть использована в ракетных комплексах (РК) ПТУР и ЗУР.

Одной из задач, решаемых при разработке РК, является повышение эффективности поражения целей.

Известен способ наведения ракеты по лучу / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М: АСТ, Астрель, с. 112-114, 127/, включающий формирование управляющего лазерного луча, его наведение на цель и формирование сигналов управления ракетой, применяемый в противотанковых и танковых РК «Кастет», «Бастион», «Шексна», «Свирь», «Рефлекс», «Разрыв».

РК, реализующий этот способ / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М.: АСТ, Астрель, с. 112-114, 127/, включает прицел с источником лазерного излучения и управляемую ракету с приемником лазерного излучения и формирователем сигналов управления. После выстрела ракеты прицел наводится на цель оператором. Аппаратура управления ракеты принимает лазерное излучение, вырабатывает сигналы, пропорциональные ее отклонениям относительно центра излучения (оси луча), и формирует команды управления рулями, отклонение которых возвращает ракету к оси луча. Таким образом, осуществляется режим полуавтоматического сопровождения цели.

Такой способ наведения позволяет поражать цель последовательными одиночными выстрелами ракет. Недостатком данного способа и реализующего его РК является возможное наложение или пересечение лучей при необходимости поражения двух целей двумя ракетами, запускаемыми с двух близкорасположенных РК, что может приводить к срыву наведения или «захвату» ракеты лучом «чужого» комплекса.

Способ наведения, применяемый в радиокомандной СН РК «Штурм» / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М: АСТ, Астрель, с. 84-87 /, позволяет производить разную кодировку сигналов управления на ракетах и носителях, причем частота и код импульсов команд управления на ракете соответствует «своему» носителю, что обеспечивает возможность стрельбы группой близкорасположенных носителей (до 10) по нескольким целям.

РК, реализующий этот способ / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М.: АСТ, Астрель, с. 84-87/, включает ракету с инфракрасным излучателем, элементами радиокомандной системы управления и радиоантенной, а также прицельное устройство носителя (вертолета или боевой машины) с пеленгатором инфракрасного излучения и передатчиком радиокоманд.

Недостатком данного способа и реализующего его РК является отсутствие возможности стрельбы с одного носителя по двум целям и низкая помехозащищенность радиокомандной СН относительно лазерно-лучевой СН.

Существует РК «Хризантема», который обеспечивает практически одновременную стрельбу с одного носителя двумя ракетами по двум целям. Способ наведения, применяемый в этом комплексе / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М.: АСТ, Астрель, с. 159, 160/, включает обнаружение и распознавание двух целей, автоматическое сопровождение первой цели, пуск первой ракеты с управлением по радиоканалу, полуавтоматическое сопровождение второй цели и пуск второй ракеты с управлением по лазерному лучу.

РК, реализующий этот способ / Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы. Иллюстрированный справочник. — М.: АСТ, Астрель, с. 159, 160/, включает две независимых СН: радиокомандную СН, аналогичную используемой в комплексе «Штурм», и лазерно-лучевую СН, аналогичную используемой в комплексах «Кастет», «Бастион», «Шексна», «Свирь», «Рефлекс», «Разрыв», а также радиолокационную станцию (РЛС) обнаружения и автоматического сопровождения цели. Ракета в таком РК содержит элементы как радиокомандной, так и лучевой СН.

Двухканальная СН РК «Хризантема» обеспечивает эффективность применения в различных условиях, поскольку помимо обеспечения одновременной стрельбы двумя ракетами по двум целям, в случае одиночного выстрела может быть использована на выбор либо радиокомандная СН, либо лазерно-лучевая СН.

Но такой способ наведения и РК с двухканальной СН обладает недостатком — значительным усложнением аппаратуры управления как на носителе, так и на ракете. Наличие на ракете элементов и радиокомандной, и лучевой СН приводит к увеличению габаритов, массы и стоимости бортовой аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому является способ наведения на цель ракет, управляемых по лучу лазера / патент RU 2135391, МПК 6 B63G 1/00, 27.08.99/, включающий обнаружение и распознавание цели, формирование управляющего лазерного луча, автоматическое наведение его на цель, встреливание ракеты в луч, прием ракетой излучения луча и формирование сигналов управления ракетой.

РК, реализующий этот способ / патент RU 2135391, МПК 6 B63G 1/00, 27.08.99/, включает две подъемно-поворотные платформы (ППП) с приводами, на одной из которых расположена управляемая ракета (УР), содержащая блок управления (БУ) и электрически связанный с ним приемник излучения (ПИ) в ее заднем торце, а на другой — теплотелевизионный прицел (ТПТВП) и лазерно-лучевой блок (ЛЛБ), оптически связанный с ПИ в процессе полета ракеты. РК содержит также пульт управления (ПУ), первый выход которого связан со вторым входом БУ, второй выход — с первым входом вычислителя, а третий выход — с первым входом приводов второй ППП; автомат сопровождения целей (АСЦ), вход которого связан с выходом ТПТВП, а выход — со вторым входом приводов второй ППП; датчики углов (ДУ) поворота по углам азимута и места, механически связанные со второй ППП, выход которых соединен со вторым входом вычислителя. Вычислитель связан по своим выходам с входом приводов первой ППП, входом ЛЛБ и первым входом блока отображения информации (БОИ), второй вход которого связан с выходом ТПТВП.

При обнаружении и распознавании цели с помощью ТПТВП, изображение которого отображается на экране монитора БОИ, оператор переводит слежение в автоматический режим. При этом АСЦ управляет приводами второй ППП (с ТПТВП и ЛЛБ). Пуск ракеты производится подачей оператора команды с ПУ на БУ ракеты (нажатием кнопки «Пуск»). Встреливание ракеты в лазерный луч, создаваемый ЛЛБ, обеспечивается благодаря повороту первой ППП (с управляемой ракетой) на потребный угол, соответствующий повороту второй ППП, посредством связей через ДУ и вычислитель. После встреливания ракеты в луч ее ПИ преобразует оптические сигналы, поступающие с ЛЛБ, в электрические. Эти сигналы передаются в БУ, где формируются команды управления, обеспечивающие полет ракеты по оси луча лазера, съюстированной с осью ТПТВП, в результате чего ракета совершает полет по линии визирования цели.

Недостаток данного способа и реализующего его РК — отсутствие возможности одновременной стрельбы с одного носителя двумя ракетами по двум целям.

Задачей предлагаемой группы изобретений является обеспечение возможности стрельбы с одного носителя двумя ракетами по двум целям для повышения эффективности комплекса, производя выстрелы двух ракет практически одновременно: с интервалом между их пусками, значительно меньшим полетного времени ракеты до цели.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе наведения на цель ракет, управляемых по лучу лазера, включающем обнаружение и распознавание цели, формирование управляющего лазерного луча, автоматическое наведение управляющего луча на цель, встреливание ракеты в луч, прием ракетой излучения луча и формирование сигналов управления ракетой новым является то, что при обнаружении и распознавании двух целей формируют на одном носителе два управляющих лазерных луча, смещенных друг относительно друга в горизонтальной плоскости, левый луч автоматически наводят на левую цель, правый луч автоматически наводят на правую цель, определяют угол γ между осями лучей по зависимости:

где ε₁, ε₂ — углы места левой и правой цели соответственно;
β₁, β₂ — углы азимута левой и правой цели соответственно,

и производят пуски двух ракет, каждую из которых встреливают в свой луч, причем если угол γ меньше начального углового размера луча, то лучи формируют с различными параметрами излучения, на каждой из ракет до старта устанавливают адрес, соответствующий параметрам излучения своего луча, в процессе полета ракет дешифрируют аппаратурами каждой из них принимаемые от лучей сигналы в соответствии с этими адресами, а минимальный интервал времени τ_min между пусками ракет определяют из условия:

— коэффициент, характеризующий максимально возможный разброс средней скорости полета ракеты;
— соответственно максимальное и минимальное значение средней скорости ракеты;
t_max — максимальное полетное время ракеты до цели.

В РК, реализующем этот способ, включающем УР, содержащую последовательно соединенные ПИ и БУ, ППП с приводами, на которой расположены ТПТВП и ЛЛБ, оптически связанный с ПИ ракеты в процессе ее полета, вторую ППП с приводами, вычислитель, первый выход которого соединен с входом приводов второй ППП, второй выход соединен со входом БОИ, а третий выход соединен со входом ЛЛБ, ПУ, первый выход которого соединен со вторым входом БУ ракеты, второй выход соединен со входом вычислителя, а третий выход соединен со входом приводов первой ППП, АСЦ, вход которого соединен с выходом ТПТВП, а выход соединен со вторым входом приводов первой ППП, ДУ поворота по углам азимута и места, механически связанные с первой ППП, выход которых соединен со вторым входом вычислителя, причем второй вход БОИ соединен с выходом ТПТВП новым является то, что в него введены вторая УР, механически связанная со второй ППП и содержащая последовательно соединенные второй ПИ и второй БУ, второй ТПТВП и второй ЛЛБ, оптически связанный с ПИ второй ракеты, установленные на второй ППП, второй ПУ, первый выход которого соединен со вторым входом БУ второй ракеты, второй выход соединен с третьим входом вычислителя, а третий выход соединен со вторым входом приводов второй ППП, второй АСЦ, вход которого соединен с выходом второго ТПТВП, а выход соединен со третьим входом приводов второй ППП, вторые ДУ поворота по углам азимута и места, механически связанные со второй ППП, выход которых соединен с четвертым входом вычислителя, второй БОИ, первый вход которого соединен с четвертым выходом вычислителя, а второй вход соединен с выходом второго ТПТВП, система обнаружения и указания целей (СОУЦ), выход которой соединен с пятым входом вычислителя, пятый выход вычислителя соединен со входом второго ЛЛБ, шестой выход вычислителя соединен с третьим входом приводов первой ППП, седьмой выход вычислителя соединен со входом первого ПУ, а восьмой выход вычислителя соединен со входом второго ПУ, при этом первая УР механически связана с первой ППП.

Предлагаемая группа изобретений поясняется графическим материалом.

На фиг. 1 изображено возможное расположение целей и лучей при их частичном наложении (вид сверху), где Ц1, Ц2 — первая и вторая цели; α — начальный угловой размер луча.

На фиг. 2 приведена структура предлагаемого РК, где 1 — первая УР (УР1), 2 — ПИ первой УР (ПИ1), 3 — БУ первой УР (БУ1), 4 — первая ППП (ППП1), 5 — первый ТПТВП (ТПТВП1), 6 — первый ЛЛБ (ЛЛБ1), 7 — привода ППП1 (П1), 8 — первый АСЦ (АСЦ1), 9 — первый БОИ (БОИ1), 10 — первый ПУ (ПУ1), 11 — первые ДУ (ДУ1), 12 — вычислитель (В), 13 — вторая УР (УР2), 14 — ПИ второй УР (ПИ2), 15 — БУ второй УР (БУ2), 16 — вторая ППП (ППП2), 17 — второй ТПТВП (ТПТВП2), 18 — второй ЛЛБ (ЛЛБ2), 19 — привода ППП2 (П2), 20 — второй АСЦ (АСЦ2), 21 — второй БОИ (БОИ2), 22 — второй ПУ (ПУ2), 23 — вторые ДУ (ДУ2), 24 — СОУЦ.

Электрические связи на фиг. 2 изображены сплошными одинарными линиями; механические связи — сплошными двойными линиями; оптические связи — штриховыми линиями.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Два луча формируют в двух блоках, которые расположены на носителе приблизительно на одном уровне по вертикали и с некоторым смещением друг относительно друга в горизонтальной плоскости (но близко друг от друга, например, 1,0-1,5 м), что обусловлено ограниченными геометрическими размерами носителей типа боевая машина или вертолет. При стрельбе двумя ракетами по двум целям наведение левого луча на левую цель, а правого луча — на правую цель обеспечивает отсутствие пересечения их осей. Однако в случае близкого расположения целей возможно частичное наложение лучей (фиг. 1), поскольку лучи на носителе расположены в непосредственной близости, а размер лазерного луча составляет в линейной мере 3,0…6,0 м, например, в ПТРК «MAPATS», Израиль и «Red Arrow 9», Китай / Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 1. ПТРК: обзорно-аналитический справочник. КБП, ГУП, Тула, «Бедретдинов и Ко», 2008, с. 275, 278, 320/.

В угловой мере максимальный размер луча — его начальное значение α. По мере удаления ракеты угловой размер луча уменьшается обратно пропорционально увеличению дальности до ракеты, что обеспечивает приблизительное постоянство линейного размера луча посредством изменения фокусного расстояния в оптической системе лазерно-лучевого канала / см., например, патент RU 2126522, МПК 6 F41G 7/26, F42B 15/00, 20.02.99/.

Угол γ между осями лучей определяют по известной геометрической зависимости для направляющих косинусов / Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. — М.: Наука, 1965, с 218/

cosγ=cos(ε₁-ε₂)cos(β₁-β₂),

откуда вытекает выражение (1), где углы места целей (в вертикальной плоскости) традиционно отсчитываются относительно линии горизонта, а углы азимута целей (в горизонтальной плоскости) — относительно направления на север.

Очевидно, что в случае, когда угол γ больше начального углового размера луча α, стрельба может производиться без каких-либо ограничений. Если угол γ меньше начального углового размера луча α, то возможно наложение лучей. При этом необходимо:

формировать лучи с различными параметрами излучения и на каждой из ракет до старта устанавливать адрес, соответствующий параметрам излучения «своего» луча, что обеспечивает полет каждой из ракет (посредством дешифрации аппаратурами каждой из них принимаемых от лучей сигналов в соответствии с этими адресами) в «своем» луче при их наложении;

избежать столкновения ракет в полете в случае, если скорость второй ракеты окажется несколько больше скорости первой.

Минимальное допустимое время τ_min между пусками ракет определяется из условия того, что вторая ракета не догонит первую даже в случае, если средняя скорость V cp полета первой ракеты до цели — минимально возможная

Передача данных с помощью лазерной указки

Преимущества лазерного канала перед радиоканалом заключаются в том, что он, во – первых, не создаёт радиопомех; во – вторых, является более конфиденциальным; в – третьих, может применяться в условиях воздействия высокого уровня электромагнитных излучений.

Принципиальная схема передатчика представлена на Рис.1. Передатчик состоит из шифратора команд, выполненного на микроконтроллере ATtiny2313 (DD1), выходного блока – на транзисторах ВС847В (VT1, VT2) и интерфейса RS-232, который, в свою очередь, состоит из разъёма DB9-F (на кабель) (ХР1) и преобразователя уровней – на MAX3232 (DD3).

Цепь сброса микроконтроллера состоит из элементов DD2 (CD4011B), R2, C7. Выходной блок представляет собой электронный ключ, выполненный на транзисторе VT1, в коллекторную цепь которого через ограничитель тока на транзисторе VT2 включена лазерная указка. Питание передатчика осуществляется постоянным стабилизированным напряжением 9 – 12 В. Микросхемы DD1, DD2, DD3 питаются от напряжения 5В, которое определяется стабилизатором 78L05 (DA1).

Контроллер DD1 запрограммирован в среде BASCOM, что позволяет подавать ему команды с персонального компьютера (ПК) через интерфейс RS-232, с терминала Bascom, используя функцию «эхо».

Микроконтроллер имеет тактовую частоту 4Мгц от внутреннего генератора. Пачки импульсов частотой около 1,3 Кгц с вывода ОС0А (РВ2) поступают на выходной блок. Количество импульсов в пачке определяется номером команды, поступившей с ПК.
Для ввода команды необходимо нажать на клавиатуре ПК любую клавишу, затем при появлении надписей «Write command» и «Enter №1…8» ввести цифру от 1 до 8 и нажать клавишу «Enter».

Программа для микроконтроллера передатчика «TXlaser» состоит из основного цикла (DO…LOOP) и двух подпрограмм обработки прерываний: по приёму (Urxc) и по переполнению таймера 0 (Timer0).

Для получения выходной частоты 1,3 КГц таймер сконфигурирован с коэффициентом деления частоты (Prescale) = 1024. Кроме того, счёт начинается с нижнего значения Z = 253 (при высоком уровне на РВ2) и доходит до 255. Происходит прерывание по переполнению таймера, при обработке которого осуществляется переключение вывода РВ2, а таймеру вновь задаётся значение Z = 253. Таким образом, на выходе РВ2 появляется сигнал частотой 1,3 КГц (см. Рис.2). В этой же подпрограмме количество импульсов на РВ2 сравнивается с заданным, и в случае их равенства таймер останавливается.

В подпрограмме обработки прерывания по приёму задаётся количество импульсов, которое необходимо передать (1 – 8). В случае, если это количество будет больше 8, в терминал выдаётся сообщение «ERROR».

Во время работы подпрограммы на выводе PD6 присутствует низкий уровень (светодиод HL1 выключен), а работа таймера остановлена.
В основном цикле на выводе PD6 – высокий уровень, и светодиод HL1 включён.
Текст программы «TXlaser»:

$regfile = «attiny2313a.dat»
$crystal = 1000000
$hwstack = 40
$swstack = 16
$framesize = 32

Config Pind.0 = Input ‘UART — RxD
Config Portd.1 = Output ‘UART — TxD
Config Portd.6 = Output ‘светодиод HL1
Config Portb.2 = Output ‘выход OC0A

‘конфигурац.таймера0-коэфф.деления=1024:
Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024
Stop Timer0 ‘останов таймера

Dim N As Byte ‘определение переменных ‘
Dim N0 As Byte

Const Z = 253 ‘нижниий предел счёта таймера для вых.частоты=1,3КГц
Timer0 = Z

On Urxc Rxd ‘подпрограмма обраб.прерывания по приёму
On Timer0 Pulse ‘подпрограмма обраб.прерывания по переполнению

Enable Interrupts ‘разрешение прерываний
Enable Urxc
Enable Timer0

Do ‘основной цикл
Set Portd.6 ‘включение светодиода HL1
Loop

Rxd: ‘подпрограмма обработки прер. по приёму
Reset Portd.6 ‘выключение светодиода
Stop Timer0
M1:
Print «Write commad»
Input «Enter № 1. 8:» , N0 ‘ввод команды
If N0 > 8 Then ‘ограничение номера команд
Print «Error»
Goto M1
End If
N0 = N0 * 2
N0 = N0 — 1 ‘заданное значение кол-ва импульсов в пачке
Toggle Portb.2
Start Timer0 ‘запуск таймера
Return

Pulse: ‘подпрограмма обработки прерыв.по переполнению
Stop Timer0
Toggle Portb.2
Reset Portd.6 ‘выключение светодиода
Timer0 = Z
N = N + 1 ‘приращение кол-ва импульсов
If N = N0 Then ‘если число импульсов = заданному
N = 0
N0 = 0
Waitms 500 ‘задержка 0,5с
Else
Start Timer0 ‘иначе, продолжить счёт
End If
Return
End ‘end program

Передатчик выполнен на печатной плате размерами 46х62 мм (см. Рис.3). Все элементы, кроме микроконтроллера, SMD – типа. Микроконтроллер ATtiny2313 применён в корпусе типа DIP. Его рекомендуется располагать в панели для DIP микросхем TRS (SCS) – 20, чтобы иметь возможность «безболезненно» перепрограммировать.

Печатная плата передатчика TXD.PCB находится в папке «FILE PCAD».
Принципиальная схема приёмника лазерного канала представлена на рис.4. На входе первого усилителя DA3.1 (LM358N) фильтр низкой частоты, образованный элементами СЕ3, R8, R9 и имеющий частоту среза 1КГц, ослабляет фоновые помехи 50 -100 КГц от осветительных приборов. Усилители DA3.2 и DA4.2 усиливают и увеличивают длительность принятых импульсов полезного сигнала. Компаратор на DA4.1 формирует выходной сигнал (единица), который поступает через инверторы микросхемы CD4011D (DD2) — DD2.1, DD2. Cигнал синхронно приходит на контакты микроконтроллера ATtiny2313 (DD1) – T0 (PB4) и РВ3. Таким образом, Timer0, работающий в режиме счёта внешних импульсов и Timer1, отмеряющий время этого счёта, запускаются синхронно. Контроллер DD1, выполняющий функцию дешифратора, отображает принятые команды 1…8 установкой лог.1 на выводах PORTB соответственно РВ0…РВ7, при этом приход последующей команды сбрасывает предыдущую. При приходе команды «8» на РВ7 появляется лог.1, которая с помощью электронного ключа на транзисторе VT1, включает реле К1.

Питание приёмника осуществляется постоянным напряжением 9 -12В. Аналоговая и цифровая части питаются от напряжений 5В, которые определяются стабилизаторами типа 78L05 DA5 и DA2.

В программе «RXlaser» Timer0 сконфигурирован, как счётчик внешних импульсов, а Timer1, как таймер, считающий период прохождения максимально возможного количества импульсов (команда 8).

В основном цикле (DO…LOOP) Timer1 включается при принятии первого импульса команды (К=0), происходит сброс условия разрешения включения таймера Z=1.
В подпрограмме обработки прерывания по совпадению cчёта Timer1 со значением максимально возможного счёта считывается и устанавливается в PORTB номер команды. Устанавливается так же условие разрешения включения Timer1- Z=0.
Текст программы «RXlaser» :

$regfile = «attiny2313a.dat»
$crystal = 4000000
$hwstack = 40
$swstack = 16
$framesize = 32

Ddrb = 255 ‘PORTB-все выхода
Portb = 0
Ddrd = 0 ‘PORTD-входа
Portd = 255 ‘подтяжка PORTD
Config Timer0 = Counter , Prescale = 1 , Edge = Falling ‘как счётчик импульсов
Config Timer1 = Timer , Prescale = 1024 , Clear Timer = 1 ‘как таймер
Stop Timer1
Timer1 = 0
Counter0 = 0

‘определение переменных:
Dim X As Byte
Dim Comm As Byte
Dim Z As Bit
Dim K As Bit

X =80
Compare1a = X ‘кол-во имп. в регистре совпадения
Z = 0

On Compare1a Pulse ‘подпрограмма прерывания по совпадению

Enable Interrupts ‘разрешение прерываний
Enable Compare1a

Do ‘основной цикл
If Z = 0 Then ‘первое условие включения таймера
K = Portd.3
If K = 0 Then ‘второе условие включения таймера
Start Timer1
Z = 1
End If
End If
Loop

Pulse: ‘подпрограмма обраб.прерыв.по совпадению
Stop Timer1
Comm = Counter0 ‘считывание из счётчика внешних импульсов
Comm = Comm — 1 ‘определение номера бита в порту
Portb = 0 ‘обнуление порта
Set Portb.comm ‘установка бита,соответ.номеру команды
Z = 0
Counter0 = 0
Timer1 = 0
Return
End ‘end program

Программы «TXlaser» и «RXlaser» находятся в папке Lazer_prog.

Приёмник расположен на плате размерами 46х62 мм (см. Рис 5). Все компоненты – SMD типа, за исключением микроконтроллера, который необходимо разместить в панели для микросхем DIP типа TRS(SCS) – 20.

Настройка приёмника сводится к установке сквозного коэффициента передачи и порога срабатывания компаратора. Для решения первой задачи необходимо подключить осциллограф к выводу 7 DA4.2 и подбором величины R18 установить такой сквозной коэффициент передачи, при котором максимальная амплитуда шумовых выбросов, наблюдаемых на экране, не будет превышать 100 мВ. Затем осциллограф переключается на вывод 1 DA4.1 и подбором резистора (R21) устанавливается нулевой уровень компаратора. Включив передатчик и направив луч лазера на фотодиод, необходимо убедиться в появлении прямоугольных импульсов на выходе компаратора.
Печатная плата приёмника RXD.PCB находится также в папке FILE PCAD.

Повысить помехозащищённость лазерного канала возможно с помощью модуляции сигнала поднесущей частотой 30 – 36 КГц. Модуляция пачек импульсов происходит в передатчике, приёмник же содержит полосовой фильтр и амплитудный детектор.

Схема такого передатчика (передатчик 2) изображена на Рис.6. В отличии от рассмотренного выше передатчика 1 передатчик 2 имеет генератор поднесущей, настроенный на частоту 30 КГц и собранный на слотах DD2.1, DD2.4.. Генератор обеспечивает модулирование пачек положительных импульсов.

Приёмник лазерного канала с поднесущей частотой (приёмник 2) собран на отечественной микросхеме К1056УП1 (DA1). Схема приёмника изображена на Рис.7. Для выделения командных импульсов к выходу микросхемы DA1 10 подключены амплитудный детектор с фильтром низкой частоты и нормализатор импульсов, собранные на логических элементах DD3.1, DD3.2, диодной сборке DA3 и C9, R24. В остальном схема приёмника 2 совпадает со схемой приёмника 1.

LaserGRBL: Подробное руководство и инструкция на русском языке

LaserGRBL — это бесплатное программное обеспечение для управления лазерными гравировщиками и ЧПУ станками. Эта программа позволяет управлять работой лазера: регулировать его мощность, скорость движения, а также выполнять гравировку растровых изображений.

Основные функции LaserGRBL включают:

1. Импорт изображений: Вы можете импортировать изображения в различных форматах (например, .jpeg, .png, .bmp), которые затем преобразуются в команды для вашего лазерного гравера.
2. Редактирование и оптимизация: LaserGRBL позволяет оптимизировать и редактировать изображения прямо в программе перед началом гравировки. Вы можете масштабировать изображение, менять его контрастность и яркость, вращать и многое другое.
3. Поддержка G-Code: LaserGRBL поддерживает работу с G-Code — языком программирования, который используется для управления движением ЧПУ машин и лазерных граверов.

Для того чтобы перейти к следующему уроку по LaserGRBL нажмите на кнопку либо ссылку «Часть 2».
Также посмотрите схему подключения GRBL лазера.

Итак в этой статье мы расскажем, как подготовиться к запуску лазерного гравера Gistroy. Либо любого другого станка, который Вы хотите запустить на базе Arduino.

Если вы ищете качественный лицензионный софт для работы с лазерным гравером, советуем ознакомится с нашей программой LightBurn.

Так как устройство сделано на платформе Arduino, то для начала необходимо установить программу Arduino для последующей инициализации платы. Если таковая уже имеется, как у нас, то этот пункт пропускаем. Программу Arduino можно скачать с официального сайта.

В случае, если после установки Ваша система не определяет плату, то решить проблему можно, установив дополнительный драйвер. После этой манипуляции с вероятностью 99 % все должно работать.

Следующий шаг — это установка программного обеспечения — LaserGRBL. После установки Вы можете обновится до последней версии, после чего отключить автоматические обновления.

После установки программы LaserGRBL запускаем ее. На первое время советую отключить автоматическое обновление программы по причине того, что зачастую в новых версиях могут встречаться недоработки, пагубно влияющие на работу устройства.

Во вкладке Grbl – «Настройки аппаратных возможностей программы» проверяем наличие галочки напротив параметра «Поддержка ШИМ»

Кнопки LaserGRBL

Теперь приступим к настройке интерфейса LaserGRBL. На рабочем столе имеются стандартные иконки, мы добавим еще несколько, на наш взгляд, необходимых для комфортной работы с лазерным гравером. Ниже представлены иконки с командами, а еще ниже будут принскрины программы для ее настройки.

Правой кнопкой мыши кликаем на нижнем поле программы и нажимаем «Добавить кнопку». В левом углу нажимаем на пиктограмму и выбираем из Папки «Иконки» изображение. Далее копируем его название и открываем. Выбранное изображение появилось на месте пиктограммы. Далее в поле Tool Tip Вставляем скопированное название. В поле GCode прописываем команду.

Для подключения гравера выберите нужный COM порт, удостоверьтесь, что устройство подключено наличием сообщения «Ready», что означает, что станок готов к работе

Команда Включить лазер в LaserGRBL

При нажатии на кнопку включить лазер, лазер начнет работать на максимальная мощность.

Чтобы отключить блокировку включения Вы должны сместить лазерную головку кнопками перемещения (установите минимальное перемещение в 0,1 мм). Обязательно наденьте очки, о вреде лазерного излучения вы можете почитать в этой статье.

 M3 S255 

Команда Выключить лазер в LaserGRBL

При нажатии на кнопку лазер будет выключен моментально. Режим безопасности включения работать не будет.

Команда Прицеливания в LaserGRBL

Если Ваш станок имеет ТТЛ модуль (поддержку градиента серого) то при нажатии на кнопку включается лазер на малой мощности, иногда значение S1 может быть больше, прицелиться будет просто.

Чтобы отключить блокировку включения лазера в LaserGRBL Вы должны сместить лазерную головку кнопками перемещения (установите минимальное перемещение в 0,1 мм). Данный режим используется для фокусировки, почитать статью о фокусировки можно здесь.

 M3 S1 либо M3 S2 

Команда Отъехать в LaserGRBL

Где . — габариты Вашего станка по Х и Y (если в Вашей конструкции имеются концевые выключатели, а F (скорость в мм/мин). Название говорит само за себя, кнопка заставляет станок отъехать в заданные координаты.

 G91 X. Y. F6000 

Команда Обнуления координат в LaserGRBL

При нажатии на кнопку свободное позиционирование происходит обнуления координат X и Y.

В новых версиях программы она имеется изначально. В LaserGRBL мы должны помнить что все работы идут от нижнего левого угла, согласно декартовой системы координат.

 G10 P0 L20 X0 Y0 

Команда К центру и обратно в LaserGRBL

При нажатии на эту кнопку один раз лазерная головка едет и показывает центр заготовки, после второго нажатия возвращается в ноль.

 Type: Two State Button (GCode. GCode 2) GCcode (колонка слева) M3 S2 G0 X[left] Y[bottom] F4000 G1 X[right/2] F4000 G1 Y[top/2] F4000 M5 GCcode 2 (колонка справа) G0 X0 Y0 F4000 

Команда Границы гравировки в LaserGRBL

Кнопка для подсветки рамки, границы будущей гравировки. Важно, LaserGRBL работает с картинками, а не с векторами, поэтому подсветка будет обозначать холст картинки.

 M3 S2 G0 X[left] Y[bottom] F4000 G1 X[right] F4000 G1 Y[top] F4000 G1 X[left] F4000 G1 Y[bottom] F4000 M5 G0 X0 Y0 F6000 

Вопрос / ответ по программе LaserGRBL: FAQ

Если остались вопросы можете задать их у нас в группе Вконтакте, либо найти через поиск на данной странице.

1. Можно ли в LaserGRBL создать кнопку, когда лазер движется от 0 к центру модели, пауза, и обратно в 0 нижний левый угол?

Здравствуйте! Добавили данную кнопку в статью, назвали ее «к центру и обратно»

2. Подскажите, где настроить лазер, он жжёт с одинаковой мощностью, вместо полутонов он всё сжигает напрочь, а если я выставляю меньше максимальную мощность, то вообще не жжёт.

Здравствуйте!
1) Убедитесь что Ваш лазер оснащен ТТЛ модулем.
2) Пустите в консоль команду $32=1 , убедитесь что придет команда 1
3) При формировании проекта выбирайте команду включения лазера М4 во вкладке Laser Options

3. Монохромное фото гравируется долго и все сжигается, что может быть?

Мы бы советовал при черно-белых фото использовать режим BW. Так у Вас не будет лишних артефактов в виде жжения на белых участках, а также будет быстрее скорость гравировки.

4. Что такое LaserGRBL и для чего он используется?

LaserGRBL — это программа управления лазерной гравировкой, которую можно использовать для создания изображений и отправки их на лазерный гравировальный станок. Она поддерживает различные форматы изображений и позволяет пользователю контролировать различные аспекты процесса гравировки.

5. Как настроить скорость гравировки в LaserGRBL?

Скорость гравировки можно настроить в настройках программы. В «Управлении лазером» вы можете изменить скорость (в мм/мин) для режимов резки и гравировки.

6. Поддерживает ли LaserGRBL файлы в формате SVG?

Да, LaserGRBL поддерживает множество форматов изображений, включая SVG. Вы можете импортировать файл SVG и программа преобразует его в инструкции для вашего лазерного станка.

7. Что делать, если LaserGRBL не обнаруживает мой лазерный станок?

Если LaserGRBL не может обнаружить ваш станок, проверьте подключение и убедитесь, что вы выбрали правильный COM-порт и скорость передачи в настройках программы. Если проблема не решается, убедитесь, что ваш станок совместим с GRBL. Если все остальное терпит неудачу, вы можете искать помощь на форумах поддержки LaserGRBL или обратиться к производителю вашего станка.

8. Можно ли регулировать мощность лазера в LaserGRBL?

Да, можно. Это делается путем изменения значения S в настройках программы. Максимальное значение S зависит от вашего конкретного лазера и может варьироваться. Обратитесь к руководству пользователя вашего лазерного станка, чтобы узнать подходящее для вас значение.

9. Можно ли настроить параметры таким образом, чтобы отображался номер строки G-кода? Это может быть полезно при появлении ошибок, которые можно устранить прямо в коде.

LaserGRBL не отображает номера строк G-кода напрямую в интерфейсе. Однако, вы можете открыть файл G-кода в текстовом редакторе, таком как Notepad или Notepad++, где номера строк обычно отображаются. Это позволяет вам найти и изменить специфические строки кода, если возникнет необходимость.

10. Как активировать и начать работу с осью Z?

Для управления Z-осью в LaserGRBL, сначала убедитесь, что ваш лазерный станок имеет возможность управления по Z-оси. Это обычно представляет собой третий мотор, который позволяет поднимать и опускать лазер.

Если у вас есть эта возможность, вы можете использовать команды G-кода для управления Z-осью. Эти команды включают:

• G0 Zx или G1 Zx: Это переместит лазер по Z-оси на x миллиметров. G0 обычно используется для быстрого перемещения, а G1 — для более медленного и точного.
• G90 и G91: Эти команды устанавливают, являются ли движения относительными (G91) или абсолютными (G90). Если вы используете G90, то команда G0 Z10 переместит лазер на высоту 10 мм над начальной точкой. Если вы используете G91, то команда G0 Z10 переместит лазер на 10 мм выше текущего положения.

11. Как можно исправить ошибку: «Error:5. Цикл возврата в исходное положение не активирован в настройках Grbl»?

Ошибка «Error:5» в GRBL обычно указывает на то, что функция цикла возврата в исходное положение (Homing Cycle) отключена в настройках GRBL. Это означает, что ваша машина не может автоматически возвращаться в исходное положение, что может быть проблемой при начале новых заданий гравировки или резки.

Чтобы исправить эту проблему, вам нужно включить цикл возврата в исходное положение в настройках GRBL. Вот как это можно сделать:

1. Откройте LaserGRBL и подключитесь к вашей машине.
2. Перейдите в меню «Tools» (Инструменты), затем выберите «Grbl» и «Grbl configuration» (Конфигурация Grbl).
3. В конфигурации GRBL найдите настройку «$22 Homing cycle, boolean». Значение этой настройки должно быть 1, если вы хотите включить цикл возврата в исходное положение. Если сейчас значение 0, измените его на 1 и нажмите «Write» (Записать).
4. После этого ваша машина должна возвращаться в исходное положение в начале каждого нового задания.

12. Как можно изменить длительность импульса лазера?

Настройка времени импульса лазера, или длительности импульса, определяет, насколько долго лазер остается включенным при каждом импульсе. Это влияет на интенсивность гравировки или резки.

В LaserGRBL время импульса лазера обычно управляется через настройку S (шпиндель скорость), которая находится в командах G-кода. Высокое значение S означает более долгую длительность импульса и более глубокую гравировку или резку. Значение S варьируется от 0 (лазер выключен) до максимального значения, которое зависит от вашего конкретного лазерного модуля.

После того, как вы установите значение S в G-коде, оно будет использоваться для всех последующих команд G1, G2 и G3, до тех пор, пока вы не установите другое значение S.

Также обратите внимание, что в разделе «Управление лазером» в LaserGRBL вы можете указать максимальную и минимальную мощность лазера, которые соответствуют максимальной и минимальной длительности импульса.

Обратите внимание, что изменение времени импульса лазера может влиять на результаты гравировки или резки и может потребовать дополнительной калибровки и тестирования для получения желаемых результатов.

13. Как можно настроить процесс таким образом, чтобы границы области выжигания оставались нетронутыми, а выжигалось только само изображение?

Если вы столкнулись с проблемой выжигания границ области обработки вместо только изображения в LaserGRBL, вам, возможно, нужно изменить некоторые настройки в программе. Вот несколько возможных решений:

1. Настройка скорости и мощности лазера: Попробуйте уменьшить мощность лазера или увеличить скорость движения. Это может помочь сократить количество тепла, которое лазер передает материалу, и, следовательно, уменьшить область выжигания.
2. Настройка параметров гравировки: В LaserGRBL вы можете выбрать различные режимы гравировки, такие как линейная гравировка или растровая гравировка. Некоторые из этих режимов могут дать более точные результаты и меньше выжигания границ.
3. Остановка лазера во время перемещения: По умолчанию, лазер может оставаться включенным во время перемещения между различными частями изображения. Вы можете изменить это, включив функцию «Laser Mode» в настройках GRBL вашего станка. Это будет автоматически выключать лазер во время быстрого перемещения, что поможет предотвратить нежелательное выжигание.
4. Использование маскирующей ленты: Если проблема не устраняется с помощью программных настроек, вы можете попробовать наклеить маскирующую ленту на область, которую вы собираетесь гравировать. Маскирующая лента будет защищать границы от выжигания. После гравировки ее можно легко удалить.

14. Почему при использовании LaserGRBL для резки фанеры первый проход выполняется идеально, а второй проход смещается на 1-2 мм в сторону? В чем может заключаться проблема?

Смещение при многократном проходе может быть вызвано несколькими факторами. Вот некоторые из них:

1. Механические проблемы: Если ваши направляющие, ремни или винты не плотно закреплены, они могут смещаться при движении. Проверьте все механические компоненты на предмет люфта или износа. Возможно, вам придется затянуть ремни или заменить изношенные детали.
2. Проблемы с настройками шага: Если шаги вашего двигателя неправильно настроены, машина может перемещаться больше или меньше, чем нужно. Убедитесь, что ваши настройки шага в GRBL соответствуют спецификациям вашего станка.
3. Проблемы с программным обеспечением: Возможно, есть проблема с программным обеспечением, которое вы используете для генерации G-кода. Проверьте, нет ли в нем ошибок, которые могут вызвать смещение при многократном проходе.
4. Изменения в материале: Разрезание фанеры может вызывать некоторое искажение или изменение формы материала, особенно если он тонкий или неплотно закреплен. Это может вызвать смещение при повторных проходах.
5. Проблемы с питанием шагового двигателя: Если шаговый двигатель не получает достаточно энергии, он может пропустить шаги, что может привести к смещению при повторных проходах. Убедитесь, что ваш блок питания и контроллер шагового двигателя подходящие и работают правильно.

15. Как настроить кнопку «Нулевая позиция» таким образом, чтобы после обнаружения концевых переключателей она автоматически устанавливала нулевую позицию в этой точке?

В LaserGRBL, после успешного выполнения цикла возврата в исходное положение («Homing Cycle»), машина обычно автоматически устанавливает нулевую позицию в точке, где находятся концевики. Это стандартное поведение GRBL и должно происходить автоматически.

Если вы хотите установить нулевую позицию в другом месте (например, в углу вашего рабочего материала), вы можете сделать это вручную, переместив лазер в желаемое место и нажав кнопку «Set Zero» или «Set Home» в интерфейсе LaserGRBL. Это установит текущую позицию лазера как новую нулевую позицию.

Если же вам нужно автоматически устанавливать нулевую позицию в определенном месте после нахождения концевиков, вы можете попробовать добавить в свой G-код команды для перемещения лазера в эту позицию и установки ее как нулевую. Это может выглядеть примерно так:

 G28; выполнить цикл возврата в исходное положение G0 X10 Y10; переместить лазер в позицию (10,10) G92 X0 Y0; установить текущую позицию как (0,0) 

Этот код выполнит цикл возврата в исходное положение, затем переместит лазер в позицию (10,10) и установит эту позицию как новую нулевую позицию.

Обратите внимание, что вы должны заменить (10,10) на координаты, которые вы хотите использовать для своей нулевой позиции. Также учтите, что G-код и команды могут варьироваться в зависимости от вашего конкретного оборудования и версии GRBL.

16. Моя машина не подключается к LaserGRBL, что мне делать?

В первую очередь проверьте все физические соединения и убедитесь, что USB кабель подключен правильно и исправен. Если все в порядке, проверьте, установлены ли необходимые драйверы для вашей машины. Наконец, убедитесь, что вы выбрали правильный COM порт и скорость передачи данных (baud rate) в настройках LaserGRBL.

17. Почему я получаю ошибку «Error:9» в LaserGRBL?

Ошибка «Error:9» в GRBL обычно указывает на то, что хоминг (возврат в исходное положение) не был выполнен. Попробуйте выполнить хоминг, нажав кнопку «Home» в LaserGRBL. Если это не помогает, проверьте настройки хоминга в конфигурации GRBL.

18. Почему моя машина не реагирует на команды из LaserGRBL?

Если ваша машина не реагирует на команды, убедитесь, что она подключена и включена, и что вы выбрали правильный COM порт в LaserGRBL. Если все это в порядке, проверьте, нет ли ошибок в вашем G-коде, который может блокировать выполнение команд.

19. Я получаю ошибку «Error:20», что это значит?

Ошибка «Error:20» в GRBL обычно указывает на недопустимую команду G-кода. Проверьте свой G-код на наличие ошибок или недопустимых команд. Вы также можете проверить список поддерживаемых команд в документации GRBL.

20. Моя машина перемещается, но лазер не включается, что не так?

Если лазер не включается, убедитесь, что вы включили лазерный режим в настройках GRBL (параметр $32 должен быть установлен в 1). Также проверьте, правильно ли установлена мощность лазера в вашем G-коде и что лазер подключен и работает корректно.

21. У меня ошибка «Error:2», что она означает?

Ошибка «Error:2» в GRBL обычно указывает на то, что была использована недопустимая команда. Обратитесь к документации GRBL или к документации LaserGRBL, чтобы убедиться, что вы используете правильные команды.

22. Я не могу подключиться к LaserGRBL через Wi-Fi, как это исправить?

LaserGRBL обычно подключается к машине через USB. Если у вас есть модуль Wi-Fi для вашего станка и вы хотите использовать его, убедитесь, что он правильно настроен и подключен к той же сети Wi-Fi, что и ваш компьютер. Возможно, вам потребуется специализированное программное обеспечение для работы с Wi-Fi на вашем станке.

23. Почему LaserGRBL замораживает мой компьютер во время работы?

Если LaserGRBL замораживает ваш компьютер во время работы, это может быть вызвано проблемами с производительностью. Убедитесь, что ваш компьютер соответствует системным требованиям LaserGRBL и что у вас не запущено слишком много других программ в фоновом режиме. Если проблема не устраняется, возможно, вам стоит обратиться в службу поддержки LaserGRBL или искать помощи на форумах сообщества.

24. Моя машина не останавливается, когда я нажимаю кнопку стоп, что мне делать?

Если ваша машина не останавливается, когда вы нажимаете кнопку стоп, проверьте, правильно ли она подключена и настроена. Возможно, проблема в настройках GRBL или в том, что команды от LaserGRBL до вашей машины не передаются корректно.

25. У меня ошибка «Error:25», что она означает?

Ошибка «Error:25» обычно связана с проблемой A-сообщений, где некоторые отправленные A-сообщения не поддерживаются вашей версией GRBL. Проверьте свой G-код на наличие A-сообщений и убедитесь, что ваша версия GRBL поддерживает эти команды.

26. LaserGRBL отображает сообщение «Waiting for connection», что делать?

Если LaserGRBL показывает сообщение «Waiting for connection», проверьте, подключена ли ваша машина и включена ли она. Также убедитесь, что выбран правильный COM-порт и скорость передачи данных (baud rate). Если все в порядке, но проблема не исчезает, попробуйте перезапустить LaserGRBL или переподключить машину.

27. Получаю ошибку «Error:33», что она означает?

Ошибка «Error:33» обычно говорит о проблемах с G-кодом. Эта ошибка происходит, когда используется недопустимая команда или когда команда не может быть выполнена из-за текущего режима или настроек машины. Проверьте свой G-код и настройки машины.

28. Я получаю ошибку «Error:24» при использовании LaserGRBL. Что это означает?

Ошибка «Error:24» обычно возникает, когда двигатели перемещаются быстрее, чем это допустимо настройками GRBL. Проверьте свой G-код и настройки машины на предмет некорректных скоростей перемещения.

29. Я получил сообщение «Alarm: Hard/soft limit», что это значит?

Это сообщение означает, что ваша машина достигла одного из ее ограничительных переключателей. Это может произойти, если G-код пытается переместить машину за пределы ее рабочего диапазона. Проверьте G-код и настройки машины.

30. Я получаю ошибку «Alarm: Probe fail», что это значит?

Эта ошибка обычно указывает на то, что при попытке использовать зондирование машина не обнаружила ожидаемый контакт. Проверьте подключение и настройки зонда.

31. Моя машина проходит через объект, а не вокруг него, что мне делать?

Проверьте G-код и убедитесь, что он включает команды для обхода объекта, а не прохода через него. Если проблема продолжает возникать, проверьте настройки машины и LaserGRBL.

32. Почему LaserGRBL отправляет данные, но моя машина не реагирует?

Это может быть вызвано несколькими вещами. Во-первых, проверьте все соединения между вашим компьютером и машиной. Если все соединения в порядке, проверьте настройки порта и скорости передачи в LaserGRBL. Также может быть полезно проверить, установлены ли нужные драйверы и правильно ли настроена машина.

33. Моя машина сразу начинает работу после подключения, не дожидаясь команд. Что не так?

Это может произойти, если на машине есть остаточные G-коды или если есть проблема с конфигурацией машины. Попробуйте очистить G-коды на машине и проверить настройки.

34. Я получаю ошибку «Error:8», что она означает?

Ошибка «Error:8» в GRBL обычно указывает на то, что произошла ошибка с ограничительным переключателем. Проверьте все ограничительные переключатели на машине и убедитесь, что они работают должным образом.

35. LaserGRBL сообщает об ошибке «Error:3». Что это значит?

Ошибка «Error:3» в GRBL обычно указывает на то, что в GRBL была выполнена команда, которая не может быть выполнена из-за текущих настроек. Например, это может произойти, если пытаться выполнить команду движения, когда машина находится в режиме хоминга.

36. Когда я пытаюсь запустить программу, она выдает сообщение «Не удается открыть порт». Что делать?

Эта ошибка обычно означает, что выбранный порт не доступен. Убедитесь, что выбран правильный порт для вашей машины и что он свободен. Попробуйте перезагрузить компьютер или отключить и затем подключить машину.

37. Моя машина не останавливается после выполнения задания, что делать?

Если машина продолжает двигаться после окончания задания, проверьте G-код, который вы отправили на машину. Возможно, он содержит дополнительные команды после конца основной программы. Также проверьте настройки машины и LaserGRBL на предмет аномалий.

38. Как уменьшить скорость лазера в LaserGRBL?

Скорость лазера можно уменьшить, изменив настройки LaserGRBL. Измените параметр «S-value max» в настройках LaserGRBL на меньшее значение. Обратите внимание, что это может повлиять на качество гравировки.

39. Получаю сообщение «Alarm: Soft limit». Что это значит?

Это сообщение говорит о том, что ваша машина достигла одного из ее «мягких» пределов. Это обычно означает, что машина пытается переместиться дальше, чем позволяют ее настройки. Проверьте G-код, чтобы убедиться, что он не приводит к переходу за эти пределы, а также проверьте настройки мягкого предела в GRBL.

Основные финансовые показатели

Компания IPG — транснациональная компания, с производственными мощностями в США, Германии, России и Италии, а также имеющая региональные представительства в Китая, Японии, Кореи, Тайваня, Сингапура, Таиланда, Индии, Турции, Франции, Испании, Польши, Чехии, Великобритании, Бразилии и Мексики. Компания IPG продолжает расширяться охватывая новые рынки и привлекая новых потребителей.

Основные финансовые показатели

Рынки сбыта и приложения

Основная продукция компании IPG — это оборудование для тяжелого машиностроения, судостроения, авиастроения, энергетики, вагоностроения автомобильной промышленности, сектора электротоваров широкого потребления. Кроме этого, дополнительные возможности появились на рынках аддитивных технологий, развлекательных и зрелищных технологий, медицинских инструментов.

Основные финансовые показатели

Годовой прирост выручки

• Благодаря годовому приросту в 40%, 2017 год стал еще одним успешным годом для IPG Photonics.
• Совокупный годовой прирост чистого объема сбыта в период с 2009 до 2017 года составил 29%.
• IPG is the largest laser company by market capitalization, the second largest maker of laser sources (measured by total sales) and is member of S&P 500 INDEX.

Основные финансовые показатели

Продажи лазеров большой мощности

Темпы Продаж мощных лазеров сохраняют устойчивый рост – их прирост составил 50% в 2017 году, и увеличился в 12,9 раз начиная с 2009 года.

Компания IPG представила самый мощных волоконный лазер, имеющий к тому же самые лучшие на рынке показатели во яркости, КПД и надежности.

Основные финансовые показатели

Доход от основной деятельности

Наша производственная прибыль в 2017 году выросла на 51% и в 60,5 раз начиная с 2009 года.

Основные финансовые показатели

Валовая прибыль

Валовая прибыль в 2017 году выросла на 56,6% в ответ на предпринятые нами усилия снизить затраты на производство даже не смотря на то, что мы вложили значительные средства в постройку нового большого завода и в покупку оборудования.

Основные финансовые показатели

Прибыль на акцию с учетом эффекта размывания

Чистая прибыль на одну акцию Компании составила по стандартам ПСБУ 260 на акцию.

• Технологии
• Вертикальная интеграция
• Преимущества для заказчиков

Технология IPG

Оптоволоконные лазеры революционным образом повлияли на лазерные технологии

Революция в области волоконных лазеров

Потрясающий успех оптоволоконных лазеров и их революционный эффект на лазерные технологии схожи с другим широко известным радикальным изменением правил игры в области технологий, когда произошла замена вакуумных ламп транзисторами. Эта аналогия особенно уместна, если учесть, что устаревшие лазеры — это громоздкие, неэффективные, недолговечные устройства, требующие интенсивного обслуживания и трудоемкие в производстве. Волоконные лазеры, с другой стороны, компактные, высокоэффективные и надежные устройства, обеспечивающие работу без обслуживания на протяжении всего срока службы.

Простота и элегантность волоконного лазера заключаются в его высоком КПД, компактности, надежности и низкой стоимости владения, которые вызвали огромный успех на рынке

По-настоящему промышленный лазер

Поразительным успехом на протяжении первых 50 лет своего существования промышленные лазеры обязаны своей способности превращать обычные источники энергии в высоконаправленные лучи. Для этой цели каждый лазер состоит из источника энергии, способа передачи этой энергии в лазерный резонатор и способа подачи результирующего лазерного луча на рабочую деталь. Технические преимущества волокна очевидны на каждом из этапов архитектуры.

Источник энергии: устаревшие лазеры используют многочисленные источники энергии — лампы, ВЧ-плазму и даже химические реакции. Общими недостатками данных источников энергии являются низкая эффективность превращения энергии, частая необходимость в обслуживании и экологически неблагоприятные расходные материалы. Оптоволоконные лазеры используют долговечные полупроводниковые диодные лазеры для эффективного преобразования электричества в лучевую энергию и поэтому не требуют обслуживания или расходных материалов.

Передача энергии: оптические резонаторы традиционных лазеров преобразуют подводимую энергию в газонаполненных камерах значительных объемов. Крупногабаритные резонаторы необходимы в связи с неэффективностью газовой генерации лазерного излучения или потребностью включения объемных оптических элементов в резонатор. Оптоволоконные лазеры невероятно компактны в связи с тем, что они преобразуют энергию полупроводникового диода в полезные лазерные лучи в оптическом волокне, которое не толще человеческого волоса.

Доставка луча: устаревшие лазеры используют сложную оптику для вывода лазерного луча и его доставки на обрабатываемое изделие. Например, используются герметичные окна, для изоляции необычных или токсичных химических веществ внутри резонатора. Внешняя оптика зачастую требует сложной системы зеркал для доставки выходного излучения лазера до своей цели. Напротив, гибкое оптическое волокно отлично монтируется и идеально походит для доставки луча.

По-настоящему промышленный лазер: основные элементы волоконного лазера — полупроводниковые диоды и оптическое волокно; они отлично подходят для массового производства, обеспечивая непревзойденный контроль и воспроизводимость, а ключевым этапом сборки лазера является спайка оптических волокон. Сравните это с объемными герметичными резонаторами, точной оптической юстировкой и ультраплоскими зеркалами, характерными для устаревших лазеров. Становится очевидным, что простота и элегантность волоконного лазера обуславливают его эффективность, компактность, надежность и экономичностью, которые помогли добиться невероятного успеха на рынке.

Самая большая выходная мощность и лучшее качество луча за наименьшую цену

Уникальная технологическая платформа от компании IPG

Уникальная технологическая платформа IPG позволяет нашим продуктам обеспечивать более высокую выходную мощность и лучшее качество луча при более низких затратах, чем любая другая конкурирующая технология. Наши оригинальные разработки базируются на инновационных методах накачки и высококачественных компонентах, которые компания IPG совершенствует в течение более чем 20-летнего периода интенсивных инвестиций и инноваций. Краеугольными камнями технологии IPG являются наш метод легирования, техника боковой накачки и распределенная архитектура накачки одноэмиттерными диодами.

Структурные элементы

ОптоволокноОсновной структурный элемент технологии волоконных лазеров IPG — это оптоволокно. Оптоволокно — это длинные, цилиндрической формы, отрезки из высокопрозрачного стекла. Стандартный диаметр сечения жилы волокна составляет от нескольких единиц до сотен микрон, в то время как длина разнится от нескольких метров до многих километров. Огромный коэффициент отношения длины к диаметру волокна является основой многих уникальных свойств волоконных лазеров. Стекловолокно — это оптический волновод, способный вмещать и проводить излучение с минимальными потерями. При соблюдении условия полного внутреннего отражения свет проходит внутри волокна с весьма незначительными потерями на излучение через стенки волокна. Существуют пассивные и активные оптические волокна. Пассивные волокна переносят излучение, тогда как активные обеспечивают усиление посредством смешивания проводимого излучения со светом лазера накачки в присутствии ионов редкоземельных элементов, содержащихся в центральной жиле оптоволокна.

Диоды накачкиЛучшая на рынке технология диодной накачки компании IPG задействует огромный опыт телекоммуникационной индустрии и затраты на НИОКР. Наши диоды с одиночным излучателем произведены с использованием технологий и процессов, зарекомендовавших себя в сфере телекоммуникаций. Каждая пластина проверена на соответствие строгим стандартам телекоммуникационной индустрии, что превозносит IPG над альтернативными продуктами накачки в этой сфере, в которых используются недолговечные диодные матрицы и технологии стеков матриц. В результате, диоды с одиночным излучателем предлагают на порядок более высокую интенсивность излучения и в два раза более высокую эффективность по сравнению с накачкой со стеками матриц. Источники накачки с одиночным излучателем могут использовать простое водное или даже принудительное воздушное охлаждение, тогда как стеки матриц нуждаются в дорогостоящих, ненадежных и сложных микроканальных охладительных системах с применением деионизированной воды под высоким давлением.

Волокно обладает уникальными свойствами, делающими его лучшим выбором на роль активной усиливающей среды для лазерных резонаторов.

Уникальные свойства волокна делают его идеальной активной средой и материалом для лазерного резонатора. Волокно гибкое, и с ним легко работать. Огромные значения отношения поверхности к объему у оптического волокна облегчают теплоотведение и помогают устранить эффект термолинзиры. Волокна разных типов, составов и диаметров сердцевины можно сращивать, объединяя в сложные оптические системы с источниками накачки, оптическим усилением и волокном подачи луча без необходимости в беспроводной оптике и присущих ей рисков загрязнения, повреждения и/или смещения в пространстве. Волокно — очень гибкий материал, делающий возможными множество конструктивных решений и функций. Примерами особых типов оптического волокна могут служить одномодовые и многомодовые волокна, фотонно-кристаллическое волокно и волокно, состоящее из разных материалов с различающимися оптическими свойствами как в продольном, так и в радиальном направлениях. Для IPG особое значение имеют волокна, которые используются для накачки в оболочке. Эти волокна состоят из одномодовой сердцевины, используемой в роли активной усиливающей среды, окруженной оптическим волноводом большего диаметра, служащим для распространения многомодового света диодной накачки.

Волоконный лазер — самый эффективный сумматор мощности и преобразователь яркости.

Полупроводниковые диоды эффективно преобразуют энергию электрической накачки в свет ближнего инфракрасного диапазона. У отдельно взятого диода ограниченная мощность (несколько ватт) и ограниченная яркость. Несколькими методами множество диодов складываются в единый луч для повышения мощности, и результирующая мощность лежит в диапазоне от десятков до тысяч ватт, но достичь аналогичного улучшения яркости диодов весьма затруднительно. Существующие методы объединения луча для увеличения яркости сложные, затратные и имеют большие потери, обеспечивая при этом сомнительное качество луча. Волоконный лазер IPG — самая эффективная технология суммирования мощности и преобразования яркости; он способен давать идеальные лучи, обеспечивая киловатты мощности по минимальной цене.

Технология боковой накачки произвела революцию в области волоконных лазеров большой мощности.

Технология плакирования с накачкой

В уникальной и запатентованной разработке IPG многомодовое излучение диодов с одиночными излучателями поступает в волокна с диаметром сердцевины в пределах 100 микрон. По методу боковой накачки, разработанному Валентином Гапонцевым и Игорем Самарцевым, свет от множества диодов накачки эффективно подается на оболочку активного усиливающего волокна. Свет накачки претерпевает внутри оболочки многократные отражения, часто пересекая одномодовую сердцевину, в которой накачка поглощается и снова излучается редкоземельными ионами. Этот элегантный метод с исключительной эффективностью преобразует многомодовый свет диода в одномодовый свет волоконного лазера.

Техника боковой накачки для передачи энергии лазерного диода в тонкую сердцевину (одномодового) волокна для усиления света

Наши системы накачки подтвердили свой расчетный срок службы более 100 000 часов.

Преимущества накачки с одиночными излучателями

Срок службы диодов с одиночными излучателями от компании IPG превышает 100 000 часов, почти на порядок величины больше зафиксированного срока службы вариантов с диодными матрицами. В отличие от традиционных вариантов частое включение/выключение диодов от IPG не влияет на срок их службы. Системы накачки IPG герметично изолируются по телекоммуникационным стандартам, поэтому на них не влияет большая часть вредных факторов окружающей среды, в том числе влажность, пыль и вибрация. Исключительно высокая надежность систем накачки IPG на одиночных излучателях, прошедших проверку в наших лабораториях и подтвердивших свою отличную эксплуатационную надежность.

Среднее время безотказной работы непрерывного излучения, часы

Преимущества архитектуры распределенной накачки с одиночным излучателем

Компания IPG использует для накачки вариант с одиночными излучателями, который лишен недостатков матричной накачки. Накачка с одиночными излучателями образует группу отдельных независимых элементов. В отличие от накачки с помощью матрицы, отказ любого количества одиночных излучателей накачки не влияет на производительность и надежность остальной группы. Преимущества распределенной накачки заключаются в универсальности, модульной конструкции и гибкости, простом управлении тепловым режимом, практически неограниченной резервной накачке и легкости замены диода. Метод распределенной накачки не требует выравнивания и поэтому является единственным вариантом накачки, действительно не требующим обслуживания — удобство, свойственное лишь оптоволоконным лазерам.

Лазерные диодные матрицы, также известные как монолитные лазерные диодные решетки, сочетают множество излучателей в кристалле большой площади. Количество излучателей на одну матрицу варьируется от 10 до 100. Архитектура матрицы разработана таким образом, что все излучатели используют единый источник электрического тока и систему управления тепловым процессом. Тепловые или электрические перекрестные помехи серьезно ограничивают срок службы матриц и накладывают жесткие ограничения на их производительность. Как правило, срок службы матрицы или стек-матрицы ограничен сроком службы ее самого слабого излучателя или ненадежной системой микроканального водяного охлаждения. Несовершенство схем накачки лазеров с помощью матриц является существенным фактором, способствующим превалированию волоконно-лазерной технологии над дисковыми или стержневыми твердотельными лазерами.

Список литературы
High Power Fiber Laser 1991

High Power Fiber Laser

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev. High-Power Fiber Laser // Conference edition. Advanced Solid-State Lasers, Formerly Turnable Solid-State Lasers, March 5-7, 1990, Salt Lake City, Utah, p.127.

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev. High-Power Fiber Laser // OSA Proceedings on Advanced Solid-State Lasers, 1991, 6 p. 258.

Diode Pump Laser Development January 2005

Diode Pump Laser Development

V. Gapontsev, I. Berishev, G. Ellis, A. Komissarov, N. Moshegov, O. Raisky, P. Trubenko, V. Ackermann, E.

Shcherbakov, J. Steinecke, and A. Ovtchinnikov, “High efficiency 970 nm multimode pumps”, Photonics West, San
Jose, CA, January 24th 2005, SPIE Proceedings 5711-6

I. Berishev, A. Komissarov, N. Moshegov, P. Trubenko, L. Wright, A. Berezin, S. Todorov, and A. Ovtchinnikov,
“AlGaInAs/GaAs Record High Power-Conversion-Efficiency and Record High Brightness Laser Diodes”,
Photonics West, San Jose, CA, January 24th 2005, SPIE Proceedings 5738-5.

V. Gapontsev, I. Berishev, G. Ellis, A. Komissarov, N. Moshegov, A. Ovtchinnikov,O. Raisky, P. Trubenko, V. Ackermann, E. Shcherbakov
«9xx nm single emitter pumps for multi-kW systems»
High-Power Diode Laser Technology and Applications IV, edited by Mark S. Zediker, Proc. of SPIE Vol. 6104, 61040K, (2006)

RP Photonics: Fiber Lasers

Definition : lasers with a doped fiber as gain medium, or (sometimes) just lasers where most of the laser resonator is made of fibers

RP Photonics Consulting GmbH

Dr. Rüdiger Paschotta

Cladding Pumped Technology August 2011

Cladding pumped technology

Fiber Laser Technical Digest

Industrial Laser Solutions

Laser marking with fiber lasers, by Tony Hoult
Fiber laser technology broadens out, by Tony Hoult
Drilling with fiber lasers, by Jens Dietrich and Ingomar Kelbassa
Fiber laser spot welding, by Dr. Klaus Krastel

Fiber lasers: The state of the art April 2012

Fiber lasers: The state of the art
Fiber lasers are compact and rugged, don’t go out of alignment, and easily dissipate thermal energy. They come in many forms, sharing technology with other type of lasers but providing their own unique advantages.

April 2012, Laser Focus World
Jeff Hecht

Стратегия вертикальной интеграции

Благодаря всеобъемлющему контролю качества, уникальным характеристикам и оптимальной стоимости ключевых компонентов компания IPG предоставляет лазерные решения, существенно превосходящие ожидания наших заказчиков

Разработка и производство с вертикальным интегрированием

Не удовлетворенная параметрами и качеством имеющихся на рынке компонентов, компания IPG взяла на вооружение универсальную стратегию вертикального интегрирования. Мы разрабатываем и производим все ключевые компоненты — от активных и пассивных волокон, высочайшего качества, диодов накачки, активных волоконных блоков и модульных резонаторов, оптических ответвителей, сумматоров, оптико-акустических модуляторов, волоконных брэгговских решеток, нелинейных и активных кристаллов, различной микро- и макрооптики, источников питания и контроллеров, отвечающих за производительность лазеров, до транспортных волокон, технологических головок подачи излучения, оптических переключателей и чиллеров для охлаждения. От качества и надежности которых зависит пользовательский опыт наших заказчиков. Благодаря всеобъемлющему контролю качества, характеристикам и цене ключевых компонентов компания IPG предоставляет лазерные решения, существенно превосходящие ожидания наших клиентов.

Бесшовная интеграция, беспрерывный контроль качества

Наша стратегия вертикальной интеграции позволяет IPG тесно связывать разработку лазеров и их компонентов, результатом совместного развития являются полностью оптимизированные волоконные приборы. Такой комплексный подход к дизайну продукта улучшает его эксплуатационные характеристики и сокращает срок вывода на рынок. Каждый элемент лазерного решения от IPG разработан и изготовлен в условиях постоянного контроля качества и призван быть экономичным. Так как компоненты разработаны в собственных промышленных центрах разработки IPG , наши ультрасовременные технологии однозначно готовы к широкому использованию в промышленности.

Инновации и цепочка поставок IPG

Расширяющаяся география размещения производственных площадок IPG включает объекты в США, Германии, России и Италии. Право собственности на все инновации и цепочку поставок действительно отличает IPG от других компаний, так как мы можем полностью контролировать эксплуатационные характеристики, качество, мощность и стоимость наших продуктов. Распространенные по всему миру лаборатории применений IPG быстро разрабатывают новые технологии для нашей клиентской базы, а совместная инновационная деятельность не позволяет останавливаться конвейеру новых продуктов.

Вертикальная интеграция IPG обеспечивает полностью самостоятельное производство, начиная от кристалла арсенида галлия до выпуска законченных уникальных лазерных решений

Интеграция от завода по производству пластин до заводского цеха нашего заказчика

Вертикальная интеграция IPG начинается с преобразования сырья в компоненты диодов и волокна. Самое современное производство полупроводниковых пластин компании IPG изготавливает самые лучшие в мире полупроводниковые лазеры большой мощности из очищенного арсенида галлия, а основным компонентом в производстве волокна являются стеклянные заготовки, приготовленные внутри компании. Диодные чипы и катушки с оптоволокном соединяются в запатентованных IPG корпусах компонентов, которые затем интегрируются в лазерные модули, каждый из которых способен обеспечивать на выходе волоконного лазера более 1 кВт мощности.

Мощные лазеры IPG имеют модульный дизайн. Каждый модуль функционирует самостоятельно, а это значит, что сбой в его работе не выведет из строя весь лазер. Мощность и надежность каждого лазера компании IPG масштабируется путем включения дополнительных модулей в дизайн. Используя такой подход, компания IPG разработала лазер мощностью 100 000 Вт с использованием базовой конструкции лазеров мощностью 1 000 Вт.

Совсем недавно компания IPG распространила стратегию вертикальной интеграции на внешнюю оптику. Наш опыт работы со стеклом, наработанный в течение долгого времени, в том числе при производстве волокна, позволяет компании IPG производить лучшие объемные оптические элементы, которые разработаны специально, чтобы выдерживать высокие уровни мощности, присущие только волоконным лазерам. Режущие и сварочные головки от IPG разработаны специально для каждого продукта, обеспечивая наших клиентов хорошо продуманными решениями по обработке для применения в своих заводских цехах.

Интегрированный технологический процесс

• Изготовление пластин IPG владеет одним из самых передовых в мире предприятием по производству полупроводниковых пластин. IPG контролирует все стадии производства пластин, начиная с очистки поликристаллического кремния. Пластины выращиваются методом молекулярно-пучковой эпитаксии полупроводниковых структур, что приводит к минимизации дефектов и равномерности параметров на больших участках.
• Диодные чипы Диодные чипы производятся из отполированных полупроводниковых пластин. На пластины наносится рисунок структур, затем они проходят несколько этапов фотолитографии, покрытие фоторезистом, гравирование травлением и напыление металла, после чего их режут на маленькие чипы.
• Лазерные диоды IPG — крупнейший в мире производитель высокомощных лазерных диодов. Ежеквартально наши высокоавтоматизированные предприятия поставляют на рынок сотни мегаватт номинальной диодной мощности. Десятилетие интенсивных инноваций и инвестиций привело к созданию диодов, которые ярче, надежнее, эффективнее и компактнее любых конкурирующих диодных решений.
• Модули Лазеры с диодной накачкой и блоки с активным волокном компании IPG входят в состав компактных и эффективных лазерных модулей. Стандартные иттербиевые модули, работающие на длине волны 1 070 нм, производят одномодовое выходное излучение диапазона от 500 до 1 500 Вт со степенью преобразования электрической энергии в оптическую свыше 50 %. Модули обладают архитектурой продольной накачки, очень простой конструкцией системы охлаждения, прекрасной механической и термической стабильностью, к тому же они нечувствительны к пыли и вибрации.
• Заготовка для вытягивания оптоволокна Изготовление волокна начинается с производства заготовок для вытягивания оптоволокна при тщательно контролируемом профиле распределения показателей преломления. Заготовка создается тремя методами химического газофазного осаждения: внутриобъемное осаждение из паровой фазы, внешнее осаждение из паровой фазы и осевое осаждение из паровой фазы.
• Вытягивание волокна Заготовка помещается в башню вытяжки, где ее вершина нагревается и оптоволокно вытягивается в виде нити.
• Оптические компоненты IPG производит полный ассортимент волоконных коллиматоров, модуляторов, изоляторов, а также разнообразной объемной оптики, используемой при производстве волоконных и гибридных волоконно-объемных лазеров IPG.
• Волоконные блоки Волоконный блок — наиболее эффективный элемент для преобразования излучения накачки в лазерное излучение с необходимыми параметрами. Монолитный и эффективно охлаждаемый резонатор активного волокна поглощает всю энергию накачки, нечувствителен к пыли, температуре и вибрации. КПД преобразования светового пучка накачки диода превышает 70%.
• Волоконный лазер Волоконные лазеры заняли главенствующее положение в промышленных процессах, требующих применения лазеров высокой средней мощности. Высокомощные волоконные лазеры обладают уникальной комбинацией характеристик, которая выделяет их среди традиционных нелазерных или конкурирующих лазерных технологий с точки зрения цены и качества: несравнимо высокая яркость, высший уровень надежности, максимальная эффективность преобразования электрической энергии в оптическую, модульность конструкции, делающие обслуживание легким и быстрым. Подача излучения через оптоволокно с широким выбором диаметров сечения жилы выходного волокна для оптимизации под конкретное применение, компактная и надежная конструкция, простота интеграции со сканерами и оптическими головками, наличие коммутаторов, ответвителей и переключателей лучей, обеспечивающих непревзойденную универсальность.
• Волоконные коммутаторы IPG производит полный спектр оптических распределителей, прерывателей пучка и многоканальных переключателей луча. Это вспомогательное оборудование сильно расширяет функционал волоконных лазеров. Один лазер может быть одновременно использован на нескольких рабочих ячейках (разделение энергии) и или последовательно (переключение энергии), увеличивая скорость технологического процесса и пропускную способность, при этом позволяя использовать имеющийся лазер для нескольких целей. Распределители, прерыватели и коммутаторы также защищают лазер и транспортное волокно, позволяют быстро и легко менять параметры волокна подачи.
• Коллиматоры В наличии имеются коллиматоры IPG Photonics с фокусным расстоянием от 50 до 200 мм в вариантах D25, D30 и D50. Доступны коллиматоры и оптика с водяным или воздушным охлаждением, регулируемым фокусом и байонетами типа QBH/FCH-8, QD/FCA и FCH-16 для простого соединения с любым питающим или техническим волокном.
• Выходные волокна IPG предлагает подающие и технологические волокна различной длины и с разными диаметрами центральной жилы. В наличии подающие волокна с диаметрами центральной жилы оптоволокна в 50, 100, 200 и 300 мкм. В наличии технологические волокна с диаметрами центральной жилы в 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800 и 1 000 мкм и длиной до 100 метров. В волокнах предусмотрены HLC-штекеры и коннекторы, совместимые с QBH, или LCA-штекеры и коннекторы, совместимые с QD. По запросу возможно изготовление коннекторов на заказ. Для технологических волокон возможен индивидуальный заказ на технологическую длину и диаметр.
• Источники питания НТО ИРЭ-Полюс разрабатывает и производит блоки питания и сопутствующую электронику для стабильной работы источников излучения, долговечной и надежной работы чувствительных элементов лазера при специально подобранных оптимальных параметрах.
• Законченная установка Линейка лазерных технологических систем производства IPG включает в себя: установку прецизионной 2D лазерной резки, многоосевые установки лазерной резки, сварки, сверления, роботизированные производственные ячейки, а также узкоспециализированные системы под нужды заказчика.
• Обрабатывающие головки Широкий ассортимент оптических головок и сканеров нашего производства позволяет легко оптимизировать волоконные лазеры под разные применения — от прецизионной резки до сварки, маркировки и обработки поверхностей.
• Координатная система IPG самостоятельно разрабатывает и производит управляемые ЧПУ координатные системы для своих установок: портальные, с подвижным столом, на базе 6-ти осевых роботов, орбитальные. В конструкции прецизионных координатных систем используются жесткие вибропоглощающие гранитные основания и динамичные линейные двигатели.

Говоря «нет» аутсорсингу

Даррен Дал (Darren Dahl), журнал Contributing Editor, Inc.

Валентин Гапонцев был сыт по горло аутсорсингом. Его компания IPG Photonics, находящаяся в Оксфорде (штат Массачусетс), подписала несколько долгосрочных контрактов с производителями из США и Австрии на изготовление критически важных компонентов для ее лазеров. После того как в 2000 году Nasdaq обвалилась, захватив с собой рынок продуктов IPG, Гапонцев попробовал договориться о перезаключении этих контрактов на новых условиях. Один поставщик из США отказался что-либо менять. Более того, он подал иск в суд и угрожал отобрать активы IPG, если к 2002 году компания не заплатит свыше 36 млн долл. США.

Именно тогда Гапонцев, характеризующий себя как человека, одержимого манией все контролировать, зарёкся: «Он больше никогда не прибегнет к аутсорсингу». Это было совсем не просто, но он сразу решил покончить с заказами от поставщиков. «Расширять аутсорсинг — это самое худшее, что может делать компания типа нашей.- сказал он — если мы будем контролировать цену, качество и количество наших компонентов, то, уверен, мы сможем контролировать свою судьбу».

План Гапонцева выглядел весьма радикально. «Сегодня в бизнесе преобладает тенденция отдавать внешним исполнителям не меньшую, а большую часть производственных операций. Многие компании считают, что управление аутсорсингом — трудная задача, особенно при взаимодействии с поставщиками из отдаленных стран как Китай или Индия», говорит Билл Суонтон (Bill Swanton), аналитик производства AMR Research в Бостоне. Учитывая все проблемы типа долгих сроков поставки и плохого контроля качества (Столкнувшим с такими проблемами, как долгие сроки поставок и плохой контроль качества), некоторые предприятия приходят к выводу, что оно того не стоит. Рост количества контрафактных товаров так же вынуждает высокотехнологичных производителей опасаться передавать свою интеллектуальную собственность иностранным поставщикам. «Все больше производителей решают не раскрывать секреты своего «фирменного соуса», — говорит Суонтон.

Именно это и решила сделать компания IPG. Когда Гапонцев, 25 лет исследовавший лазерное стекло в Российской академии наук, в 1991 году основал в подмосковном Фрязино IPG, одной из главных его мотиваций было получить контроль своего благосостояния. «Я хотел независимости, — говорит он, — Начав свой бизнес, я получил свободу». С самого первого шага он был нацелен на то, чтобы создать прикладную компанию, которой управляют инженеры, а не эксперты в области маркетинга или финансисты.

В 1998 году Гапонцев перевел главный офис в Оксфорд, чтобы воспользоваться технологическим бумом, и продажи начали расти. К 2000 году компания IPG стала главным поставщиком лазеров, передающих информацию по волоконно-оптическим сетям ведущих мировых телекоммуникационных провайдеров, в том числе Lucent Technologies и итальянской Marconi. Благодаря шумихе вокруг телекоммуникационной индустрии компания IPG со своими производственными мощностями в США, Германии, Италии и России получила в 2000 году от инвесторов 100 миллионов долларов и готовилась стать публичной компанией. Когда рынок телекоммуникаций начал насыщаться, пришлось сделать резкий разворот.

Это было непросто. Подобно многим производителям в США, предпочитающим оставаться в рамках своей узкой специализации, IPG была вынуждена делать большие вложения в производственные мощности высокого уровня автоматизации, чтобы сократить издержки. В 2001 году Гапонцев вложил остаток последнего транша финансирования (более 45 миллионов долларов) в амбициозный капитальный ремонт площадок IPG в США и Германии. Оксфордская площадка, завершенная в прошлом году, сейчас может похвастаться 125 000 квадратных футов лабораторий, офисов и автоматизированных производственных линий, использующих роботов для сборки деталей. Сотрудников Гапонцев набирал из местных колледжей и университетов, в том числе из Массачусетского технологического университета. Он также привлек нескольких независимых дистрибьюторов для открытия торговых офисов в Корее, Японии, Индии и Соединенном Королевстве. Сейчас в восьми территориальных подразделениях IPG, расположенных по всему миру, работает 750 человек в отличие от 202 работников в 2000 году.

Нагрузка на Гапонцева колоссально возросла. Он принимает большинство решений в компании и 2–3 недели в месяц проводит в разъездах по всему миру, чтобы контролировать каждую площадку и посещать ключевых заказчиков. «В прошлом году я собрал 500 000 миль в программе для часто летающих пассажиров», — говорит Гапонцев, владеющий домами в США, Германии и России. Финансовый директор IPG Тим Маммен проводит в разъездах почти столько же времени, координируя кредитные линии в местных банках, контролируя финансы каждого подразделения, и отслеживает колебания курсов валют. Для оптимизации процесса бухгалтерского учета IPG недавно установила веб-систему, собирающую финансовую информацию из каждого офиса.

К сегодняшнему дню IPG производит все критически важные компоненты своих лазеров — от диодов накачки до оптоволоконных кабелей, по которым доставляется излучение. Благодаря упрощенной технологии производства, не говоря уже о сниженных ценах на закупку сырья и уход от дополнительных издержек для поставщиков, компания IPG тратит сейчас значительно меньше средств, изготавливая собственные компоненты, чем это было, когда она покупала детали у поставщиков. Диоды, например, дешевле производить внутри компании на 90 процентов. Экономия позволяет IPG устанавливать более низкие цены, чем у конкурентов, что помогло компании занять 65 процентов 123-миллионного долларового рынка волоконных лазеров.

Объем продаж IPG, упавший в 2002 году до 22 млн долл. США, в прошлом году подпрыгнул до 96 млн долларов США. «Расплатившись со своим бывшим поставщиком в 2003 году суммой, размер которой не оглашается, компания за последние два года стала прибыльной», — говорит Гапонцев. Внедрив цепочку вериткальной интеграции, он сосредоточился на том, чтобы проникнуть на новые рынки. Лазеры IPG, стоимость которых коллеблется от нескольких долларов до нескольких миллионов долларов, используются достаточно широко, от удаления морщин на лице и до резки металла, используемого в промышленных проектах. Гапонцеву 67, и он продолжает наслаждаться жизнью. Теперь, когда IPG в своей колее, он не собирается передавать брозды правления в ближайшем будущем. IPO — всего лишь возможность, говорит он, которая существует, пока он остается у руля. «Я создал эту компанию не для того, чтобы продать и играть в гольф, — говорит он. — Я создал ее и продолжаю ее укреплять».

Преимущества для заказчика

Заказчики выбирают волоконные лазеры IPG за набор очевидных преимуществ перед лазерами предыдущих поколений. Элегантная простота оптоволоконных лазеров обеспечивает их по-настоящему универсальным и удобным в использовании функционалом, компактностью, а экономичность, качество луча и низкая стоимость владения не имеют себе равных.

Волоконные лазеры IPG предпочитают за уникальный набор очевидных преимуществ перед лазерами предыдущих поколений

Лучшая гарантия в отрасли

Будучи OEM-поставщиком в течение долгого времени, компания IPG хорошо знакома с очень взыскательными стандартами, соответствия которым ожидают от поставщиков узлов и компонентов. Мы знаем, что наши заказчики зависят от наших лазеров и усилителей, от их бесперебойной работы в особо важных и критичных к безопасности применениях. Уверенность в том, что наши лазеры и усилители будут отвечать этим ожиданиям, основывается на том, что вся наша продукция проходит самые жесткие испытания и контроль качества. Ключевые компоненты проходят испытания или стресс-тесты в течение сотен часов, в итоге мы используем только лучшие компоненты, прошедшие через жесткие стандарты контроля. IPG Photonics имеет сертификат ISO 9001:2008, а это гарантирует заказчикам, что наши бизнес-процессы, с одной стороны, хорошо задокументированы, а с другой — соответствуют тем же стандартам качества, которых придерживаются самые крупные и уважаемые компании мира. Итоговый фактор, подтверждающий нашу глубочайшую преданность качеству — это самая лучшая гарантия в отрасли.

• Резкое сокращение энергопотребления Волоконные лазеры IPG могут обеспечивать КПД свыше 50 %, т.е. они в 10 и более раз эффективнее, чем твердотельные и газовые лазеры.
• Повышенная производительность Лучшие на рынке качество лучей и мощность позволяют увеличивать скорость обработки волоконными лазерами и сокращать количество отходов, при этом открывая абсолютно новые сферы применения.
• Работа с широким спектром материалов Диапазон длины волны от 335 нм до 2 мкм, наличие непрерывных, квазинепрерывных и импульсных лазеров, а также исключительное качество лучей позволяют волоконным лазерам обрабатывать широкий спектр материалов.
• Сокращение производственных и эксплуатационных расходов Минимальные требования к охлаждению, компактные размеры и высочайший КПД волоконных лазеров устанавливают новые стандарты лазерной отрасли по стоимости владения, экономя тысячи долларов в год на каждый лазер.
• Простота эксплуатации и интеграции Волоконные лазеры идеальны для OEM благодаря plug & play архитектуре, компактным размерам и простому интерфейсу.
• Гибкость и универсальность Один лазер можно использовать с разными головками, оптический переключатель подает луч на ту или иную головку.
• Широкий выбор продукции IPG предлагает широкий спектр волоконных лазеров мощностью от десятков до тысяч Вт, одно- или многомодовых, с длиной волн от 355 нм до 2 мкм, с водяным или воздушным охлаждением — все с исключительным качеством луча.
• Уникальная надежность Массовое производство компонентов IPG сопровождается строжайшим контролем качества, а наши волоконные лазеры спроектированы с запасом мощности и прочности и не боятся отказа отдельных компонентов.
• Компактность Благодаря замене газонаполненных камер на волокна толщиной с человеческий волос и эффективному использованию высокопроизводительных диодных источников энергии, не требующих значительного охлаждения, габариты волоконных лазеров обычно в два-три раза меньше, чем у газовых лазеров схожей мощности.

Subscribe —>