Направи си сам лазерен гравьор е достъпно решение за домашна работилница. Направи си сам лазерен гравьор на Arduino Направи си сам лазерен гравьор от мастиленоструен принтер

Дойде времето, когато гиперболоидът на инженер Гарин от романа на Алексей Толстой се премести в кухненска масаобикновен московски апартамент.

Преди няколко години в Китайски онлайн магазиниможе да се намерят евтини комплекти лазерни гравьори. Първоначално мощността на лазера беше 100 mW, след това 500 mW ... Наскоро се появи гравьор с мощност 5 W, тази мощност на полупроводников лазер вече позволява не само изгаряне на снимки върху шперплат, но и рязане на шперплат.

Комплект за монтаж лазерен ножпристигна във висококачествена опаковка. Стиропор в картонена кутия.
5500mw A5 Мини лазерна гравираща машина се доставя като комплект за сглобяване: алуминиеви релси, стъпкови двигатели, табло за управление, очила за лазерна защита на очите, части за корпус за монтаж и табло за управление с фитинги. Сглобяването на устройството отне една вечер.

CNC лазерен дизайн по-прости дизайни 3D принтери, същите водачи, по които главата се задвижва от стъпкови двигатели. Само 3D принтер има три от тях и те движат главата в три измерения. В нашия случай е достатъчно главата да се движи просто по равнина в две измерения. Не са необходими усилия за преместването му, тъй като няма механичен контакт с материала на детайла. Лазерният гравьор е свързан към компютър чрез стандартен USB порт.

Частта, която искате да изрежете, или изображението, което искате да запишете, трябва да бъде нарисувано във векторна програма. Програмата трябва да запише файла с изображение във формат wmf.

Файл в този формат може да бъде импортиран в програмата, която управлява гравьора.

По-добре да се използва за това безплатна програма SketchUp (достатъчно проста програмаза създаване на ZO-модели). Контролната програма BenBox за гравьора се изтегля безплатно от уебсайта на продавача.

За съжаление мощността на лазера не може да се регулира. Програмата задава скоростта на движение на главата - колкото по-бързо се движи, толкова по-малко изгаря.

И ако искате да режете, задайте скоростта на по-ниска. За да регулирате мощността, трябва да поръчате допълнителна такса; след като го инсталирате, можете да регулирате мощността ръчно. За гравиране са достатъчни 100-500 mW, а за рязане на материал - 2000-5000 mW.

По време на работа гравьорът отделя малко дим. При отворен прозорец димът не ме притесняваше особено. Но димът забавя лазерния лъч, намалявайки неговата мощност и следователно дълбочината на рязане.

Всичко би било наред, но експертите по лазерно рязане пишат, че лещата може да се опуши. Ето защо, веднага след закупуването на машината, трябва да направите мощна качулка или поне да инсталирате вентилатор на главата на гравьора.

КАК РЕЖЕ CNC ЛАЗЕРНА МАШИНА

Както знаете, лазерът не реже, той изгаря.Колкото по-голяма е мощността на лазера, толкова повече устойчив материалте могат да бъдат обработени. Същността на лазерното рязане е. че материалът има време да се "изпари" в лазерния лъч, преди ръбовете на материала, съседни на точката на рязане, да започнат да горят.

Дълбоките разрези изгарят ръбовете горни слоевематериал, следователно дълбокото лазерно изрязване има трапецовидна форма с широка страна отгоре.При рязане на материал със слаб лазер, ръбовете на материала се нагряват и запалват, това може да се пребори чрез издухване на тънка струя въздух при точката на рязане и множество преминавания по една и съща траектория.

Само тук не е линейна зависимост "мощност на лазера-брой проходи". Тоест, ако можете да изрежете тънък лист балса или шперплат с 5W лазер. тогава за 2 W лазерно рязане ще трябва да направите не 2-3 прохода, а много повече. Така че е по-добре да се откажете от надеждите да „купувате по-евтино и просто да шофирате няколко пъти по линиите на рязане“. Трябва да вземете по-мощен лазер, за предпочитане с резерв на мощност.

ФОКУСИРАНЕ НА ЛАЗЕРА

Ръчно фокусиране на лазера.

Поставете обекта за гравиране.

Когато лазерът е включен на минимална мощност, за да се фокусира върху гравирания обект, е необходимо ръчно да се завърти настройката на фокусиращата леща, докато размерът на петното се превърне в точка, стане минимален. В този случай получаваме максимална мощност.

При рязане на шперплат лазерният лъч, след като е отрязал няколко милиметра, вече е разфокусиран, отслабва и не отрязва шперплата до края. Оказва се, че колкото по-дълбоко режем, толкова по-слаб е гредата. В този случай има смисъл да фокусирате лазера върху повърхността, върху която ще лежи заготовката от шперплат.

Практическа употребагравьор у дома

Граверът е идеален за рязане на кожа. Можете да приложите всеки шаблон върху кожата и веднага да изрежете шарки с лазер. Голям плюс на лазера при рязане на синтетични тъкани и кожа е, че ръбовете са изгорени и след това не се раздробяват. Пластмасата се гравира лесно. Можете да направите корицата на любимата си стилна гравюра на вашия смартфон.

Нашите предци са се занимавали с обработка на камък в древни времена. Тази култура е оцеляла и до днес, но само работата с този материал стана много по-лесна и по-удобна, благодарение на иновациите и съвременните машини. Лазерен настолен каменен гравьор улеснява работата и ви позволява да правите ясни рисунки върху всякакъв вид камък.

Лазерната машина е удобна и бърз начиннанесете всяко изображение върху камък, благодарение на което можете да направите шаблон с всякаква сложност, дори и тези, които не можете да създадете със собствените си ръце. С помощта на гравиращ принтер можете да започнете собствен печеливш бизнес. Но колко струва такава машина и кои модели са популярни?

Машина за гравиране на камък

Днес много компании произвеждат добро качество лазерни машини... Всеки от тях има своите плюсове и минуси. В таблицата са описани моделите най-добрите производителии цени.

Това са най-популярните модели, които ви позволяват да започнете свой собствен бизнес с услуги за гравиране на камък. Но не всеки има възможност незабавно да закупи такова оборудване, в този случай можете да започнете свой собствен бизнес с машина, направена от вас. Лазерен гравьор, направен от принтер "направи си сам". По най-добрия начинстартирайте бизнес с минимални инвестиции.

Как да си направим гравьор от принтер?

Създаването на гравираща машина от стар принтер е лесно. подробни инструкциище ви помогне да го разберете. Но първо трябва да подготвите всички необходими подробности:

3 шипове от железарски магазин;
алуминиев U-профил;
2 лагера;
парче плексиглас;
ядки редовен размери дълги;
3 стъпкови мотора, могат да се заемат от стар принтер.

Освен това, в допълнение към това, трябва да имате под ръка такива инструменти: ножовка, бормашина, прободен трион, болтове, винтове, отвертки и други инструменти. Единственото нещо, което трябва да се направи извън къщата, е да се заварява основата за машината, въпреки че може да се направи и на болт. Инструкции как да направите лазерен принтеру дома със собствените си ръце, описани в таблицата по-долу.

P / p No	Етапи на машинно производство
1.	Производството на машината започва със закрепването на водещия винт и профила. Последният се използва като вид шейна.
	Лагерите са фиксирани с термосвиване, а меката пластмаса е идеална за свиване - обикновена хартиена папка. Към водещия винт е прикрепена плоча с формата на буквата "P" с болт, необходима за фиксиране на равнината на оста X.
	Двигателят на оста X е прикрепен с парчета шипове. Оста се фиксира с адаптер и парче гумен маркуч. Той се завинтва към ходовата ос от едната страна, а другият край е фиксиран в адаптера.
4.	Също така е много удобно и лесно закрепването на двигателя към рамката.
5.	Платформата е от плексиглас, върху която е задължително да се постави ограничител от профил и притискаща ролка. Платформата трябва да бъде с размерите на работната площ на машината.
6.	Оста Y е сглобена идентично с оста X, единствената разлика е стойката на двигателя, тя трябва да бъде прикрепена към оста X.
	Правилното сглобяване на оста Y не е трудно, защото почти повтаря всички контури на оста X, но само притискащите ролки трябва да бъдат фиксирани отпред. Гравиращата машина "направи си сам" в този модел може да бъде обикновен домакински dremel. Можете да го закрепите с плексиглас.

Така че настолната лазерна гравираща машина „направи си сам“ е готова. Сега остава само да го свържете с помощта на крайните превключватели. то домашен уредви позволява да извършвате каменна резба у дома, но не прави възможно рязането му.

Върху какви камъни могат да се гравират?

Не всеки камък се поддава на гравиране; тъмните са най-подходящи за гравиране. естествени материали, като:

гранит;
мрамор;
бял мрамор.

Гравирането върху снежнобял мрамор изглежда особено красиво, тъй като машината е в състояние да произведе непрекъснат надпис или модел от бял камък с него, в резултат на което се получава много красиво. Лазерното гравиране може да се сравни с матирането на стъкло. Всъщност с помощта на такава машина няма да е възможно да се направи дълбок надпис, тъй като лъчът може да разтопи материала и в крайния резултат работата е почти невидима. Най-добър ефектот машината се получава върху повърхности, в нюанси на сивото.

Но веднага щом успеете да спечелите пари на добра машина, струва си да го купите, ако има перспектива да продължите да работите в тази област. Професионалните машини ви позволяват да създавате изображение бързо, точно и точно, това се отнася дори за най-малките детайли. Благодарение на лазерния гравьор професионално нивовъзможно е да се постигне отлично сходство с фотографския източник. Професионална машина, дори настолна, е в състояние да нанесе надпис с всякакъв шрифт и размер, така че е удобно и практично.

Запазете статията с 2 щраквания:

Започването на бизнес с домашен гравьор е удобно и евтино, но в бъдеще, за да удовлетворите всички нужди и желания на вашите клиенти, все пак ще трябва да закупите модерен моделгравьор, макар и евтин... Така вашият бизнес ще процъфтява кратко времеще се изплати. След като се научите как да създавате шедьоври върху камък със собствените си ръце, ще си направите добра слава и клиентите ще идват при вас с поръчки.

Във връзка с

Сглобяването на такъв гравьор отне на автора 4 месеца, мощността му е 2 вата. Това не е твърде много, но позволява гравиране върху дърво и пластмаса. Може също да реже коркова дървесина. Статията съдържа всички необходимия материалза създаване на гравьор, включващ STL файлове за печат на структурни единици, както и електронни схеми за свързване на двигатели, лазери и т.н.

Видео от работата на гравьора:

Материали и инструменти:

Достъп до 3D принтер;
- пръти от неръждаема стомана 5/16";
- бронзови втулки (за плъзгащи лагери);
- диод М140 за 2 W;
- радиатор и охладители за създаване на диодно охлаждане;
- стъпкови двигатели, шайби, зъбни ремъци;
- Супер лепило;
- дървени греди;
- шперплат;
- болтове с гайки;
- акрил (за създаване на вложки);
- обектив G-2 и драйвер;
- термо паста;
- защитни очила;
- контролер Arduino UNO;
- пробивна машина, режещ инструмент, самонарезни винтове и др.

Процесът на изработка на гравьор:

Стъпка първа. Създайте оста Y
Първата стъпка в Autodesk Inventor е да проектирате телена рамка за принтера. След това можете да започнете да отпечатвате елементите на оста Y и да я сглобявате. Първата част, която е 3D отпечатана, е необходима за монтиране на стъпковия двигател върху оста Y, свързване на стоманените валове и плъзгане по един от валовете на оста X.

След като частта е отпечатана, в нея трябва да се монтират две бронзови втулки, които се използват като плъзгащи лагери. За да се намали триенето, втулките трябва да се смазват. то перфектно решениеза такива проекти, тъй като е евтино.

Що се отнася до водачите, те са изработени от пръти от неръждаема стомана с диаметър 5/16". Неръждаемата стомана има нисък коефициент на триене с бронз, така че е отлична за плъзгащи лагери.

По оста Y също е инсталиран лазер, има метален корпуси става достатъчно горещо. За да намалите риска от прегряване, трябва да инсталирате алуминиев радиатори охладители за охлаждане. Авторът използва стари елементи от контролера на робота.

Освен всичко друго, в блока за лазер 1 "X1" трябва да направите дупка 31/64" и да добавите болт към страничния ръб. Блокът е свързан с друга част, която също се отпечатва на 3D принтер, той ще се движи по оста Y. зъбен ремък.

След като лазерният модул е сглобен, той се монтира на оста Y. На този етап също се монтират стъпкови двигатели, шайби и ангренажни ремъци.

Стъпка втора. Създайте оста X

За създаването на основата на гравьора е използвано дърво. Най-важното в случая е двете оси X да са ясно успоредни, в противен случай устройството ще се заклини. За придвижване по координатата X се използва отделен мотор, както и задвижващ ремък в центъра на оста Y. Благодарение на този дизайн системата е проста и работи отлично.

Superglue може да се използва за закрепване на напречната греда, която свързва колана към оста Y. Но най-добре е да отпечатате специални скоби за тези цели на 3D принтер.

Стъпка трета. Свързваме и проверяваме електрониката
В домашен продукт се използва диод като диод M140, можете да закупите по-мощен, но цената ще бъде по-висока. За фокусиране на лъча ви трябва обектив и регулирано захранване. Обективът се монтира върху лазера с помощта на термо паста. Работата с лазери трябва да се извършва изключително със защитни очила.

За да провери как работи електрониката, авторът я включи извън машината. За охлаждане на електрониката се използва компютърен охладител. Системата работи на контролера Arduino Uno, който е свързан към grbl. Универсалният Gcode Sender се използва, за да позволи на сигнала да се предава онлайн. За да конвертирате векторни изображения в G-код, можете да използвате Inkscape с инсталиран плъгин gcodetools. За управление на лазера се използва контакт, който контролира работата на шпиндела. Това е едно от най прости примерис помощта на gcodetools.

Стъпка четвърта. Тяло на гравьора
Страничните ръбове са изработени от шперплат. Тъй като стъпковият двигател се простира леко извън корпуса по време на работа, в задната страна трябва да се направи правоъгълен отвор. Освен това не забравяйте да направите дупки за охлаждане, захранващи връзки и USB порт... Ръбовете на горната и предната част на кутията също са изработени от шперплат, а стените от акрил са монтирани в централната част. Над всички елементи, които са монтирани в долната част на кутията, е прикрепена допълнителна дървена платформа. Той е основата за материала, с който работи лазерът.

За производството на стени се използва акрил оранжевотъй като перфектно абсорбира лазерните лъчи. Важно е да запомните, че дори отразеният лазерен лъч може сериозно да увреди окото. Това всъщност е всичко, лазерът е готов. Можете да започнете да тествате.

Разбира се, сложните изображения не са много висококачествени, но простите гравьори могат лесно да изгорят прости. Може да се използва и за рязане на коркова дървесина без проблеми.

Много от тези домашни занаятчии, които в своята работилница се занимават с производство и декоративен дизайнпродукти, изработени от дърво и други материали, вероятно мислех как да направите лазерен гравьор със собствените си ръце. Наличието на такова оборудване, чиито серийни модели са доста скъпи, позволява не само да се прилагат най-сложните чертежи върху повърхността на детайла с висока точност и детайлност, но и да се извършват лазерно рязанеразлични материали.

Самоделен лазерен гравьор, който ще струва значително по-малко от производствен модел, може да бъде направен дори ако нямате дълбоки познания по електроника и механика. Лазерният гравьор от предложения дизайн е сглобен на хардуерната платформа Arduino и има мощност 3 W, докато за индустриални модели този параметър е най-малко 400 W. Въпреки това, дори такава ниска мощност ви позволява да използвате тази машина за рязане на продукти от експандиран полистирол, коркови листове, пластмаса и картон, както и за висококачествено лазерно гравиране.

Необходими материали

За да направите свой собствен лазерен гравьор на Arduino, ще ви трябва следното разходни материали, механизми и инструменти:

Хардуерна платформа Arduino R3;
Proto Board, оборудван с дисплей;
стъпкови двигатели, които могат да се използват като електрически двигатели от принтер или от DVD плейър;
лазер с мощност 3 W;
устройство за лазерно охлаждане;
DC стабилизатор на напрежение DC-DC;
MOSFET транзистор;
електронни табла, с помощта на които се управляват двигателите на лазерния гравьор;
крайни прекъсвачи;
тяло, в което могат да се поставят всички конструктивни елементи домашен гравьор;
ангренажни ремъци и шайби за тяхното инсталиране;
сачмени лагери с различни стандартни размери;
четири дървени дъски(две от тях са 135x10x2 см, а другите две са 125x10x2 см);
четири метални пръта с кръгло напречно сечение, чийто диаметър е 10 mm;
болтове, гайки и винтове;
лубрикант;
кабелни връзки;
компютър;
пробивна машина с различни диаметри;
циркуляр;
шкурка;
заместник;
стандартен комплектключарски инструменти.

Електрическа част от домашен лазерен гравьор

Основният елемент на електрическата верига на представеното устройство е лазерен излъчвател, чийто вход трябва да се захранва с постоянно напрежение със стойност, която не надвишава допустимите параметри. Ако това изискване не е изпълнено, лазерът може просто да изгори. Лазерният излъчвател, използван в инсталацията за гравиране на представения дизайн, е проектиран за напрежение 5 V и ток не повече от 2,4 A, поради което DC-DC регулаторът трябва да бъде настроен за ток от 2 A и напрежение до 5 V.

MOSFET транзисторът, който е най-важният елемент от електрическата част на лазерния гравьор, е необходим, за да включва и изключва лазерния излъчвател при получаване на сигнал от контролера Arduino. Електрическият сигнал, генериран от контролера, е много слаб, така че само MOSFET може да го усети и след това да включва и изключва захранващата верига на лазера. V електрическа схемана лазерен гравьор такъв транзистор е инсталиран между положителния контакт на лазера и отрицателния DC регулатор.

Стъпковите двигатели на лазерния гравьор са свързани чрез едно електронно табло за управление, което осигурява тяхната синхронизация. Благодарение на тази връзка ангренажните ремъци, задвижвани от няколко двигателя, не провисват и поддържат стабилно напрежение по време на работа, което гарантира качеството и прецизността на извършената обработка.

Трябва да се има предвид, че лазерният диод, използван в самоделната гравираща машина, не трябва да прегрява.

За да направите това, е необходимо да се осигури неговото ефективно охлаждане. Този проблем се решава съвсем просто: до диода, обикновен компютърен вентилатор... За да се изключи прегряване на контролните табла за работата на стъпкови двигатели, до тях се поставят и компютърни охладители, тъй като конвенционалните радиатори не могат да се справят с тази задача.

Снимки на процеса на сглобяване на схемата на окабеляване

Снимка-1 Снимка-2 Снимка-3
Снимка-4 Снимка-5 Снимка-6

Процес на изграждане

Самоделно изработена гравираща машина с предложения дизайн е устройство от тип совалка, един от движещите се елементи на което е отговорен за движението по оста Y, а другите два, сдвоени, за движение по оста X. За оста Z, която също е посочена в параметрите на такъв 3D принтер, се взема дълбочината, до която се изгаря обработеният материал. Дълбочината на отворите, в които се монтират елементите на совалковия механизъм на лазерния гравьор, трябва да бъде най-малко 12 мм.

Рамка на работния плот - размери и допуски

Снимка-1 Снимка-2 Снимка-3
Снимка-4 Снимка-5 Снимка-6

Алуминиеви пръти с диаметър най-малко 10 mm могат да действат като направляващи елементи, по които ще се движи работната глава на устройството за лазерно гравиране. Ако не е възможно да се намерят пръти, изработени от алуминий, за тези цели могат да се използват стоманени релси със същия диаметър. Необходимостта от използване на пръти точно с такъв диаметър се обяснява с факта, че в този случай работната глава на устройството за лазерно гравиране няма да увисне.

Производство на подвижна количка

Снимка-1 Снимка-2 Снимка-3

Повърхността на прътите, които ще се използват като направляващи елементи за устройството за лазерно гравиране, трябва да бъде почистена от фабричната грес и внимателно шлайфана до идеална гладкост. След това те трябва да бъдат покрити с бяла литиева смазка, за да се подобри процеса на плъзгане.

Монтирането на стъпкови двигатели върху тялото на домашно устройство за гравиране се извършва с помощта на скоби, изработени от ламарина... За да се направи такава скоба, метален лист приблизително с ширината на самия двигател и два пъти по-голяма от дължината на основата му се огъва под прав ъгъл. На повърхността на такава скоба, където ще бъде разположена основата на електродвигателя, се пробиват 6 дупки, 4 от които са необходими за фиксиране на самия двигател, а другите две са необходими за закрепване на скобата към тялото с обикновени самонарезни винтове.

Парче метален лист с подходящ размер се използва и за монтиране на задвижващ механизъм, състоящ се от две шайби, шайба и болт на вала на електродвигателя. За монтиране на такъв блок се оформя U-образен профил от метален лист, в който се пробиват дупки за закрепването му към тялото на гравьора и за излизане от вала на двигателя. Макарите, върху които ще се поставят зъбни ремъци, се монтират на вала на задвижващия двигател и се поставят във вътрешната част на U-образния профил. Зъбните ремъци на шайбите, които трябва да задвижват совалките на гравиращата машина, са свързани към техните дървени основис помощта на самонарезни винтове.

Монтаж на стъпкови двигатели

Снимка-1 Снимка-2 Снимка-3
Снимка-4 Снимка-5 Снимка-6

Инсталиране на софтуера

Вашият лазерен производител, който трябва да работи в автоматичен режим, ще се нуждае не само от инсталация, но и от настройка на специален софтуер. Съществен елементТакъв софтуер е програма, която ви позволява да създавате контурите на желания шаблон и да ги преобразувате в разширение, което е разбираемо за контролните елементи на лазерния гравьор. Такава програма е свободно достъпна и можете да я изтеглите на вашия компютър без никакви проблеми.

Програмата, изтеглена на компютъра, управляващ устройството за гравиране, се разопакова от архива и се инсталира. Освен това ще ви трябва библиотека от контури, както и програма, която ще изпраща данни за създадения чертеж или надпис до контролера на Arduino. Такава библиотека (както и програмата за прехвърляне на данни към контролера) също може да се намери в публичното пространство. За да може вашият лазерен домашен продукт да работи правилно, а гравирането, извършено с негова помощ, да бъде с високо качество, ще трябва да конфигурирате самия контролер за параметрите на устройството за гравиране.

Характеристики на използването на контури

Ако вече сте разбрали въпроса как да направите ръчен лазерен гравьор, тогава е необходимо да изясните въпроса за параметрите на контурите, които могат да бъдат приложени с такова устройство. Такива контури, интериоркоито не са запълнени, дори ако оригиналният чертеж е боядисан, трябва да се прехвърлят към контролера на гравьора чрез файлове не в пиксел (jpeg), а във векторен формат. Това означава, че изображението или надписът, нанесен върху повърхността на детайла с помощта на такъв гравьор, няма да се състои от пиксели, а от точки. Такива изображения и надписи могат да бъдат мащабирани по желание, като се фокусира върху повърхността, върху която ще бъдат приложени.

С помощта на лазерен гравьор върху повърхността на детайла може да се нанесе почти всеки чертеж и надпис, но за това техните компютърни модели трябва да бъдат преобразувани във векторен формат. Тази процедура не е трудна: за това се използват специални програми като Inkscape или Adobe Illustrator. Файлът, който вече е преобразуван във векторен формат, трябва да се преобразува отново, за да може да бъде правилно възприет от контролера на гравиращата машина. Inkscape Laserengraver се използва за това преобразуване.

Окончателна настройка и подготовка за работа

След като сте направили машина за лазерно гравиране със собствените си ръце и качите необходимото софтуер, не започвайте работа веднага: оборудването се нуждае от окончателна настройка и настройка. Каква е тази корекция? На първо място, трябва да се уверите, че максималните премествания на лазерната глава на машината по осите X и Y съвпадат със стойностите, получени при конвертиране на векторния файл. Освен това, в зависимост от дебелината на материала, от който е изработен детайлът, е необходимо да се регулират параметрите на тока, подаван към лазерната глава. Това трябва да се направи, за да не се изгори продуктът, върху чиято повърхност искате да гравирате.

Внимание!Бъдете внимателни, когато използвате лазери. Лазерът, използван в тази машина, може да причини увреждане на зрението и евентуално слепота. При работа с мощни лазери, повече от 5 mW, винаги носете чифт предпазни очила, предназначени да блокират дължината на вълната на лазера.

Лазерният гравьор на Arduino е устройство, чиято роля е да гравира дърво и други материали. През последните 5 години лазерните диоди напреднаха, което направи възможно производството на достатъчно мощни гравьорибез особени затруднения при управлението на лазерни тръби.

Внимателно гравирайте други материали. Така например, когато използвате пластмаса при работа с лазерно устройство, ще се появи дим, който съдържа опасни газове по време на горенето.

В този урок ще се опитам да дам насока на мисълта и с течение на времето ще създадем по-подробен урок за прилагането на това трудно устройство.

Като начало предлагам да видим как изглежда целият процес на създаване на гравьор с един радиолюбител:

Силните стъпкови двигатели също изискват от водачите да се възползват максимално от тях. В този проект се взема специален стъпков драйвер за всеки двигател.

По-долу са дадени някои подробности за избраните компоненти:

Стъпков двигател - 2 бр.
Размер на рамката - NEMA 23.
Въртящ момент 1,8 Nm при 255 oz.
200 стъпки / оборота - за 1 стъпка 1,8 градуса.
Ток - до 3.0 A.
Тегло - 1,05 кг.
Биполярна 4-проводна връзка.
Степер драйвер - 2 бр.
Цифрово стъпково задвижване.
чип.
Изходен ток - 0,5 A до 5,6 A.
Ограничител на изходния ток - намалява риска от прегряване на двигателите.
Контролни сигнали: входове стъпка и посока.
Честота на импулсния вход - до 200 kHz.
Захранващо напрежение - 20 V - 50 V DC.

За всяка ос двигателят директно задвижва сферичния винт през конектора на двигателя. Двигателите са монтирани на рамката с два алуминиеви ъгъла и алуминиева плоча. Алуминиевите ъгли и плочата са с дебелина 3 мм и достатъчно здрави, за да поддържат двигателя (1 кг) без прегъване.

Важно!Необходимо е правилно да се подравнят вала на двигателя и сферичния винт. Използваните конектори имат известна гъвкавост, за да компенсират незначителни грешки, но ако грешката в подравняването е твърде голяма, те няма да работят!

Друг процес на създаване на това устройство може да се види във видеото:

2. Материали и инструменти

По-долу е дадена таблица с материалите и инструментите, необходими за проекта за лазерен гравьор на Arduino.

Параграф	Доставчик	количество
NEMA 23 стъпков двигател + драйвер	eBay (Продавач: primopal_motor)	2
16 мм диаметър, 5 мм стъпка, 400 мм дълъг сачмен винт (тайвански)	eBay (продавач: silvers-123)	2
16 мм опора BK12 със сферичен винт (задвижващ край)	eBay (продавач: silvers-123)	2
16 мм BF12 опора за сачмени винтове (без задвижван край)	eBay (продавач: silvers-123)	2
16 вал с дължина 500 мм	(продавач: silvers-123)	4
(SK16) 16 опора на вала (SK16)	(продавач: silvers-123)	8
16 линеен лагер (SC16LUU)	eBay (продавач: silvers-123)	4
	eBay (продавач: silvers-123)	2
Държач на вал 12 мм (SK12)	(продавач: silvers-123)	2
Прозрачен акрилен лист с размер A4 4,5 мм	eBay (продавач: acrylicsonline)	4
Алуминиева плосък прът 100mm x 300mm x 3mm	eBay (Продавач: willymetals)	3
50mm x 50mm 2.1m Алуминиева ограда	Всеки тематичен магазин	3
Алуминиева плоска лента	Всеки тематичен магазин	1
Алуминиев ъгъл	Всеки тематичен магазин	1
Алуминиев ъгъл 25mm x 25mm x 1m x 1.4mm	Всеки тематичен магазин	1
Винтове с глава M5 (различни дължини)	boltsnutsscrewsonline.com
М5 гайки	boltsnutsscrewsonline.com
М5 шайби	boltsnutsscrewsonline.com

3. Разработване на основата и осите

Машината използва сачмени винтове и линейни лагери, за да контролира позицията и движението на осите X и Y.

Характеристики на сачмени винтове и машинни аксесоари:

16 мм сачмен винт, дължина е 400 мм-462 мм, включително обработени краища;
стъпка - 5 мм;
C7 оценка на точност;
BK12 / BF12 сачмени лагери.

Тъй като сачмената гайка се състои от сачмени лагери, търкалящи се по релса срещу сачмен винт с много ниско триене, това означава, че двигателите могат да работят с по-високи скорости без спиране.

Ориентацията на въртене на сферичната гайка е блокирана от алуминиев елемент. Основната плоча е прикрепена към два линейни лагера и сферична гайка чрез алуминиев ъгъл. Въртенето на вала със сферичен винт задвижва основната плоча в линейно движение.

4. Електронен компонент

Лазерният диод по избор е 1,5 W, 445 nm диод, монтиран в 12 mm корпус с фокусираща се стъклена леща. Те могат да бъдат намерени, предварително сглобени, в eBay. Тъй като това е 445nm лазер, светлината, която произвежда, е видима синя светлина.

Лазерният диод изисква радиатор при работа високи нивамощност. Граверът е проектиран с две 12 мм алуминиеви опори SK12 както за монтаж, така и за охлаждане на лазерния модул.

Изходният интензитет на лазера зависи от тока, който протича през него. Един диод сам по себе си не може да регулира тока и ако е свързан директно към източник на захранване, той ще увеличава тока, докато не се срине. По този начин е необходима регулируема токова верига за защита на лазерния диод и контрол на неговата яркост.

Друга версия на схемата на свързване на микроконтролера и електронните части:

5. Софтуер

Arduino скица интерпретира всеки блок от команди. Има няколко команди:

1 - Преместете НАДЯСНО един пиксел БЪРЗО (празен пиксел).

2 - преместете НАДЯСНО един пиксел БАВНО (изгорял пиксел).

3 - преместете БЪРЗО с един пиксел НАЛЯВО (празен пиксел).

4 - преместете НАЛЯВО един пиксел БАВНО (изгорял пиксел).

5 - придвижване с един пиксел нагоре БЪРЗО (празен пиксел).

6 - преместете се с един пиксел НАГОРЕ БАВНО (изгорял пиксел).

7 - преместете БЪРЗО НАДОЛУ с един пиксел (празен пиксел).

8 - преместете НАДОЛУ с един пиксел БАВНО (изгорял пиксел).

9 - включете лазера.

0 - изключете лазера.

r - върнете осите в първоначалното им положение.

С всеки символ Arduino задейства съответната функция за запис към изходните щифтове.

Arduino контроли обороти на двигателяпрез закъснения между стъпкови импулси... В идеалния случай машината ще стартира своите двигатели със същата скорост, независимо дали гравира изображението си или пропуска празен пиксел. Въпреки това, поради ограничената мощност на лазерния диод, машината се нуждае от малко забавив пикселен запис... Ето защо има две скоростиза всяка посока в списъка с командни символи по-горе.

По-долу е скица от 3 програми за лазерния гравьор Arduino:

/ * Програма за управление на стъпков двигател * / // константите няма да се променят. Използва се тук за задаване на номера на щифтове: const int ledPin = 13; // номерът на щифта на светодиода const int OFF = 0; const int ON = 1; const int XmotorDIR = 5; const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorDIR = 6; const int YmotorPULSE = 3; // забавяне на половин стъпка за празни пиксели - умножете по 8 (<8ms) const unsigned int shortdelay = 936; //half step delay for burnt pixels - multiply by 8 (<18ms) const unsigned int longdelay = 2125; //Scale factor //Motor driver uses 200 steps per revolution //Ballscrew pitch is 5mm. 200 steps/5mm, 1 step = 0.025mm //const int scalefactor = 4; //full step const int scalefactor = 8; //half step const int LASER = 51; // Variables that will change: int ledState = LOW; // ledState used to set the LED int counter = 0; int a = 0; int initialmode = 0; int lasermode = 0; long xpositioncount = 0; long ypositioncount = 0; //*********************************************************************************************************** //Initialisation Function //*********************************************************************************************************** void setup() { // set the digital pin as output: pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(LASER, OUTPUT); for (a = 2; a <8; a++){ pinMode(a, OUTPUT); } a = 0; setinitialmode(); digitalWrite (ledPin, ON); delay(2000); digitalWrite (ledPin, OFF); // Turn the Serial Protocol ON Serial.begin(9600); } //************************************************************************************************************ //Main loop //************************************************************************************************************ void loop() { byte byteRead; if (Serial.available()) { /* read the most recent byte */ byteRead = Serial.read(); //You have to subtract "0" from the read Byte to convert from text to a number. if (byteRead!="r"){ byteRead=byteRead-"0"; } //Move motors if(byteRead==1){ //Move right FAST fastright(); } if(byteRead==2){ //Move right SLOW slowright(); } if(byteRead==3){ //Move left FAST fastleft(); } if(byteRead==4){ //Move left SLOW slowleft(); } if(byteRead==5){ //Move up FAST fastup(); } if(byteRead==6){ //Move up SLOW slowup(); } if(byteRead==7){ //Move down FAST fastdown(); } if(byteRead==8){ //Move down SLOW slowdown(); } if(byteRead==9){ digitalWrite (LASER, ON); } if(byteRead==0){ digitalWrite (LASER, OFF); } if (byteRead=="r"){ //reset position xresetposition(); yresetposition(); delay(1000); } } } //************************************************************************************************************ //Set initial mode //************************************************************************************************************ void setinitialmode() { if (initialmode == 0){ digitalWrite (XmotorDIR, OFF); digitalWrite (XmotorPULSE, OFF); digitalWrite (YmotorDIR, OFF); digitalWrite (YmotorPULSE, OFF); digitalWrite (ledPin, OFF); initialmode = 1; } } //************************************************************************************************************ // Main Motor functions //************************************************************************************************************ void fastright() { for (a=0; a0) (fastleft ();) if (xpositioncount< 0){ fastright(); } } } void yresetposition() { while (ypositioncount!=0){ if (ypositioncount >0) (fastdown ();) if (ypositioncount< 0){ fastup(); } } }

6. Стартиране и настройка

Arduino представлява мозък за машина. Той извежда сигналите за стъпка и посока за стъпковите драйвери и сигнала за разрешаване на лазера за лазерния драйвер. В настоящия проект са необходими само 5 изходни контакта за управление на машината. Важно е да запомните, че основите за всички компоненти трябва да бъдат свързани помежду си.

7. Функционална проверка

Тази схема изисква поне 10 VDC захранване и има прост вход за включване / изключване, който се осигурява от Arduino. Микросхемата LM317T е линеен регулатор на напрежението, който е конфигуриран като регулатор на тока. Във веригата е включен потенциометър за регулиране на регулирания ток.