Изработка на лазерен гравьор със собствените си ръце. Направи си сам лазерен гравьор: материали, монтаж, софтуерна инсталация Как да си направим машина за лазерно гравиране DIY
Вероятно всеки вече е чувал, че можете да получите полупроводников лазер от DVD записващо устройство и да запалите кибрит с него и да изгорите тънка хартия.
Но авторът на това видео отиде по-далеч и направи толкова удобен инструмент за гравиране върху органични повърхности. И тази идея веднага започна да играе различно. Трябва да се отбележи, че видео инструкциите за производство на лазерен гравьор са много подробни. Авторът обяснява подробно всички стъпки и защо, какво е необходимо. Единственото нещо, което авторът не е казал, е, че дори и с такъв нискомощен лазер, трябва да боравите с него много внимателно и да избягвате да попадне в очите ви, дори лъч, отразен от каквато и да е повърхност. Това може сериозно да увреди окото ви. Има начин да се увеличи мощността на лазера. Просто трябва да използвате няколко полупроводникови лазера и да фокусирате лъчите им в една точка. Но това сериозно ще усложни дизайна и ще изисква по-мощно захранване.
- Направи си сам циркуляр. Маса за трион. (0)
За начинаещи. Всеки може да направи такава машина със собствените си ръце. Изненадващо прост и ясен. И буквално се нуждаем от един стар съветски [...] - Какво може да се направи от стари циркуляри? Точно така - нож. (0)
Много полезен проект с подробно видео на процеса на изработване на нож от острието на стари кръгли дискове. Всички етапи присъстват тук [...] - Какво може да се направи от стар DVD плейър? Интелигентно зарядно устройство за смартфони, например. (0)
Как лети времето. Вече DVD видео плейърите са остарели и няма къде да се поставят. Много други полезни неща могат да се направят от още една изходяща природа [...] - Къде да получите неодимови магнити евтино, а понякога и напълно безплатно. (0)
Може би и вие, като мен, имате нужда от неодимов магнит. Отделете време да го купите. Има няколко места, където можете да ги получите безплатно. […]
За да направим лазерен гравьор или машина с CNC (цифрово управление), имаме нужда от:
DVD-ROM или CD-ROM
- Шперплат с дебелина 10 мм (можете да използвате 6 мм)
- Самонарезни винтове за дърво 2,5 х 25 мм, 2,5 х 10 мм
- Arduino Uno (могат да се използват съвместими платки)
- Шофьор на мотор L9110S 2 бр.
- Лазер 1000mW 405nm Blueviolet
- Аналогов джойстик
- Бутон
- 5V захранване (ще използвам старо, но работещо компютърно захранване)
- Транзистор TIP120 или TIP122
- Резистор 2,2 kOhm, 0,25 W
- Свързващи проводници
- Електрически прободен трион
- Пробивна машина
- Бормашини за дърво 2мм, 3мм, 4мм
- Винт 4 мм х20 мм
- Гайки и шайби 4 мм
- Поялник
- Спойка, колофон
Стъпка 1 Разглобяваме устройствата.
Всяко CD или DVD устройство е подходящо за гравьора. Необходимо е да го разглобите и да извадите вътрешния механизъм, те се предлагат в различни размери:
Необходимо е да премахнете цялата оптика и платката, разположена върху механизма:
Трябва да залепите маса към един от механизмите. Можете да направите маса от същия шперплат, като изрежете квадрат със страна 80 мм. Или изрежете същия квадрат от кутията за CD/DVD-ROM. След това частта, която планирате да гравирате, може да бъде притисната с магнит. Изрязвайки квадрата, залепете го:
Към втория механизъм трябва да залепите плоча, към която лазерът ще бъде прикрепен в бъдеще. Има много възможности за производство и зависи от това, което имате под ръка. Използвах пластмасова плоча за модел. Според мен това е най-удобният вариант. Приключих със следното:
Стъпка 2 Производство на кутията.
За да направим тялото на нашия гравьор, ще използваме 10 мм шперплат. Ако го няма, можете да вземете шперплат с по-малка дебелина, например 6 мм, или да замените шперплата с пластмаса. Необходимо е да отпечатате следните снимки и да използвате тези шаблони, за да изрежете една долна част, една горна и две странични. На местата, отбелязани с кръг, направете отвори за самонарезни винтове с диаметър 3 мм.
След рязане трябва да получите следното:
В горната и долната част трябва да направите 4 мм отвори за закрепване на вашите задвижващи части. Не мога веднага да маркирам тези дупки, защото са различни:
При монтажа е необходимо да се използват винтове за дърво 2,5 х 25 мм. На места, където се завинтват самонарезни винтове, отворите трябва да бъдат предварително пробити с 2 мм бормашина. В противен случай шперплатът може да се напука. Ако възнамерявате да сглобите корпуса от пластмаса, е необходимо да предвидите свързването на части с метални ъгли и да използвате винтове с диаметър 3 мм. За да придадем естетичен вид на нашия гравьор, си струва да шлайфате всички детайли с фин шмиргел, ако желаете, те могат да бъдат боядисани. Харесвам черно, боядисах всички части в черно със спрей боя.
Стъпка 3 Подгответе захранването.
За захранване на гравьора ви е необходимо захранване от 5 волта със сила на тока най-малко 1,5 ампера. Ще използвам старо компютърно захранване. Отрязваме всички подложки. За да стартирате захранването, трябва да свържете на късо зеления (PC_ON) и черния (GND) проводник. Можете да поставите превключвател между тези проводници за удобство или просто да ги завъртите заедно и да използвате превключвателя на захранването, ако има такъв.
За да свържете товара, извеждаме червените (+5), жълтите (+12) и черните (GND) проводници. Лилавото (придружители +5) може да даде максимум 2 ампера или по-малко, в зависимост от захранването. На него има напрежение дори при отворени зелени и черни проводници.
За удобство залепваме гравьора върху двустранната лента към захранването.
Стъпка 4 Джойстик за ръчно управление.
За да зададем първоначалната позиция на гравиране, ще използваме аналогов джойстик и бутон. Поставяме всичко на платката и извеждаме проводниците за свързване към Arduino. Закрепваме към тялото:
Свързваме по следната схема:
Изход X - щифт A4 Arduino Изход Y - щифт A5 Arduino Out Sw - щифт 3 Arduino Vcc - +5 Захранване Gnd - Gnd Arduino
Стъпка 5 Поставете електротехника.
Ще поставим всички електрически уреди зад нашия гравьор. Закрепваме Arduino Uno и моторния драйвер с 2,5 х 10 мм самонарезни винтове. Свързваме се по следния начин:
Свързваме проводниците от стъпковия двигател по оста X (таблица) към изходите на драйвера на двигателя L9110S. По-нататък така:
B-IA - щифт 7 B-IB - щифт 6 A-IA - щифт 5 A-IB - щифт 4 Vcc - +5 от захранване GND - GND
Проводниците от стъпковия двигател по оста Y (лазер) са свързани към изходите на драйвера на двигателя L9110S. По-нататък така:
B-IA - щифт 12 B-IB - щифт 11 A-IA - щифт 10 A-IB - щифт 9 Vcc - +5 от захранване GND - GND
Ако при първото стартиране двигателите ще бръмчат, но не се движат, струва си да смените завинтените проводници от двигателите.
Не забравяйте да се свържете:
+5 от Arduino - +5 захранване GND Arduino - GND Захранване
Стъпка 6 Лазерна инсталация.
Интернет е пълен със схеми и инструкции за направата на лазерен диоден лазер от DVD-Rom записващо устройство. Този процес е дълъг и сложен. Затова си купих готов лазер с драйвер и радиатор. Това значително опростява производствения процес на лазерен гравьор. Лазерът консумира до 500 mA, така че не може да бъде свързан директно към Arduino. Ще свържем лазера чрез транзистор TIP120 или TIP122.
Резисторът 2,2 kOm трябва да бъде включен в пролуката между основата на транзистора и щифт 2 на Arduino.
Основа - R 2,2 kOm - щифт 2 Arduino колектор - GND Лазер (черен проводник) Излъчвател - GND (Общо захранване) +5 лазер (червен проводник) - +5 захранване
Тук няма много връзки, така че запояваме всичко по тегло, изолираме и завинтваме транзистора на гърба на кутията:
За стабилно фиксиране на лазера е необходимо да изрежете друга плоча от същата пластмаса като плочата, залепена към оста Y. Към него закрепваме радиатора за лазерно охлаждане с винтовете, доставени с лазера:
Поставете лазера вътре в радиатора и го фиксирайте с винтове, също включени в комплекта за лазера:
И ние завинтваме цялата тази структура върху нашия гравьор:
Стъпка 7 Arduino IDE.
Трябва да изтеглите и инсталирате Arduino IDE. Най-добрият начин да направите това е от официален проект.
Последната версия към момента на писане на ARDUINO е 1.8.5. Не се изискват допълнителни библиотеки. Трябва да свържете Arduino Uno към вашия компютър и да качите следната скица в него:
След като попълните скицата, трябва да проверите дали гравьорът работи както трябва.
Внимание!Лазерът не е играчка! Лазерен лъч, дори нефокусиран, дори отразен, уврежда ретината, когато попадне в очите. Горещо препоръчвам да закупите предпазни очила! И цялата работа по проверка и настройка се извършва само в защитни очила. Също така не трябва да се гледа без очила на работата на лазера по време на процеса на гравиране.
Включваме захранването. При промяна на позицията на джойстика масата трябва да се движи напред - назад, оста Y, тоест лазерът, трябва да се движи отляво надясно. Когато бутонът е натиснат, лазерът трябва да се включи.
След това трябва да регулирате фокуса на лазера. Слагаме предпазни очила! Поставяме малък лист хартия на масата и натискаме бутона. Чрез промяна на позицията на лещата (завъртане на лещата) намираме позицията, при която лазерната точка върху листа е минимална.
Стъпка 8 Подгответе обработка.
За да прехвърлим изображението към гравьора, ще използваме средата за програмиране Processing. Трябва да се изтегли от официалния
Внимание!Бъдете внимателни, когато използвате лазери. Лазерът, използван в тази машина, може да причини увреждане на зрението и евентуално слепота. Когато работите с лазери с висока мощност над 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 се придвижиха напред, което направи възможно създаването на достатъчно мощни гравьори без особени затруднения при управлението на лазерните 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 посока 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 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.
- Сигнали за управление: 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 компенсиране на малки 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 сачмен винт (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 сачмените винтове и машинните аксесоари:
- 16 мм сачмен винт, дължина е 400 мм-462 мм, включително обработени краища;
- стъпка - 5 мм;
- Оценка на точност C7;
- 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 да спират.
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 мм корпус с фокусираща се стъклена леща. Те могат да бъдат намерени, предварително сглобени, в eBay. Тъй като е 445nm лазер, светлината, която произвежда, е видима синя светлина.
Лазерният диод изисква радиатор, когато работи при високи нива на мощност. 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 - преместване на НАЛЯВО с 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 се 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; a
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.
В тази публикация ще ви разкажем история за това как да изградите CNC лазерна машина със собствените си ръце, която ни разказа един от абонатите.
Предговор
Преди няколко месеца преглеждах записите от един конкурс, където видях доста страхотни машини за гравиране и си помислих: „Защо не създам свои собствени?“ Така и направих, но не исках да копирам нечий друг проект, исках да направя своя уникална CNC машина със собствените си ръце. И така започна моята история...
Спецификации
Оборудван с 1,8W 445nm лазерен модул, този лазерен гравьор, разбира се, не е нищо в сравнение с индустриалните лазерни резачки, които използват лазери над 50W. Но този лазер ще ни е достатъчен. Може да реже хартия и картон и може да гравира всички видове дърво или шперплат. Все още не съм тествал други материали, но съм сигурен, че може да гравира върху много други повърхности. Ще продължа направо и ще кажа, че има голяма работна площ от около 500 × 380 мм.
Кой може да направи такава лазерна машина? Всеки, без значение дали сте инженер, юрист, учител или студент, като мен! Всичко, от което се нуждаете, е търпение и голямо желание да получите наистина висококачествена машина.
Отне ми около три месеца, за да проектирам и изградя тази машина за гравиране, включително около месец чакане на подробностите. Разбира се, този вид работа може да се свърши и по-бързо, но аз съм само на 16 години, така че можех да работя само през почивните дни.
Необходими материали за монтаж
Ясно е, че не можете да направите лазерен гравьор без необходимите части, затова съставих спецификация с почти всичко необходимо, за да го направите. Почти всички части се купуват от Aliexpress, защото е евтино и има безплатна доставка за повечето артикули. Други части, като машинно обработени пръти и MDF листове (могат да бъдат направени от шперплат), са закупени от местен магазин за хардуер. Лазерът и лазерният драйвер са поръчани от ebay.
Опитах се да намеря най-ниските цени за всички артикули (без доставката).
Отне много време, преди да стигна до този дизайн. Първоначално направих няколко други, но тази наистина беше най-красивата от всички. На първо място, нарисувах всички детайли в графичен редактор и ги отпечатах в естествен размер.
Сглобявам целия гравьор от MDF листове с дебелина 18 мм и 12 мм.
Изборът падна върху този дизайн и защото беше възможно лесно да се прикрепят оста Z и инструмент, превръщайки нашата машина в фрезова машина.
Разбира се, можех да направя различен, по-опростен дизайн... Но не! Исках нещо специално!
Процес на изграждане
След като разпечатах чертежите, имах части, които трябваше да се съберат на купчина. Първото нещо, което направих, беше да монтирам вратата на кутията с електрониката от лявата страна и ключалката на пантите (вратата е лесна за инсталиране, затова направих това първо. За да сглобя корпуса на електрониката, използвах различни L-образни железни скоби с дупки за Ако тялото се планира да бъде направено от шперплат, тогава първо трябва да пробиете дупки в него за самонарезни винтове.
Първо, лявата страна на корпуса на електрониката беше взета отново и предната и задната част на корпуса бяха монтирани върху него със скоби. Не използвах винтове или пирони за монтаж на капака и контролния панел, а завинтях същите скоби към стените и просто сложих капака с панела върху тях, за да няма неудобства по-късно при монтажа на електрониката.
Като оставите корпуса на електрониката настрана и вземете основната плоча и лагерите на оста X, инсталирайте ги, както е показано на снимките, като се уверите, че оста X и стойката на двигателя са от дясната страна на CNC машината. Сега можете безопасно да монтирате корпуса на електрониката по същия начин, както е показано на фигурите.
След това бяха взети два 700-милиметрови вала, нанизани върху тях с по два линейни лагера всеки, и те бяха фиксирани върху самата машина с помощта на специални крайни опори за земни валове.
На този етап получих това:
Преместете тази половина на лазерната машина настрана за известно време и се погрижете за подвижната част X, и подпрете оста Y и прикрепете опорите на вала към подвижната част на оста X с гайки и болтове и прикрепете опората към Х-ос с две гайки.
- Сега вземете два 500 мм вала, плъзнете един линеен лагер върху всеки вал, плъзнете опора на вала върху всеки край на всеки вал и ги монтирайте на машината.
- Прикрепете гайката за движение на оста Y към подвижната част на оста Y с гайки и болтове и я завийте към линейните лагери с помощта на самонарезни винтове.
- Прикрепете водещия винт и стъпковия двигател.
- Свържете всичко това към другата половина на гравьора и закрепете водещия винт и стъпковия двигател.
Сега трябва да получите нещо подобно на това, което е показано на тази снимка:
Машинна електроника
Също така монтирах парче дърво в корпуса на електрониката, за да закрепя стъпковия двигател.
Или можете просто да поставите капака и панела върху гравьора, за да се възхищавате на свършената работа и страхотния дизайн."
заключения
Това е може би цялата информация, която той ни донесе, но това е доста добра инструкция за тези, които имат мечта да сглобят добра домашна лазерна машина за домашни и хоби цели със собствените си ръце.
Самото сглобяване на лазерен гравьор не е особено скъпо, тъй като броят на частите е минимален, а цената им не е особено висока. Най-скъпите части може би са стъпкови двигатели, водачи и, разбира се, части от самата лазерна глава с охладителна система.
Именно тази машина заслужава специално внимание, тъй като не всеки лазерен гравьор ви позволява бързо да инсталирате фреза на 3 ос и да превърнете машината в пълноценна фреза с CNC.
В заключение бих искал да кажа: ако наистина искате сами да сглобите висококачествена CNC машина, която ще служи вярно в продължение на много години, не е нужно да спестявате от всеки детайл и да се опитвате да направите водачите по-гладки от фабричните такива или сменете сачмените винтове с шпилка и гайка. Въпреки че такава машина ще работи, качеството на нейната работа и постоянната настройка на механиката и софтуера просто ще ви разстроят, карайки ви да съжалявате за времето и парите, похарчени за нея.
Много от тези домашни занаятчии, които в своята работилница се занимават с производството и декорирането на изделия от дърво и други материали, вероятно са мислили как да направят лазерен гравьор със собствените си ръце. Наличието на такова оборудване, чиито серийни модели са доста скъпи, позволява не само да се прилагат най-сложните модели върху повърхността на детайла с висока точност и детайлност, но и да се извършва лазерно рязане на различни материали.
Домашно направен лазерен гравьор, който ще струва значително по-малко от производствен модел, може да бъде направен дори ако нямате задълбочени 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 самостоятелно лазерен гравьор на Arduino, ще ви трябват следните консумативи, 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 структурни елементи на самоделен гравьор;
- ангренажни ремъци и шайби за тяхното инсталиране;
- сачмени лагери с различни стандартни размери;
- четири дървени дъски (две от тях с размери 135x10x2 cm, а другите две - 125x10x2 cm);
- четири метални пръта с кръгло напречно сечение, чийто диаметър е 10 mm;
- болтове, гайки и винтове;
- лубрикант;
- кабелни връзки;
- компютър;
- бормашини с различни диаметри;
- циркулярен трион;
- шкурка;
- заместник;
- стандартен комплект ключарски 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 гравиращата машина с 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. В електрическата верига на 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 точността 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 ефективно охлаждане. Този проблем се решава доста просто: до диода е инсталиран 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 окабеляванеСнимка-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 допускиСнимка-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 количкаСнимка-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 помощта на 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 отвори 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 гравиращото устройство, са свързани към дървените им основи с помощта на самонарезни винтове.
Монтаж на стъпкови двигателиСнимка-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. Най-важният елемент от такава поддръжка 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 компютъра си без 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 бъде намерена 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, чиято вътрешна част не е запълнена, дори ако оригиналният чертеж е боядисан, трябва да се прехвърлят към контролера на гравьора с 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 сте изтеглили необходимия софтуер в неговия контролен компютър, не започвайте да работите 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.
Много важен и отговорен процес е прецизната настройка (подравняване) на лазерната глава. Подравняването е необходимо, за да регулирате мощността и разделителната способност на лъча, произведен от лазерната глава на вашия гравьор. При скъпи серийни модели машини за лазерно гравиране настройката се извършва с помощта на допълнителен лазер с ниска мощност, инсталиран в основната работна глава. Домашните гравьори обаче са склонни да използват евтини лазерни глави, така че този метод за фина настройка на лъча не е подходящ за тях.
Достатъчно висококачествена настройка на домашен лазерен гравьор може да се извърши с помощта на светодиода, отстранен от лазерната показалка. LED проводниците са свързани към източник на захранване 3 V, а самият той е фиксиран в работния край на стандартния лазер. Чрез последователно включване и регулиране на позицията на лъчите, излъчвани от тестовия светодиод и лазерната глава, те постигат тяхното подравняване в една точка. Удобството при използването на светодиода от лазерната показалка е, че подравняването с негова помощ може да се извърши без риск от увреждане както на ръцете, така и на очите на оператора на гравиращата машина.
Видеото показва процеса на свързване на гравера към компютъра, настройка на софтуера и подготовка на машината за работа.
