Izrada laserskog gravera vlastitim rukama. DIY laserski graver: materijali, montaža, instalacija softvera Kako napraviti mašinu za lasersko graviranje uradi sam
Svi su vjerovatno već čuli da se poluprovodnički laser može dobiti iz DVD pisača i koristiti za paljenje šibica i paljenje tankog papira.
Ali autor ovog videa otišao je dalje i napravio tako zgodan alat za graviranje na organskim površinama. I ova ideja se odmah odigrala na drugačiji način. Treba napomenuti da je video instrukcija za izradu laserskog gravera vrlo detaljna. Autor detaljno objašnjava sve korake i zašto, šta je potrebno. Jedino što autor nije rekao je da čak i sa laserom tako male snage vrijedi rukovati vrlo pažljivo i izbjegavati čak i snop koji se reflektuje s bilo koje površine u oči. U suprotnom možete ozbiljno oštetiti oči. Postoji način da se poveća snaga lasera. Samo trebate koristiti nekoliko poluvodičkih lasera i fokusirati njihove zrake u jednu tačku. Ali to će ozbiljno zakomplicirati dizajn i zahtijevati snažniji izvor napajanja.
- Kružna pila vlastitim rukama. Sto za testerisanje. (0)
Za početnike. Svatko može napraviti takvu mašinu vlastitim rukama. Iznenađujuće jednostavno i razumljivo. A nama bukvalno treba jedan stari sovjetski […] - Šta se može učiniti sa starim listovima kružne pile? Tako je, nož. (0)
Vrlo koristan projekt sa detaljnim video zapisom procesa izrade noža od mreže starih kružnih diskova. Evo svih koraka […] - Šta se može uraditi sa starim DVD plejerom? Pametno punjenje pametnih telefona, na primjer. (0)
Kako vrijeme leti. DVD video plejeri su već zastarjeli i nema ih gdje staviti. Od sljedećeg odlaska prirode, još uvijek možete učiniti mnogo korisnih […] - Gdje nabaviti neodimijske magnete jeftino, a ponekad i potpuno besplatno. (0)
Možda vam je, kao i meni, bio potreban neodimijumski magnet. Nemojte žuriti da ga kupite. Postoji nekoliko mjesta gdje ih možete dobiti besplatno. […]
Za izradu laserskog gravera ili CNC (kompjuterske numeričke kontrole) mašine potrebno nam je:
DVD-ROM ili CD-ROM
- Šperploča debljine 10 mm (možete koristiti i 6 mm)
- Vijci za drvo 2,5 x 25 mm, 2,5 x 10 mm
- Arduino Uno (mogu se koristiti kompatibilne ploče)
- L9110S pokretač motora 2 kom.
- Laser 1000mW 405nm Blueviolet
- Analogni džojstik
- Dugme
- 5V napajanje (koristiću staro, ali ispravno kompjutersko napajanje)
- Tranzistor TIP120 ili TIP122
- Otpornik 2,2 kOhm, 0,25 W
- Žice za povezivanje
- Električna ubodna testera
- Bušiti
- Bušilice za drvo 2mm, 3mm, 4mm
- Vijak 4 mm x 20 mm
- Matice i podloške 4 mm
- lemilica
- Lem, kolofonij
Korak 1 Rastavite disk jedinice.
Bilo koji CD ili DVD uređaj je pogodan za graver. Potrebno ga je rastaviti i ukloniti unutrašnji mehanizam, dolaze u različitim veličinama:
Potrebno je ukloniti svu optiku i ploču koja se nalazi na mehanizmu:
Morate zalijepiti sto na jedan od mehanizama. Možete napraviti stol od iste šperploče tako što ćete izrezati kvadrat sa stranom od 80 mm. Ili izrežite isti kvadrat iz CD/DVD-ROM kućišta. Zatim se dio koji planirate gravirati može pritisnuti magnetom. Izrežite kvadrat, zalijepite ga:
Na drugi mehanizam morate zalijepiti ploču na koju će laser naknadno biti pričvršćen. Postoji mnogo mogućnosti proizvodnje i zavisi od toga šta imate pri ruci. Koristio sam plastičnu ploču modela. Po mom mišljenju, ovo je najpovoljnija opcija. dobio sam sljedeće:
Korak 2 Izrada slučaja.
Za izradu tijela našeg gravera koristit ćemo šperploču debljine 10 mm. Ako ga nema, možete uzeti šperploču manje debljine, na primjer 6 mm, ili zamijeniti šperploču plastičnom. Potrebno je odštampati sledeće fotografije i izrezati jedan donji deo, jedan gornji i dva bočna dela prema ovim šablonima. Na mjestima označenim krugom napravite rupe za samorezne vijke promjera 3 mm.
Nakon rezanja bi trebao izgledati ovako:
U gornjem i donjem dijelu trebate napraviti rupe od 4 mm za montažu vaših dijelova pogona. Ne mogu odmah da označim ove rupe, jer su različite:
Prilikom montaže potrebno je koristiti vijke za drvo 2,5 x 25 mm. Na mjestima gdje se uvijaju samorezni vijci potrebno je prethodno izbušiti rupe bušilicom od 2 mm. U suprotnom, šperploča može popucati. Ako se planira sastaviti kućište od plastike, potrebno je osigurati spajanje dijelova s metalnim uglovima i koristiti vijke promjera 3 mm. Da bi našem graveru dali estetski izgled, vrijedi sve detalje izbrusiti finim šmirglom, po želji možete i farbati. Volim crnu, sve detalje sam ofarbala u crno sprejom.
Korak 3 Pripremite napajanje.
Za napajanje gravera potrebno vam je napajanje od 5 volti sa strujom od najmanje 1,5 ampera. Koristiću staro napajanje računara. Odrežite sve jastučiće. Da biste pokrenuli napajanje, morate zatvoriti zelenu (PC_ON) i crnu (GND) žicu. Možete staviti prekidač između ovih žica radi praktičnosti ili ih jednostavno uvrnuti zajedno i koristiti prekidač napajanja, ako ga postoji.
Za spajanje opterećenja izlazimo crvene (+5), žute (+12) i crne (GND) žice. Ljubičasta (radni +5) može isporučiti maksimalno 2 ampera ili manje, ovisno o napajanju. Na njemu postoji napon čak i kada su zelene i crne žice otvorene.
Radi praktičnosti, zalijepimo graver na dvostranu traku na napajanje.
Korak 4 Džojstik za ručnu kontrolu.
Za postavljanje početnog položaja graviranja koristit ćemo analogni džojstik i dugme. Sve postavljamo na ploču i izvodimo žice za povezivanje na Arduino. Pričvršćivanje na tijelo:
Povezujemo se prema sljedećoj shemi:
Izlaz X - pin A4 Arduino Izlaz Y - pin A5 Arduino izlaz Sw - pin 3 Arduino Vcc - +5 Napajanje Gnd - Gnd Arduino
Korak 5 Postavite elektriku.
Postavićemo svu električnu energiju iza našeg gravera. Arduino Uno i drajver motora pričvršćujemo samoreznim vijcima 2,5 x 10 mm. Povezujemo se na sledeći način:
Povezujemo žice od koračnog motora duž X osi (tablica) na izlaze upravljačkog programa motora L9110S. Dalje ovako:
B-IA - pin 7 B-IB - pin 6 A-IA - pin 5 A-IB - pin 4 Vcc - +5 od napajanja GND - GND
Povezujemo žice od koračnog motora duž Y ose (laser) na izlaze L9110S drajvera motora. Dalje ovako:
B-IA - pin 12 B-IB - pin 11 A-IA - pin 10 A-IB - pin 9 Vcc - +5 od napajanja GND - GND
Ako pri prvom pokretanju motori zuje, ali se ne pomiču, vrijedi zamijeniti zavrtnjene žice s motora.
Ne zaboravite da se povežete:
+5 od Arduina - +5 napajanje GND Arduino - GND napajanje
Korak 6 Instalacija lasera.
Internet je pun dijagrama i uputstava za izradu lasera od laserske diode od DVD-Rom pisača. Ovaj proces je dug i komplikovan. Stoga sam kupio gotov laser sa drajverom i radijatorom za hlađenje. Ovo uvelike pojednostavljuje proces proizvodnje laserskog gravera. Laser troši do 500 mA, tako da se ne može povezati direktno na Arduino. Laser ćemo povezati preko TIP120 ili TIP122 tranzistora.
Otpornik od 2,2 kOhm mora biti uključen u razmak između baze tranzistora i pina 2 Arduina.
Baza - R 2,2 kOm - pin 2 Arduino kolektor - Laser GND (crna žica) Emiter - GND (napajanje zajedničko) +5 laser (crvena žica) - +5 napajanje
Ovdje ima malo priključaka, tako da sve lemimo na težinu, izoliramo i pričvrstimo tranzistor sa stražnje strane na kućište:
Za čvrsto fiksiranje lasera potrebno je izrezati drugu ploču od iste plastike kao i ploča zalijepljena na Y os. Na njega pričvršćujemo radijator za lasersko hlađenje pomoću vijaka uključenih u laserski komplet:
Laser ubacujemo unutar radijatora i pričvršćujemo ga vijcima, koji su također uključeni u laserski komplet:
I cijelu ovu strukturu pričvršćujemo na naš graver:
Korak 7 Arduino IDE programsko okruženje.
Preuzmite i instalirajte Arduino IDE. Najbolje je to učiniti iz službenog projekta.
Najnovija verzija u trenutku pisanja uputstva je ARDUINO 1.8.5. Nisu potrebne dodatne biblioteke. Trebalo bi da povežete Arduino Uno sa računarom i ispunite ga sledećom skicom:
Nakon učitavanja skice, trebali biste provjeriti da li graver radi kako treba.
Pažnja! Laser nije igračka! Laserski snop, čak i ako nije fokusiran, čak i reflektovan, oštećuje mrežnicu kada uđe u oko. Topla preporuka za kupovinu naočara! A svi radovi na provjeri i podešavanju obavljaju se samo u zaštitnim naočalama. Takođe, ne biste trebali gledati bez naočara na rad lasera tokom procesa graviranja.
Uključujemo struju. Kada promijenite položaj džojstika naprijed - nazad, stol bi trebao da se pomjeri, lijevo na desno - Y osa, odnosno laser, treba da se pomjeri. Kada se pritisne dugme, laser bi se trebao uključiti.
Zatim morate podesiti fokus lasera. Stavljanje zaštitnih naočara! Stavljamo mali list papira na sto i pritisnemo dugme. Promjenom položaja sočiva (okretanjem sočiva) nalazimo poziciju na kojoj je laserska tačka na listu minimalna.
Korak 8 Priprema obrade.
Za prijenos slike na graver koristit ćemo programsko okruženje Processing. Mora se preuzeti sa službenog
Pažnja! Budite oprezni kada koristite lasere. Laser koji se koristi u ovoj mašini može uzrokovati oštećenje vida i eventualno sljepoću. Kada radite sa laserima velike snage, većim od 5 mW, uvijek nosite zaštitne naočale dizajnirane da blokiraju lasersku talasnu dužinu.
Arduino laserski graver je uređaj čija je uloga graviranje drveta i drugih materijala. U proteklih 5 godina, laserske diode su napredovale, što je omogućilo izradu dovoljno snažnih gravera bez velikih poteškoća u kontroli laserskih cijevi.
Vrijedi pažljivo gravirati druge materijale. Tako, na primjer, kada koristite plastiku u radu s laserskim uređajem, pojavit će se dim, koji pri sagorijevanju sadrži opasne plinove.
U ovom tutorijalu pokušat ću dati smjer razmišljanja, a vremenom ćemo napraviti detaljniju lekciju o implementaciji ovog složenog uređaja.
Za početak, predlažem da vidimo kako je izgledao cijeli proces stvaranja gravera za jednog radio-amatera:
Snažni koračni motori također zahtijevaju od vozača da ih maksimalno iskoriste. U ovom projektu se za svaki motor uzima poseban drajver koraka.
Ispod su neki detalji o odabranim komponentama:
- Koračni motor - 2 komada.
- Veličina okvira je NEMA 23.
- Obrtni moment 1,8 Nm pri 255 oz.
- 200 koraka / obrtaja - za 1 korak 1,8 stepeni.
- Struja - do 3,0 A.
- Težina - 1,05 kg.
- Bipolarna 4-žična veza.
- Stepper drajver - 2 komada.
- Digitalni koračni pogon.
- Čip.
- Izlazna struja - od 0,5 A do 5,6 A.
- Ograničivač izlazne struje – Smanjuje rizik od pregrijavanja motora.
- Kontrolni signali: Step i Direction ulazi.
- Ulazna frekvencija impulsa - do 200 kHz.
- Napon napajanja - 20 V - 50 V DC.
Za svaku osu, motor direktno pokreće kuglični vijak kroz konektor motora. Motori su montirani na okvir pomoću dva aluminijska ugla i aluminijske ploče. Aluminijski uglovi i ploča su debljine 3 mm i dovoljno jaki da izdrže motor od 1 kg bez savijanja.
Bitan! Osovina motora i kuglični vijak moraju biti pravilno poravnati. Konektori koji se koriste imaju određenu fleksibilnost da kompenzuju manje greške, ali ako je greška poravnanja prevelika, neće raditi!
Još jedan proces izrade ovog uređaja možete pogledati na videu:
2. Materijali i alati
Ispod je tabela sa materijalima i alatima potrebnim za projekat Arduino laserskog gravera.
| Paragraf | Dobavljač | Količina |
| NEMA 23 koračni motor + drajver | eBay (prodavac: primopal_motor) | 2 |
| Prečnik 16 mm, korak 5 mm, kuglični vijak dužine 400 mm (tajvanski) | eBay (prodavac: silvers-123) | 2 |
| Nosač kugličnog vijka od 16 mm BK12 (pogonski kraj) | eBay (prodavac: silvers-123) | 2 |
| 16mm BF12 Nosač kugličnog vijka (bez pogonjenog kraja) | eBay (prodavac: silvers-123) | 2 |
| 16 osovina dužine 500 mm | (prodavac: silvers-123) | 4 |
| (SK16) 16 potporna osovina (SK16) | (prodavac: silvers-123) | 8 |
| 16 linearni ležaj (SC16LUU) | eBay (prodavac: silvers-123) | 4 |
| eBay (prodavac: silvers-123) | 2 | |
| Držač osovine 12 mm (SK12) | (prodavac: silvers-123) | 2 |
| A4 prozirni akrilni list veličine 4,5 mm | eBay (Prodavac: acrylicsonline) | 4 |
| Aluminijumska ravna šipka 100mm x 300mm x 3mm | eBay (Prodavac: willymetals) | 3 |
| 50mm x 50mm 2.1m Aluminijumska ograda | Bilo koja prodavnica tema | 3 |
| Aluminijumska ravna šipka | Bilo koja prodavnica tema | 1 |
| aluminijumski ugao | Bilo koja prodavnica tema | 1 |
| Aluminijumski ugao 25mm x 25mm x 1m x 1.4mm | Bilo koja prodavnica tema | 1 |
| M5 vijci sa poklopcem (različite dužine) | boltsnutsscrewsonline.com | |
| M5 matice | boltsnutsscrewsonline.com | |
| M5 podloške | boltsnutsscrewsonline.com |
3. Razvoj osnove i osovina
Mašina koristi kuglične vijke i linearne ležajeve za kontrolu položaja i kretanja X i Y osi.
Karakteristike kugličnih vijaka i mašinskog pribora:
- 16mm kuglični vijak, dužina 400mm-462mm uključujući obrađene krajeve;
- korak - 5 mm;
- C7 ocjena tačnosti;
- BK12/BF12 kuglični zglobovi.
Budući da se kuglična matica sastoji od kugličnih ležajeva koji se kotrljaju uz kuglični vijak sa vrlo malim trenjem, to znači da motori mogu raditi pri većim brzinama bez zaustavljanja.
Orijentacija rotacije kuglične matice blokirana je aluminijskim elementom. Osnovna ploča je pričvršćena na dva linearna ležaja i na kugličnu maticu kroz aluminijski ugao. Rotacija osovine sa kugličnim zavrtnjem uzrokuje da se osnovna ploča pomera linearno.
4. Elektronska komponenta
Odabrana laserska dioda je 1,5W, 445nm dioda montirana u paket od 12mm sa staklenim sočivom koji se može fokusirati. Oni se mogu naći, unapred sastavljeni, na eBayu. Pošto je ovo laser od 445 nm, svjetlost koju proizvodi je vidljivo plavo svjetlo.
Laserskoj diodi je potreban hladnjak kada radi na visokim nivoima snage. Dizajn gravera koristi dva aluminijumska nosača za SK12 12 mm, kako za montažu tako i za hlađenje laserskog modula.
Izlazni intenzitet lasera zavisi od struje koja prolazi kroz njega. Dioda sama po sebi ne može regulirati struju, a ako je spojena direktno na napajanje, povećavat će struju sve dok se ne uništi. Stoga je potreban krug regulirane struje za zaštitu laserske diode i kontrolu njezine svjetline.
Druga verzija dijagrama povezivanja mikrokontrolera i elektronskih dijelova:
5. Softver
Arduino skica tumači svaki komandni blok. Postoji nekoliko naredbi:
1 - pomjeriti DESNO za jedan piksel BRZO (prazan piksel).
2 - pomjeriti DESNO za jedan piksel SPORO (izgorjeli piksel).
3 - pomaknite se LIJEVO za jedan piksel BRZO (prazan piksel).
4 - pomaknite se LIJEVO za jedan piksel SPORO (izgorjeli piksel).
5 - pomaknite se za jedan piksel BRZO (prazan piksel).
6 - pomaknite se GORE za jedan piksel SPORO (spaljeni piksel).
7 - pomaknite se DOLJE za jedan piksel BRZO (prazan piksel).
8 - pomjeriti DOLJE za jedan piksel SPORO (izgorjeli piksel).
9 - uključite laser.
0 - isključite laser.
r - vratite osi u prvobitni položaj.
Sa svakim karakterom, Arduino pokreće odgovarajuću funkciju za pisanje na izlazne pinove.
Arduino kontrole broj obrtaja motora preko kašnjenja između koraka impulsa. U idealnom slučaju, mašina će pokretati motore istom brzinom bilo da njena slika gravira ili preskače prazan piksel. Međutim, zbog ograničene snage laserske diode, mašina mora uspori at zapisi piksela. Zato tamo dvije brzine za svaki pravac na listi komandnih simbola iznad.
Skica 3 programa za Arduino laserski graver je ispod:
/* Program upravljanja koračnim motorom */ // konstante se neće mijenjati Ovdje se koriste za postavljanje brojeva pinova: const int ledPin = 13; // broj LED pina const int OFF = 0; const int ON = 1; const int XmotorDIR = 5; const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorDIR = 6; const int YmotorPULSE = 3; // kašnjenje od pola koraka za prazne piksele - pomnožite sa 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. Pokrenite i postavite
Arduino predstavlja mozak mašine. On daje signale visine i smjera za koračne drajvere i signal za omogućavanje lasera za laserski drajver. U trenutnom projektu potrebno je samo 5 izlaznih pinova za kontrolu stroja. Važno je zapamtiti da baze za sve komponente moraju biti međusobno povezane.
7. Funkcionalna provjera
Ovaj krug zahtijeva najmanje 10VDC napajanje i ima jednostavan ulaz za uključivanje/isključivanje koji osigurava Arduino. LM317T je linearni regulator napona konfigurisan kao regulator struje. Krug uključuje potenciometar koji vam omogućava podešavanje regulirane struje.
U ovom postu ćemo vam ispričati priču o tome kako napraviti CNC lasersku mašinu vlastitim rukama, koju nam je ispričao jedan od naših pretplatnika.
Predgovor
Prije nekoliko mjeseci pregledao sam radove sa takmičenja gdje sam vidio neke prilično cool mašine za graviranje i pomislio, "Zašto ne bih napravio svoj?". Tako sam i učinio, ali nisam htio kopirati tuđi projekat, htio sam napraviti svoju jedinstvenu CNC mašinu svojim rukama. I tako je počela moja priča...
Specifikacije
Ovaj laserski graver je opremljen laserskim modulom od 1,8W 445nm, naravno, nije ništa u poređenju sa industrijskim laserskim rezačima koji koriste lasere od preko 50W. Ali ovaj laser će nam biti dovoljan. Može rezati papir i karton, a može i gravirati sve vrste proizvoda od drveta ili šperploče. Nisam još testirao druge materijale, ali sam siguran da može ugravirati mnoge druge površine. Odmah ću reći da ima veliko radno polje dimenzija oko 500 × 380 mm.
Ko može napraviti takvu lasersku mašinu? Svi, bez obzira da li ste inženjer, pravnik, nastavnik ili student kao ja! Sve što vam treba je strpljenje i velika želja da dobijete zaista kvalitetnu mašinu.
Trebalo mi je oko tri mjeseca da dizajniram i napravim ovu mašinu za graviranje, uključujući oko mjesec dana čekanja na dijelove. Naravno, takav posao može i brže, ali ja imam samo 16 godina pa sam mogao raditi samo vikendom.
Potrebni materijali za montažu
Očigledno, ne možete napraviti laserski graver bez pravih dijelova, pa sam sastavio specifikaciju sa skoro svime što vam je potrebno za izradu. Gotovo svi artikli se kupuju na Aliexpressu jer je jeftin i postoji besplatna dostava za većinu artikala. Ostali dijelovi kao što su obrađene šipke i MDF limovi (mogu se napraviti od šperploče) kupljeni su u lokalnoj prodavnici željeza. Laser i laserski drajver su naručeni sa ebaya.
Pokušao sam pronaći najniže cijene za sve artikle (ne uključujući dostavu).
Trebalo je dosta vremena prije nego što sam smislio ovaj dizajn. Prvo sam napravila nekoliko drugih, ali ova je zaista bila najljepša od svih ostalih. Prije svega, nacrtao sam sve detalje u grafičkom editoru i isprintao ih u prirodnoj veličini.
Kompletan graver sastavljam od MDF limova debljine 18 mm i 12 mm.
Izbor je pao na ovaj dizajn i zato što je bilo lako pričvrstiti Z os i alat, pretvarajući našu mašinu u glodalicu.
Naravno, mogao sam napraviti drugačiji, jednostavniji dizajn... Ali ne! Hteo sam nešto posebno!
Proces montaže
Nakon što sam odštampao crteže, imao sam detalje koje je trebalo sastaviti. Prvo što sam uradio je da sam ugradio vrata kućišta elektronike sa leve strane i bravu sa šarkama (vrata se postavljaju bez poteškoća, pa sam to prvo uradio. Za sklapanje kućišta elektronike koristio sam dosta gvozdenih nosača u obliku slova L sa rupama za samorezne vijke Ako se tijelo planira napraviti od šperploče, tada je u njemu potrebno i izbušiti rupe za samorezne vijke.
Prvo je ponovo uzeta lijeva strana kućišta elektronike i na njega su postavljeni prednji i stražnji dijelovi kućišta pomoću nosača. Za ugradnju poklopca i kontrolne table nisam koristio šrafove ili eksere, već sam iste nosače zašrafio na zidove i jednostavno položio poklopac sa panelom na njih kako kasnije prilikom ugradnje elektronike ne bi bilo neugodnosti.
Ostavljajući kućište elektronike na stranu i uzimajući osnovnu ploču i dijelove ležaja X-ose, instalirajte ih kao što je prikazano na fotografijama, pazeći da su os X i nosač motora na desnoj strani CNC mašine. Sada možete bezbedno instalirati kućište elektronike na isti način kao što je prikazano na slikama.
Zatim su uzeta dva vratila od 700 mm, na njih su nanizana po dva linearna ležaja i pričvršćena na samu mašinu pomoću posebnih krajnjih nosača za brušena vratila.
U ovoj fazi, dobio sam ovo:
Ostavite ovu polovicu laserske mašine na neko vreme i vodite računa o pokretnom delu X, i poduprite Y os i pričvrstite težinu nosača osovine na pokretni deo X ose sa maticama i vijcima, i pričvrstite oslonac na X os sa dvije matice.
- Sada uzmite dvije osovine od 500 mm, stavite po jedan linearni ležaj na svaku osovinu, gurnite nosač osovine na svaki kraj svake osovine i montirajte ih na mašinu.
- Pričvrstite maticu osi Y na pokretni dio osi Y s maticama i vijcima i pričvrstite je na linearne ležajeve pomoću samoreznih vijaka.
- Pričvrstite vodeći vijak i koračni motor.
- Sve ovo povežite na drugu polovinu gravera i pričvrstite vodeći vijak i koračni motor.
Sada biste trebali imati nešto slično onome što je prikazano na ovoj fotografiji:
Strojna elektronika
Također sam ugradio komad drveta u kućište elektronike da drži koračni motor.
Ili možete jednostavno staviti poklopac i ploču na graver da biste se divili obavljenom poslu i sjajnom dizajnu.”
zaključci
Ovo su, možda, sve informacije koje nam je prenio, ali ovo je prilično dobra instrukcija za one koji sanjaju da vlastitim rukama sastave dobar domaći laserski stroj za kućne i hobi svrhe.
Sama montaža laserskog gravera nije posebno skupa, jer je broj dijelova minimalan, a njihova cijena nije posebno visoka. Najskuplji dijelovi su vjerovatno koračni motori, vodilice i, naravno, dijelovi same laserske glave sa sistemom za hlađenje.
Upravo ova mašina zaslužuje posebnu pažnju, jer vam ne omogućava svaki laserski graver da brzo instalirate glodalicu na 3. os i pretvorite mašinu u punopravni CNC ruter.
U zaključku, želio bih reći: ako zaista želite sami sastaviti visokokvalitetnu CNC mašinu vlastitim rukama, koja će vjerno služiti dugi niz godina, ne morate štedjeti na svakom detalju i pokušavati napraviti vodiče glatkiji od fabričkih ili kuglične vijke zamijenite svornjakom sa maticom. Iako će takav stroj raditi, ali kvalitet njegovog rada i stalno podešavanje mehanike i softvera jednostavno će vas uznemiriti, zbog čega ćete požaliti vrijeme i novac koji ste potrošili na to.
Mnogi od onih domaćih majstora koji se u svojoj radionici bave izradom i dekoracijom proizvoda od drveta i drugih materijala vjerojatno su razmišljali o tome kako napraviti laserski graver vlastitim rukama. Prisutnost takve opreme, čiji su serijski modeli prilično skupi, omogućava ne samo nanošenje najsloženijih uzoraka na površinu obratka s visokom preciznošću i detaljima, već i lasersko rezanje različitih materijala.
Domaći laserski graver, koji će koštati znatno manje od modela masovne proizvodnje, može se napraviti čak i ako nemate dubinsko znanje o elektronici i mehanici. Laserski graver predloženog dizajna sastavljen je na Arduino hardverskoj platformi i ima snagu od 3 W, dok je za industrijske modele ovaj parametar najmanje 400 W. Međutim, čak i tako mala snaga omogućuje vam da koristite ovaj uređaj za rezanje proizvoda od ekspandiranog polistirena, pluta, plastike i kartona, kao i za obavljanje visokokvalitetnog laserskog graviranja.
Neophodni materijali
Da biste samostalno napravili laserski graver na Arduinu, trebat će vam sljedeći potrošni materijal, mehanizmi i alati:
- hardverska platforma Arduino R3;
- Proto Board ploča opremljena displejom;
- koračni motori, koji se mogu koristiti kao elektromotori iz pisača ili DVD playera;
- laser snage 3 W;
- uređaj za lasersko hlađenje;
- DC regulator napona DC-DC;
- MOSFET tranzistor;
- elektroničke ploče koje kontroliraju motore laserskog gravera;
- krajnji prekidači;
- kućište u koje možete smjestiti sve strukturne elemente domaćeg gravera;
- zupčasti remeni i remenice za njihovu ugradnju;
- kuglični ležajevi različitih veličina;
- četiri drvene ploče (dvije dimenzija 135x10x2 cm, a druge dvije - 125x10x2 cm);
- četiri metalne šipke kružnog poprečnog presjeka, čiji je prečnik 10 mm;
- vijci, matice i vijci;
- lubrikant;
- stezaljke za kravate;
- kompjuter;
- bušilice različitih promjera;
- kružna pila;
- brusni papir;
- vise;
- standardni set alata.
Električni dio domaćeg laserskog gravera
Glavni element električnog kruga predstavljenog uređaja je laserski emiter, na čiji se ulaz mora napajati konstantan napon čija vrijednost ne prelazi dozvoljene parametre. Ako se ne pridržavate ovog zahtjeva, laser može jednostavno pregorjeti. Laserski emiter koji se koristi u mašini za graviranje predstavljenog dizajna dizajniran je za napon od 5 V i struju koja ne prelazi 2,4 A, tako da DC-DC regulator mora biti podešen za struju od 2 A i napon do 5 V.
MOSFET tranzistor, koji je najvažniji element električnog dijela laserskog gravera, neophodan je kako bi se laserski emiter uključio i isključio prilikom prijema signala od Arduino kontrolera. Električni signal koji generiše kontroler je vrlo slab, tako da ga samo MOSFET tranzistor može uočiti, a zatim otključati i zaključati strujni krug lasera. U električnom krugu laserskog gravera takav je tranzistor ugrađen između pozitivnog kontakta lasera i negativnog DC regulatora.
Koračni motori laserskog gravera povezani su preko jedne elektronske kontrolne ploče, što osigurava da je njihov rad sinhronizovan. Zahvaljujući ovoj vezi, zupčasti remeni pokretani od više motora ne savijaju i održavaju stabilnu napetost tokom svog rada, što osigurava kvalitet i tačnost izvršene obrade.
Treba imati na umu da se laserska dioda koja se koristi u domaćoj mašini za graviranje ne smije pregrijati.
Da biste to učinili, potrebno je osigurati njegovo efikasno hlađenje. Ovaj problem se rješava vrlo jednostavno: pored diode je instaliran običan kompjuterski ventilator. Kako bi se spriječilo pregrijavanje kontrolnih ploča za rad koračnih motora, pored njih se postavljaju i kompjuterski hladnjaci, jer se obični radijatori ne mogu nositi s ovim zadatkom.
Fotografije procesa montaže električnog krugaSlika-1 Slika-2 Slika-3
Slika-4 Slika-5 Slika-6
Proces montaže
Samoproizvedena mašina za graviranje predloženog dizajna je uređaj tipa šatla, čiji je jedan od pokretnih elemenata odgovoran za kretanje duž ose Y, a druga dva, uparena, za kretanje duž ose X. Za osu Z , što je također navedeno u parametrima takvog 3D štampača, uzima se dubina do koje se obrađeni materijal spaljuje. Dubina rupa u koje se ugrađuju elementi šatl mehanizma laserskog gravera mora biti najmanje 12 mm.
Okvir radne površine - dimenzije i tolerancijeSlika-1 Slika-2 Slika-3
Slika-4 Slika-5 Slika-6
Aluminijske šipke promjera najmanje 10 mm mogu djelovati kao elementi za vođenje duž kojih će se kretati radna glava uređaja za lasersko graviranje. Ako nije moguće pronaći aluminijske šipke, za ove se svrhe mogu koristiti čelične vodilice istog promjera. Potreba za korištenjem šipki upravo ovog promjera objašnjava se činjenicom da u ovom slučaju radna glava uređaja za lasersko graviranje neće klonuti.
Izrada pokretne kočijeSlika-1 Slika-2 Slika-3
Površina šipki koje će se koristiti kao vodilice za uređaj za lasersko graviranje mora se očistiti od tvorničke masti i pažljivo izbrusiti do savršene glatkoće. Zatim ih treba nanijeti bijelim lubrikantom na bazi litijuma, koji će poboljšati proces klizanja.
Ugradnja koračnih motora na tijelo domaćeg uređaja za graviranje vrši se pomoću nosača od lima. Da bi se napravio takav nosač, metalni lim približno širine samog motora i dvostruke dužine njegove baze savija se pod pravim kutom. Na površini takvog nosača, gdje će se nalaziti baza elektromotora, izbušeno je 6 rupa, od kojih su 4 potrebne za pričvršćivanje samog motora, a druge dvije - za pričvršćivanje nosača na tijelo pomoću običnog - vijci za urezivanje.
Za ugradnju pogonskog mehanizma koji se sastoji od dvije remenice, podloške i vijka na osovinu motora, također se koristi komad metalnog lima odgovarajuće veličine. Za montažu takve jedinice, od metalnog lima se formira profil u obliku slova U, u kojem su izbušene rupe za njegovo pričvršćivanje na tijelo gravera i za izlaz osovine motora. Remenice na koje će se postavljati zupčasti remeni montiraju se na osovinu pogonskog motora i postavljaju u unutrašnji dio profila U-oblika. Zupčasti kaiševi postavljeni na remenice, koji bi trebali pokretati šatlove uređaja za graviranje, povezani su sa svojim drvenim podlogama pomoću samoreznih vijaka.
Ugradnja koračnih motoraSlika-1 Slika-2 Slika-3
Slika-4 Slika-5 Slika-6
Instalacija softvera
Vaš laserski uzgajivač, koji bi trebao raditi u automatskom režimu, zahtijevat će ne samo instalaciju, već i konfiguraciju posebnog softvera. Najvažniji element takvog softvera je program koji vam omogućava da kreirate konture željenog uzorka i pretvorite ih u proširenje koje je razumljivo kontrolama laserskog gravera. Takav program je besplatno dostupan i bez problema se može preuzeti na svoj računar.
Program preuzet na računar koji upravlja uređajem za graviranje se raspakuje iz arhive i instalira. Osim toga, trebat će vam biblioteka kontura, kao i program koji će Arduino kontroleru slati podatke o kreiranom crtežu ili natpisu. Takva biblioteka (kao i program za prenos podataka u kontroler) se takođe može naći u javnom vlasništvu. Da bi vaš laserski domaći proizvod ispravno radio, a graviranje koje se izvodi uz njega bilo kvalitetno, morat ćete sam kontroler konfigurirati prema parametrima uređaja za graviranje.
Značajke korištenja kontura
Ako ste već shvatili pitanje kako napraviti ručni laserski graver, onda morate razjasniti pitanje parametara kontura koji se mogu primijeniti pomoću takvog uređaja. Takve konture, čiji unutrašnji dio nije ispunjen čak i ako je originalni crtež prefarban, moraju se prenijeti u kontroler gravera kao datoteke ne u pikselima (jpeg), već u vektorskom formatu. To znači da se slika ili natpis nanesena na površinu obratka pomoću takvog gravera neće sastojati od piksela, već od tačaka. Takve slike i natpisi mogu se skalirati na bilo koji način, fokusirajući se na površinu na koju bi se trebali primijeniti.
Koristeći laserski graver, gotovo svaki crtež i natpis može se nanijeti na površinu obratka, ali za to se njihovi računalni rasporedi moraju pretvoriti u vektorski format. Nije teško izvesti takav postupak: za to se koriste posebni programi Inkscape ili Adobe Illustrator. Datoteka koja je već konvertovana u vektorski format mora se ponovo konvertovati kako bi kontrolor mašine za graviranje mogao da je pravilno percipira. Za ovu konverziju koristi se program Inkscape Laserengraver.
Završno postavljanje i priprema za rad
Nakon što ste vlastitim rukama napravili mašinu za lasersko graviranje i preuzeli potreban softver u njegovo upravljačko računalo, nemojte odmah početi s radom: opremi je potrebno konačno podešavanje i podešavanje. Šta je ovo prilagođavanje? Prije svega, morate osigurati da maksimalni pomaci laserske glave stroja duž X i Y osi odgovaraju vrijednostima dobivenim pri pretvaranju vektorske datoteke. Osim toga, ovisno o debljini materijala od kojeg je izrađen radni komad, potrebno je podesiti parametre struje koja se dovodi do laserske glave. To se mora učiniti kako ne bi progorio proizvod na čiju površinu želite ugravirati.
Vrlo važan i odgovoran proces je fino podešavanje (podešavanje) laserske glave. Podešavanje je potrebno kako bi se podesila snaga i rezolucija zraka koji proizvodi laserska glava vašeg gravera. Na skupim serijskim modelima mašina za lasersko graviranje, poravnanje se izvodi pomoću dodatnog lasera male snage ugrađenog u glavnu radnu glavu. Međutim, domaći graveri obično koriste jeftine laserske glave, tako da ova metoda finog podešavanja zraka nije prikladna za njih.
Dovoljno kvalitetno podešavanje domaćeg laserskog gravera može se izvesti pomoću LED diode uklonjene iz laserskog pokazivača. Žice LED-a su povezane na izvor napajanja od 3 V, a sama LED dioda je fiksirana na radnom kraju standardnog lasera. Naizmjenično paljenjem i podešavanjem položaja zraka koje izlaze iz test LED i laserske glave, postiže se njihovo poravnanje u jednoj tački. Pogodnost korištenja LED-a iz laserskog pokazivača leži u činjenici da se poravnanje može izvršiti uz njegovu pomoć bez rizika od oštećenja ruku i očiju operatera mašine za graviranje.
Video prikazuje proces povezivanja gravera na računar, postavljanje softvera i pripremu mašine za rad.
