Lazerinio graviruotojo gamyba savo rankomis. „Pasidaryk pats“ lazerinis graviruotojas: medžiagos, surinkimas, programinės įrangos diegimas Kaip pasidaryti „pasidaryk pats“ lazerinio graviravimo mašiną

Turbūt visi jau girdėjo, kad puslaidininkinį lazerį galima gauti iš DVD įrašymo įrenginio ir juo degtukai uždegti bei plonam popieriui deginti.

Tačiau šio vaizdo įrašo autorius nuėjo toliau ir sukūrė tokį patogų įrankį graviravimui ant organinių paviršių. Ir ši idėja iškart pasirodė kitaip. Pažymėtina, kad lazerinio graviruotojo gaminimo vaizdo instrukcija yra labai išsami. Autorius išsamiai paaiškina visus žingsnius ir kodėl, ko reikia. Vienintelis dalykas, kurio autorius nepasakė – net ir su tokiu mažos galios lazeriu verta elgtis labai atsargiai ir vengti net nuo bet kokio paviršiaus atsispindinčio spindulio į akis. Priešingu atveju galite rimtai pažeisti akis. Yra būdas padidinti lazerio galią. Jums tereikia naudoti kelis puslaidininkinius lazerius ir sufokusuoti jų spindulius į vieną tašką. Tačiau tai labai apsunkins dizainą ir pareikalaus galingesnio maitinimo šaltinio.

Diskinis pjūklas savo rankomis. Pjovimo stalas. (0)
Pradedantiesiems. Kiekvienas gali pasigaminti tokią mašiną savo rankomis. Stebėtinai paprasta ir suprantama. Ir mums tiesiogine prasme reikia vieno seno sovietinio […]
Ką galima padaryti su senais diskinių pjūklų diskais? Teisingai, peilis. (0)
Labai naudingas projektas su išsamiu vaizdo įrašu apie peilio gamybos procesą iš senų apskritų diskų tinklo. Štai visi žingsniai […]
Ką galima padaryti su senu DVD grotuvu? Pavyzdžiui, išmanusis įkrovimas išmaniesiems telefonams. (0)
Kaip laikas lekia. Jau dabar DVD vaizdo grotuvai pasensta ir nėra kur jų dėti. Iš kito išvykimo vis tiek galite nuveikti daug naudingo […]
Kur nebrangiai, o kartais ir visiškai nemokamai gauti neodimio magnetų. (0)
Galbūt jums, kaip ir man, reikėjo neodimio magneto. Neskubėkite jo pirkti. Yra keletas vietų, kur galite juos gauti nemokamai. […]

Norėdami pagaminti lazerinį graviruotoją arba CNC (kompiuterinio skaitmeninio valdymo) mašiną, mums reikia:

DVD-ROM arba CD-ROM
- 10 mm storio fanera (galite naudoti ir 6 mm)
- Medvaržčiai 2,5 x 25 mm, 2,5 x 10 mm
- Arduino Uno (galima naudoti suderinamas plokštes)
- L9110S variklio vairuotojas 2 vnt.
- Lazeris 1000mW 405nm Mėlyna violetinė
- Analoginis vairasvirtė
- Mygtukas
- 5V maitinimas (naudosiu seną, bet veikiantį kompiuterio maitinimo šaltinį)
- Tranzistorius TIP120 arba TIP122
- Rezistorius 2,2 kOhm, 0,25 W
- Jungiamieji laidai
- Elektrinis dėlionė
- Grąžtas
- Medienos grąžtai 2mm, 3mm, 4mm
- Varžtas 4 mm x 20 mm
- Veržlės ir poveržlės 4 mm
- lituoklis
- Lydmetalis, kanifolija

1 veiksmas Išardykite diskus.
Graviruotojui tinka bet koks CD ar DVD įrenginys. Būtina jį išardyti ir išimti vidinį mechanizmą, jie yra įvairių dydžių:

Būtina nuimti visą optiką ir plokštę, esančią ant mechanizmo:

Prie vieno iš mechanizmų reikia priklijuoti lentelę. Iš tos pačios faneros galite pagaminti stalą, išpjaudami kvadratą, kurio kraštinė yra 80 mm. Arba iškirpkite tą patį kvadratą iš CD/DVD-ROM dėklo. Tada detalę, kurią planuojate graviruoti, galima prispausti magnetu. Iškirpkite kvadratą, suklijuokite:

Prie antrojo mechanizmo reikia priklijuoti plokštę, prie kurios vėliau bus pritvirtintas lazeris. Yra daug gamybos galimybių ir tai priklauso nuo to, ką turite po ranka. Naudojau plastikinę modelio plokštę. Mano nuomone, tai patogiausias variantas. Gavau štai ką:

2 veiksmas.
Mūsų graviruotojo korpuso gamybai naudosime 10 mm storio fanerą. Jei jos nėra, galite paimti mažesnio storio, pavyzdžiui, 6 mm, fanerą arba pakeisti fanerą plastikine. Būtina atspausdinti šias nuotraukas ir pagal šiuos šablonus iškirpti vieną apatinę, vieną viršutinę ir dvi šonines dalis. Apskritimu pažymėtose vietose padarykite skylutes 3 mm skersmens savisriegiams varžtams.

Po pjovimo jis turėtų atrodyti taip:

Viršutinėje ir apatinėje dalyse turite padaryti 4 mm skyles, kad būtų galima pritvirtinti pavarų dalis. Negaliu iš karto pažymėti šių skylių, nes jos skiriasi:

Montuojant būtina naudoti 2,5 x 25 mm medvaržčius. Vietose, kur įsukami savisriegiai varžtai, būtina iš anksto išgręžti skyles 2 mm grąžtu. Priešingu atveju fanera gali įtrūkti. Jei planuojama korpusą surinkti iš plastiko, būtina numatyti dalių sujungimą su metaliniais kampais ir naudoti 3 mm skersmens varžtus. Kad mūsų graviruotojas atrodytų estetiškai, verta visas detales nušlifuoti smulkiu švitriniu šlifuokliu, jei pageidaujate, galite dažyti. Mėgstu juodą, visas detales nudažiau juodai purškiamais dažais.

3 veiksmas Paruoškite maitinimo šaltinį.
Norėdami maitinti graviruotoją, jums reikia 5 voltų maitinimo šaltinio, kurio srovė yra ne mažesnė kaip 1,5 ampero. Naudosiu seną kompiuterio maitinimo šaltinį. Nupjaukite visas pagalvėles. Norėdami pradėti maitinimo šaltinį, turite uždaryti žalius (PC_ON) ir juodus (GND) laidus. Kad būtų patogiau, galite perjungti šiuos laidus arba tiesiog susukti juos ir naudoti maitinimo jungiklį, jei toks yra.

Norėdami prijungti apkrovą, išvedame raudonus (+5), geltonus (+12) ir juodus (GND) laidus. Violetinė (darbas +5) gali tiekti daugiausia 2 amperus arba mažiau, priklausomai nuo maitinimo šaltinio. Ant jo yra įtampa net tada, kai žali ir juodi laidai yra atidaryti.

Patogumui graviruotoją klijuojame ant dvipusės juostos prie maitinimo šaltinio.

4 veiksmas vairasvirtė rankiniam valdymui.
Norėdami nustatyti pradinę graviravimo padėtį, naudosime analoginę vairasvirtę ir mygtuką. Viską dedame ant plokštės ir išvedame laidus, kad galėtume prisijungti prie Arduino. Tvirtinimas prie kūno:

Sujungiame pagal šią schemą:

Out X - kaištis A4 Arduino Out Y - kaištis A5 Arduino Out Sw - kaištis 3 Arduino Vcc - +5 maitinimo šaltinis Gnd - Gnd Arduino

5 žingsnis Įdėkite elektros instaliaciją.
Visą elektros instaliaciją pastatysime už graverio. Arduino Uno ir variklio pavarą tvirtiname 2,5 x 10 mm savisriegiais varžtais. Mes sujungiame taip:

Mes prijungiame laidus nuo žingsninio variklio išilgai X ašies (lentelės) prie L9110S variklio tvarkyklės išėjimų. Toliau taip:
B-IA - kaištis 7 B-IB - kaištis 6 A-IA - kaištis 5 A-IB - kaištis 4 Vcc - +5 iš maitinimo šaltinio GND - GND

Mes prijungiame laidus iš žingsninio variklio išilgai Y ašies (lazerio) prie L9110S variklio tvarkyklės išėjimų. Toliau taip:
B-IA - kaištis 12 B-IB - kaištis 11 A-IA - kaištis 10 A-IB - kaištis 9 Vcc - +5 iš maitinimo šaltinio GND - GND

Jei pirmą kartą užvedus varikliai dūks, bet nejudės, vertėtų sukeisti nuo variklių prisuktus laidus.

Nepamirškite prisijungti:
+5 iš Arduino - +5 maitinimas GND Arduino - GND Maitinimas

6 veiksmas Lazerio montavimas.
Internete gausu schemų ir instrukcijų, kaip padaryti lazerį iš lazerinio diodo iš DVD-ROM įrašymo įrenginio. Šis procesas yra ilgas ir sudėtingas. Todėl nusipirkau jau paruoštą lazerį su tvarkykle ir aušinimo radiatoriumi. Tai labai supaprastina lazerinio graviruotojo gamybos procesą. Lazeris sunaudoja iki 500 mA, todėl jo negalima tiesiogiai prijungti prie Arduino. Lazerį sujungsime per TIP120 arba TIP122 tranzistorių.

2,2 kOhm rezistorius turi būti įtrauktas į tarpą tarp tranzistoriaus pagrindo ir Arduino 2 kaiščio.

Pagrindas - R 2,2 kOm - kaištis 2 Arduino kolektorius - lazerinis GND (juodas laidas) emiteris - GND (bendras maitinimo šaltinis) +5 lazeris (raudonas laidas) - +5 maitinimo šaltinis

Čia yra mažai jungčių, todėl viską lituojame pagal svorį, izoliuojame ir pritvirtiname tranzistorių nuo galo prie korpuso:

Norint tvirtai pritvirtinti lazerį, reikia iškirpti kitą plokštę iš to paties plastiko, kaip ir plokštė, priklijuota prie Y ašies. Lazerinį aušinimo radiatorių prie jo pritvirtiname lazerio komplekte esančiais varžtais:

Lazerį įkišame į radiatoriaus vidų ir pritvirtiname varžtais, kurie taip pat yra lazerio komplekte:

Ir mes pritvirtiname visą šią konstrukciją prie graverio:

7 veiksmas Arduino IDE programavimo aplinka.
Atsisiųskite ir įdiekite Arduino IDE. Geriausia tai padaryti iš oficialaus projekto.

Instrukcijų rašymo metu naujausia versija yra ARDUINO 1.8.5. Jokių papildomų bibliotekų nereikia. Turėtumėte prijungti Arduino Uno prie kompiuterio ir užpildyti jį tokiu eskizu:

Įkėlę eskizą turėtumėte patikrinti, ar graviruotojas veikia taip, kaip turėtų.

Dėmesio! Lazeris nėra žaislas! Lazerio spindulys, net ir nesufokusuotas, net atsispindėjęs, patekęs į akį pažeidžia tinklainę. Labai rekomenduoju įsigyti akinius! Ir visi tikrinimo ir derinimo darbai atliekami tik apsauginiuose akiniuose. Taip pat graviravimo proceso metu nereikėtų žiūrėti be akinių į lazerio veikimą.

Įjungiame maitinimą. Keičiant vairasvirtės padėtį pirmyn – atgal, stalas turi judėti, iš kairės į dešinę – turi judėti Y ašis, tai yra lazeris. Paspaudus mygtuką, lazeris turi įsijungti.

Toliau reikia sureguliuoti lazerio židinį. Užsidėti apsauginius akinius! Padedame nedidelį popieriaus lapą ant stalo ir paspaudžiame mygtuką. Keičiant objektyvo padėtį (pasukus objektyvą), randame padėtį, kurioje lazerio taškas lape yra minimalus.

8 žingsnis Pasiruošimas apdorojimui.
Norėdami perkelti vaizdą į graviruotoją, naudosime programavimo aplinką Processing. Reikia atsisiųsti iš oficialaus

Dėmesio! Būkite atsargūs naudodami lazerius. Šiame įrenginyje naudojamas lazeris gali pakenkti jūsų regėjimui ir galbūt apakti. Dirbdami su didelės galios lazeriais, didesniais nei 5 mW, visada dėvėkite apsauginius akinius, skirtus blokuoti lazerio bangos ilgį.

Arduino lazerinis graviruotojas – tai įrenginys, kurio paskirtis – graviruoti medieną ir kitas medžiagas. Per pastaruosius 5 metus lazeriniai diodai tobulėjo, todėl buvo galima pagaminti pakankamai galingus graviruotojus be didelių sunkumų valdant lazerinius vamzdžius.

Verta kruopščiai graviruoti kitas medžiagas. Taigi, pavyzdžiui, naudojant plastiką dirbant su lazeriniu įrenginiu, atsiras dūmų, kuriuose degant yra pavojingų dujų.

Šioje pamokoje pabandysiu duoti minties kryptį, o laikui bėgant sukursime išsamesnę pamoką apie šio sudėtingo įrenginio įgyvendinimą.

Pirmiausia siūlau pažiūrėti, kaip atrodė visas graverio kūrimo procesas vienam radijo mėgėjui:

Stiprūs žingsniniai varikliai taip pat reikalauja, kad vairuotojai išnaudotų visas galimybes. Šiame projekte kiekvienam varikliui paimamas specialus žingsninis vairuotojas.

Toliau pateikiama šiek tiek informacijos apie pasirinktus komponentus:

Žingsninis variklis - 2 vnt.
Rėmo dydis yra NEMA 23.
Sukimo momentas 1,8 Nm esant 255 oz.
200 žingsnių / apsisukimų - 1 žingsniui 1,8 laipsnio.
Srovė - iki 3,0 A.
Svoris - 1,05 kg.
Dvipolis 4 laidų jungtis.
Stepper vairuotojas - 2 vnt.
Skaitmeninė žingsninė pavara.
Chip.
Išėjimo srovė - nuo 0,5 A iki 5,6 A.
Išėjimo srovės ribotuvas – sumažina variklių perkaitimo riziką.
Valdymo signalai: žingsnio ir krypties įėjimai.
Impulsų įvesties dažnis – iki 200 kHz.
Maitinimo įtampa - 20 V - 50 V DC.

Kiekvienai ašiai variklis tiesiogiai varo rutulinį varžtą per variklio jungtį. Varikliai montuojami ant rėmo naudojant du aliuminio kampus ir aliuminio plokštę. Aliuminio kampai ir plokštė yra 3 mm storio ir pakankamai tvirti, kad išlaikytų 1 kg sveriantį variklį nesilankstydami.

Svarbu! Variklio velenas ir rutulinis varžtas turi būti tinkamai išlyginti. Naudojamos jungtys turi tam tikrą lankstumą, kad būtų galima kompensuoti nedideles klaidas, tačiau jei lygiavimo klaida yra per didelė, jos neveiks!

Kitas šio įrenginio kūrimo procesas gali būti peržiūrėtas vaizdo įraše:

2. Medžiagos ir įrankiai

Žemiau yra lentelė su medžiagomis ir įrankiais, reikalingais Arduino lazerinio graviruotojo projektui.

Pastraipa	Tiekėjas	Kiekis
NEMA 23 žingsninis variklis + vairuotojas	eBay (pardavėjas: primopal_motor)	2
16 mm skersmens, 5 mm žingsnio, 400 mm ilgio rutulinis varžtas (Taivano)	eBay (pardavėjas: silvers-123)	2
16 mm rutulinio varžto atrama BK12 (pavaros galas)	eBay (pardavėjas: silvers-123)	2
16 mm BF12 rutulinio varžto atrama (be varomojo galo)	eBay (pardavėjas: silvers-123)	2
16 veleno 500 mm ilgio	(pardavėjas: sidabras-123)	4
(SK16) 16 atraminis velenas (SK16)	(pardavėjas: sidabras-123)	8
16 linijinis guolis (SC16LUU)	eBay (pardavėjas: silvers-123)	4
	eBay (pardavėjas: silvers-123)	2
Veleno laikiklis 12 mm (SK12)	(pardavėjas: sidabras-123)	2
A4 dydžio 4,5 mm skaidrus akrilo lakštas	„eBay“ (pardavėjas: „acrylicsonline“)	4
Aliuminio plokščias strypas 100 mm x 300 mm x 3 mm	eBay (pardavėjas: willymetals)	3
50 mm x 50 mm 2,1 m aliuminio tvora	Bet kuri teminė parduotuvė	3
Aliuminio plokščias strypas	Bet kuri teminė parduotuvė	1
aliuminio kampas	Bet kuri teminė parduotuvė	1
Aliuminio kampas 25 mm x 25 mm x 1 m x 1,4 mm	Bet kuri teminė parduotuvė	1
M5 varžtai (įvairių ilgių)	boltsnutsscrewsonline.com
M5 veržlės	boltsnutsscrewsonline.com
M5 poveržlės	boltsnutsscrewsonline.com

3. Pagrindo ir ašių kūrimas

Mašina naudoja rutulinius varžtus ir linijinius guolius, kad valdytų X ir Y ašių padėtį ir judėjimą.

Rutulinių varžtų ir mašinos priedų charakteristikos:

16 mm rutulinis varžtas, ilgis 400-462 mm, įskaitant apdirbtus galus;
žingsnis - 5 mm;
C7 tikslumo įvertinimas;
BK12/BF12 rutuliniai šarnyrai.

Kadangi rutulinė veržlė susideda iš rutulinių guolių, riedančių prieš rutulinį varžtą su labai maža trintimi, tai reiškia, kad varikliai gali veikti didesniu greičiu nesustodami.

Rutulinės veržlės sukimosi kryptis blokuojama aliuminio elementu. Pagrindo plokštė pritvirtinta prie dviejų linijinių guolių ir rutulinės veržlės per aliuminio kampą. Dėl rutulinio sraigto veleno sukimosi pagrindinė plokštė juda tiesiškai.

4. Elektroninis komponentas

Pasirinktas lazerinis diodas yra 1,5W, 445nm diodas, sumontuotas 12mm pakuotėje su fokusuojamu stikliniu lęšiu. Juos galima rasti iš anksto surinktus „eBay“. Kadangi tai yra 445 nm lazeris, jo skleidžiama šviesa yra matoma mėlyna šviesa.

Lazeriniam diodui reikalingas aušintuvas, kai jis veikia esant dideliam galios lygiui. Graviruotojo konstrukcijoje panaudotos dvi aliumininės atramos, skirtos SK12 12 mm, tiek tvirtinimui, tiek lazerinio modulio aušinimui.

Lazerio išėjimo intensyvumas priklauso nuo per jį praeinančios srovės. Diodas pats savaime negali reguliuoti srovės, o prijungus tiesiai prie maitinimo šaltinio, jis padidins srovę, kol bus sunaikintas. Taigi, norint apsaugoti lazerinį diodą ir valdyti jo ryškumą, reikalinga reguliuojamos srovės grandinė.

Kita mikrovaldiklio ir elektroninių dalių prijungimo schemos versija:

5. Programinė įranga

„Arduino“ eskizas interpretuoja kiekvieną komandų bloką. Yra kelios komandos:

1 – GREIČIAI perkelkite vieną tašką DEŠINĖN (tuščias pikselis).

2 – judėkite DEŠINĖN vienu pikseliu LĖTAI (sudegęs pikselis).

3 – GREIČIAI perkelkite vieną tašką KAIRĖN (tuščias pikselis).

4 – judėkite KAIRĖN vienu pikseliu LĖTAI (sudegęs pikselis).

5 – pajudėti vienu pikseliu aukštyn GREITAI (tuščias pikselis).

6 – pajudėti vienu pikseliu AUKŠTYN LĖTAI (sudegęs pikselis).

7 – GREITI slinkti ŽEMYN vienu pikseliu (tuščias pikselis).

8 – judėkite ŽEMYN vienu pikseliu LĖTAI (sudegęs pikselis).

9 - įjunkite lazerį.

0 - išjunkite lazerį.

r - grąžinkite ašis į pradinę padėtį.

Su kiekvienu simboliu „Arduino“ vykdo atitinkamą funkciją, kad įrašytų į išvesties kaiščius.

Arduino valdikliai variklio greitis skersai vėlavimai tarp žingsninių impulsų. Idealiu atveju mašina variklius veiks tuo pačiu greičiu, nesvarbu, ar jos vaizdas išgraviruotas, ar praleidžiamas tuščias pikselis. Tačiau dėl ribotos lazerinio diodo galios mašina turi lėčiau adresu pikselių įrašai. Štai kodėl ten du greičiai kiekvienai krypčiai aukščiau esančiame komandų simbolių sąraše.

Žemiau pateikiamas 3 Arduino lazerinio graviruotojo programų eskizas:

/* Žingsninio variklio valdymo programa */ // konstantos nepasikeis. Naudojama PIN numeriams nustatyti: const int ledPin = 13; // LED kaiščio numeris const int OFF = 0; const int ON = 1; const int XmotorDIR = 5; const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorDIR = 6; const int YmotorPULSE = 3; //pusės žingsnio delsa tuščiiems pikseliams – padauginkite iš 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. Paleiskite ir nustatykite

Arduino yra mašinos smegenys. Jis išveda žingsnio ir krypties signalus žingsninių tvarkyklių ir lazerio įjungimo signalą lazerio tvarkyklei. Dabartiniame projekte mašinai valdyti reikia tik 5 išvesties kaiščių. Svarbu atsiminti, kad visų komponentų pagrindai turi būti sujungti vienas su kitu.

7. Funkcinis patikrinimas

Šiai grandinei reikia bent 10 V nuolatinės srovės ir turi paprastą įjungimo / išjungimo įvestį, kurį teikia „Arduino“. LM317T yra linijinis įtampos reguliatorius, sukonfigūruotas kaip srovės reguliatorius. Grandinėje yra potenciometras, leidžiantis reguliuoti reguliuojamą srovę.

Šiame įraše papasakosime istoriją apie tai, kaip savo rankomis pasidaryti CNC lazerinę mašiną, kurią mums papasakojo vienas iš mūsų abonentų.

Pratarmė

Prieš porą mėnesių peržiūrėjau konkurso darbus, kuriuose pamačiau puikias graviravimo mašinas ir pagalvojau: „Kodėl man nepadarius savo?“. Taip ir padariau, bet nenorėjau kopijuoti kažkieno projekto, norėjau savo rankomis pasidaryti savo unikalią CNC mašiną. Ir taip prasidėjo mano istorija...

Specifikacijos

Šis lazerinis graviruotojas aprūpintas 1.8W 445nm lazeriniu moduliu, žinoma, tai niekis lyginant su pramoninėmis lazerinėmis pjaustyklėmis, kurios naudoja virš 50W galios lazerius. Bet mums šio lazerio užteks. Jis gali pjaustyti popierių ir kartoną bei graviruoti visų rūšių medienos ar faneros gaminius. Kitų medžiagų dar neišbandžiau, bet esu tikras, kad gali išgraviruoti daugybę kitų paviršių. Iš karto eisiu į priekį ir pasakysiu, kad jis turi didelį darbinį lauką, kurio matmenys yra apie 500 × 380 mm.

Kas gali pagaminti tokią lazerinę mašiną? Visi, nesvarbu, ar esate inžinierius, teisininkas, mokytojas ar studentas, kaip aš! Tereikia kantrybės ir didelio noro gauti tikrai kokybišką mašiną.

Man prireikė maždaug trijų mėnesių, kol suprojektavau ir pagaminau šią graviravimo mašiną, įskaitant dalių laukimą maždaug mėnesį. Žinoma, tokį darbą galima atlikti ir greičiau, bet man tik 16 metų, todėl galėčiau dirbti tik savaitgaliais.

Surinkimui reikalingos medžiagos

Akivaizdu, kad jūs negalite pagaminti lazerinio graviruotojo be tinkamų dalių, todėl sudariau specifikaciją, kurioje yra beveik viskas, ko jums reikia norint jį pagaminti. Beveik visos prekės perkamos Aliexpress, nes tai pigu ir daugumos prekių pristatymas nemokamas. Kitos dalys, tokios kaip apdirbti strypai ir MDF lakštai (gali būti pagaminti iš faneros), buvo įsigytos iš vietinės techninės įrangos parduotuvės. Lazeris ir lazerio tvarkyklė buvo užsakyti iš ebay.
Stengiausi rasti mažiausias visų prekių kainas (neįskaitant siuntimo).

Prireikė daug laiko, kol sugalvojau šį dizainą. Iš pradžių dariau keletą kitų, bet ši tikrai buvo pati gražiausia iš visų kitų. Visų pirma visas detales nupiešiau grafiniu redaktoriumi ir atsispausdinau natūralaus dydžio.
Visą graviruotoją surinku iš 18 mm ir 12 mm storio MDF lakštų.
Pasirinkimas krito dėl šios konstrukcijos dar ir dėl to, kad buvo lengva pritvirtinti Z ašį ir įrankį, paverčiant mūsų mašiną frezavimo stakle.

Žinoma, galėjau padaryti kitokį, paprastesnį dizainą... Bet ne! Norėjau kažko ypatingo!

Surinkimo procesas

Atsispausdinusi brėžinius turėjau detales, kurias reikėjo derinti. Pirmiausia sumontavau elektronikos korpuso dureles kairėje pusėje ir vyrių užraktą (durys montuojasi nesunkiai, todėl tai ir padariau pirmiausia. Elektronikos korpusui surinkti naudojau daug L formos geležinių laikiklių su skylutėmis savisriegiams sraigtams Jei korpusas planuojamas iš faneros, tuomet jame taip pat būtina išgręžti skylutes savisriegiams.

Pirmiausia vėl buvo paimta kairioji elektronikos korpuso pusė ir ant jos, naudojant kronšteinus, sumontuotos priekinės ir galinės korpuso dalys. Dangtį ir valdymo pultą montuoti nenaudojau varžtų ar vinių, o prie sienų prisukau tuos pačius laikiklius ir tiesiog ant jų uždėjau dangtelį su skydeliu, kad vėliau montuojant elektroniką nekiltų nepatogumų.

Padėję elektronikos korpusą į šalį ir paėmę pagrindo plokštę bei X ašies guolių dalis, sumontuokite jas taip, kaip parodyta nuotraukose, įsitikinkite, kad X ašis ir variklio laikiklis yra dešinėje CNC staklės pusėje. Dabar galite saugiai sumontuoti elektronikos korpusą taip, kaip parodyta paveikslėliuose.

Toliau buvo paimti du 700 mm velenai, ant jų suverti po du linijinius guolius ir pritvirtinti prie pačios mašinos naudojant specialias galines atramas įžeminimo velenams.
Šiame etape gavau štai ką:

Atidėkite šią lazerinio įrenginio pusę kuriam laikui ir pasirūpinkite judančia X dalimi, paremkite Y ašį ir pritvirtinkite veleno atramos svorį prie judančios X ašies dalies veržlėmis ir varžtais ir pritvirtinkite atrama prie X ašies dviem veržlėmis.

Dabar paimkite du 500 mm velenus, uždėkite po vieną linijinį guolį ant kiekvieno veleno, pastumkite veleno atramą ant kiekvieno veleno galo ir pritvirtinkite juos prie mašinos.
Pritvirtinkite Y ašies veržlę prie Y ašies judančios dalies veržlėmis ir varžtais ir savisriegiais varžtais prisukite prie linijinių guolių.
Pritvirtinkite švino varžtą ir žingsninį variklį.
Visa tai prijunkite prie kitos graviruotojo pusės ir pritvirtinkite varžtą bei žingsninį variklį.

Dabar turėtumėte turėti kažką panašaus į tai, kas parodyta šioje nuotraukoje:

Mašinų elektronika

Taip pat į elektronikos korpusą įdėjau medžio gabalą žingsniniam varikliui laikyti.

Arba galite tiesiog uždėti graviruotojo dangtį ir skydelį, kad grožėtumėte atliktu darbu ir puikiu dizainu.

išvadas

Galbūt tai yra visa informacija, kurią jis mums perdavė, tačiau tai yra gana gera instrukcija tiems, kurie svajoja savo rankomis surinkti gerą naminį lazerinį aparatą namų ir pomėgių reikmėms.

Pats lazerinio graviruotojo surinkimas nėra ypač brangus, nes dalių skaičius yra minimalus, o jų kaina nėra ypač didelė. Brangiausios dalys, ko gero, yra žingsniniai varikliai, kreiptuvai ir, žinoma, pačios lazerio galvutės dalys su aušinimo sistema.

Būtent ši mašina nusipelno ypatingo dėmesio, nes ne kiekvienas lazerinis graviruotojas leidžia greitai sumontuoti frezavimo stakles 3 ašyje ir paversti mašiną visaverčiu CNC maršrutizatoriumi.

Baigdamas noriu pasakyti: jei tikrai norite patys savo rankomis surinkti kokybišką CNC staklę, kuri ištikimai tarnaus ilgus metus, nereikia taupyti kiekvienai smulkmenai ir stengtis pasigaminti vadovus. lygesni nei gamykliniai arba rutulinius varžtus pakeiskite smeigtuku su veržle. Nors tokia mašina veiks, tačiau jos darbo kokybė ir nuolatinis mechanikos bei programinės įrangos derinimas jus tiesiog nuliūdins, privers gailėtis tam skirto laiko ir pinigų.

Daugelis tų namų amatininkų, kurie savo dirbtuvėse užsiima gaminių iš medžio ir kitų medžiagų gamyba ir dekoravimu, tikriausiai pagalvojo, kaip savo rankomis pasidaryti lazerinį graviratorių. Tokios įrangos, kurios serijiniai modeliai yra gana brangūs, buvimas leidžia ne tik labai tiksliai ir detaliai pritaikyti sudėtingiausius raštus ant ruošinio paviršiaus, bet ir atlikti įvairių medžiagų pjovimą lazeriu.

Naminis lazerinis graviruotojas, kuris kainuos žymiai pigiau nei masinės gamybos modelis, gali būti pagamintas net ir neturint gilių elektronikos ir mechanikos žinių. Siūlomo dizaino lazerinis graviruotojas yra surinktas ant Arduino techninės platformos ir turi 3 W galią, o pramoniniams modeliams šis parametras yra ne mažesnis kaip 400 W. Tačiau net ir tokia maža galia leidžia naudoti šį įrenginį gaminiams iš putų polistireno, kamštienos lakštų, plastiko ir kartono pjaustyti, taip pat atlikti kokybišką graviravimą lazeriu.

Reikalingos medžiagos

Norint savarankiškai pagaminti lazerinį graviratorių „Arduino“, jums reikės šių eksploatacinių medžiagų, mechanizmų ir įrankių:

aparatinės įrangos platforma Arduino R3;
Proto Board plokštė su ekranu;
žingsniniai varikliai, kurie gali būti naudojami kaip elektros varikliai iš spausdintuvo arba iš DVD grotuvo;
3 W galios lazeris;
lazerinis aušinimo įrenginys;
DC įtampos reguliatorius DC-DC;
MOSFET tranzistorius;
Elektroninės plokštės, valdančios lazerinio graviravimo variklius;
ribiniai jungikliai;
dėklas, kuriame galite sudėti visus naminio graviruotojo konstrukcinius elementus;
dantytieji diržai ir skriemuliai jų montavimui;
įvairių dydžių rutuliniai guoliai;
keturios medinės lentos (dvi iš jų 135x10x2 cm, o kitos dvi - 125x10x2 cm);
keturi apskrito skerspjūvio metaliniai strypai, kurių skersmuo yra 10 mm;
varžtai, veržlės ir varžtai;
lubrikantas;
kaklaraiščių spaustukai;
kompiuteris;
įvairaus skersmens grąžtai;
diskinis pjūklas;
švitrinis popierius;
spaustukai;
standartinis įrankių rinkinys.

Elektrinė savadarbio lazerinio graviruotojo dalis

Pagrindinis pateikto įrenginio elektros grandinės elementas yra lazerinis emiteris, kurio įvestyje turi būti tiekiama pastovi įtampa, kurios vertė neviršija leistinų parametrų. Jei nesilaikysite šio reikalavimo, lazeris gali tiesiog perdegti. Pateiktos konstrukcijos graviravimo mašinoje naudojamas lazerinis emiteris skirtas 5 V įtampai ir ne didesnei kaip 2,4 A srovei, todėl DC-DC reguliatorius turi būti sureguliuotas 2 A srovei ir iki 5 įtampai. V.

MOSFET tranzistorius, kuris yra svarbiausias lazerinio graviruotojo elektrinės dalies elementas, reikalingas norint įjungti ir išjungti lazerinį emiterį, kai gaunamas signalas iš Arduino valdiklio. Valdiklio generuojamas elektrinis signalas yra labai silpnas, todėl tik MOSFET tranzistorius gali jį suvokti, o tada atrakinti ir užrakinti lazerio maitinimo grandinę. Lazerinio graviruotojo elektros grandinėje toks tranzistorius sumontuotas tarp teigiamo lazerio kontakto ir neigiamo nuolatinės srovės reguliatoriaus.

Lazerinio graviruotojo žingsniniai varikliai yra sujungti per vieną elektroninę valdymo plokštę, kuri užtikrina jų veikimo sinchronizavimą. Dėl šios jungties kelių variklių varomi paskirstymo diržai nenusileidžia ir eksploatacijos metu išlaiko stabilią įtempimą, o tai užtikrina atliekamo apdorojimo kokybę ir tikslumą.

Reikėtų nepamiršti, kad naminėje graviravimo mašinoje naudojamas lazerinis diodas neturėtų perkaisti.

Norėdami tai padaryti, būtina užtikrinti veiksmingą jo aušinimą. Ši problema išspręsta gana paprastai: šalia diodo sumontuotas įprastas kompiuterio ventiliatorius. Kad žingsninių variklių valdymo plokštės neperkaistų, šalia jų taip pat yra kompiuterių aušintuvai, nes įprasti radiatoriai negali susidoroti su šia užduotimi.

Elektros grandinės surinkimo proceso nuotraukos

Nuotrauka-1 nuotrauka-2 nuotrauka-3
Nuotrauka-4 Nuotrauka-5 Foto-6

Surinkimo procesas

Siūlomos konstrukcijos savadarbė graviravimo mašina yra šaudyklinio tipo įrenginys, kurio vienas iš judančių elementų yra atsakingas už judėjimą išilgai Y ašies, o kiti du, suporuoti, už judėjimą išilgai X ašies. , kuris nurodytas ir tokio 3D spausdintuvo parametruose, imamas gylis, iki kurio deginama apdirbama medžiaga. Skylių, kuriose sumontuoti lazerinio graviruotojo šaudyklinio mechanizmo elementai, gylis turi būti ne mažesnis kaip 12 mm.

Stalinio kompiuterio rėmas – matmenys ir tolerancijos

Nuotrauka-1 nuotrauka-2 nuotrauka-3
Nuotrauka-4 Nuotrauka-5 Foto-6

Aliuminio strypai, kurių skersmuo ne mažesnis kaip 10 mm, gali veikti kaip kreipiamieji elementai, kuriais judės lazerinio graviravimo įrenginio darbinė galvutė. Jei nepavyksta rasti aliuminio strypų, šiems tikslams gali būti naudojami tokio pat skersmens plieniniai kreiptuvai. Būtinybė naudoti būtent tokio skersmens strypus paaiškinama tuo, kad tokiu atveju lazerinio graviravimo įrenginio darbinė galvutė nenuslys.

Kilnojamojo vežimo gamyba

Nuotrauka-1 nuotrauka-2 nuotrauka-3

Strypų, kurie bus naudojami kaip lazerinio graviravimo įrenginio kreiptuvai, paviršius turi būti nuvalytas nuo gamyklinio tepalo ir kruopščiai nušlifuotas iki tobulo lygumo. Tada juos reikia tepti baltu ličio pagrindo lubrikantu, kuris pagerins slydimo procesą.

Žingsninių variklių montavimas ant naminio graviravimo įrenginio korpuso atliekamas naudojant laikiklius, pagamintus iš lakštinio metalo. Norint pagaminti tokį laikiklį, metalinis lakštas, kurio plotis yra maždaug paties variklio plotis ir du kartus didesnis už pagrindo ilgį, yra sulenktas stačiu kampu. Tokio laikiklio paviršiuje, kuriame bus elektros variklio pagrindas, išgręžiamos 6 skylės, iš kurių 4 reikalingos pačiam varikliui pritvirtinti, o kitos dvi - kronšteino tvirtinimui prie kėbulo naudojant įprastą savarankišką. - srieginiai varžtai.

Norėdami sumontuoti pavaros mechanizmą, susidedantį iš dviejų skriemulių, poveržlės ir varžto ant variklio veleno, taip pat naudojamas atitinkamo dydžio metalo lakšto gabalas. Tokiam mazgui montuoti iš metalo lakšto suformuojamas U formos profilis, kuriame išgręžiamos skylės jo tvirtinimui prie graviruotojo korpuso ir variklio veleno išėjimui. Skriemuliai, ant kurių bus tvirtinami paskirstymo diržai, yra sumontuoti ant pavaros variklio veleno ir dedami į vidinę U formos profilio dalį. Ant skriemulių uždėti dantyti diržai, kurie turėtų varyti graviravimo įrenginio šaudykles, savisriegiais sraigtais sujungiami su mediniais pagrindais.

Žingsninių variklių montavimas

Nuotrauka-1 nuotrauka-2 nuotrauka-3
Nuotrauka-4 Nuotrauka-5 Foto-6

Programinės įrangos diegimas

Jūsų lazeriniam augintojui, kuris turėtų dirbti automatiniu režimu, reikės ne tik įdiegti, bet ir sukonfigūruoti specialią programinę įrangą. Svarbiausias tokios programinės įrangos elementas – programa, leidžianti susikurti norimo rašto kontūrus ir konvertuoti juos į lazerinio graviruotojo valdikliams suprantamą plėtinį. Tokia programa yra laisvai prieinama, ją be problemų galima atsisiųsti į savo kompiuterį.

Į graviravimo įrenginį valdantį kompiuterį atsisiųsta programa išpakuojama iš archyvo ir įdiegiama. Be to, jums reikės kontūrų bibliotekos, taip pat programos, kuri atsiųs duomenis apie sukurtą piešinį ar užrašą į Arduino valdiklį. Tokią biblioteką (taip pat ir duomenų perdavimo į valdiklį programą) galima rasti ir viešoje erdvėje. Kad Jūsų lazerinis naminis gaminys veiktų tinkamai, o jo pagalba atliktas graviravimas būtų kokybiškas, Jums reikės sukonfigūruoti patį valdiklį pagal graviravimo įrenginio parametrus.

Kontūrų naudojimo ypatybės

Jei jau supratote klausimą, kaip padaryti rankinį lazerinį graviruotoją, tuomet turite išsiaiškinti kontūrų, kuriuos galima pritaikyti naudojant tokį įrenginį, parametrų klausimą. Tokie kontūrai, kurių vidinė dalis neužpildoma net uždažant originalų piešinį, turi būti perkelti į graviruotojo valdiklį kaip failai ne pikselių (jpeg), o vektoriniu formatu. Tai reiškia, kad ant ruošinio paviršiaus naudojant tokį graviratorių užklijuotas vaizdas ar užrašas bus sudarytas ne iš pikselių, o iš taškų. Tokių vaizdų ir užrašų mastelį galima keisti bet kokiu būdu, sutelkiant dėmesį į paviršiaus plotą, kuriame jie turėtų būti naudojami.

Naudojant lazerinį graviratorių, ant ruošinio paviršiaus galima pritaikyti beveik bet kokį piešinį ir užrašą, tačiau tam jų kompiuteriniai maketai turi būti konvertuoti į vektorinį formatą. Atlikti tokią procedūrą nėra sunku: tam naudojamos specialios programos Inkscape arba Adobe Illustrator. Failas, kuris jau buvo konvertuotas į vektorinį formatą, turi būti konvertuojamas dar kartą, kad graviravimo mašinos valdiklis galėtų jį teisingai suvokti. Šiam konvertavimui naudojama programa Inkscape Laserengraver.

Galutinis įrengimas ir pasiruošimas darbui

Savo rankomis pasidarę lazerinio graviravimo mašiną ir į jos valdymo kompiuterį parsiuntę reikiamą programinę įrangą, nepradėkite darbo iš karto: įrangą reikia galutinai sureguliuoti ir sureguliuoti. Kas yra šis koregavimas? Visų pirma, turite įsitikinti, kad didžiausi mašinos lazerio galvutės judesiai išilgai X ir Y ašių atitinka reikšmes, gautas konvertuojant vektorinį failą. Be to, priklausomai nuo medžiagos, iš kurios gaminamas ruošinys, storio, būtina reguliuoti į lazerio galvutę tiekiamos srovės parametrus. Tai turi būti padaryta, kad gaminys, kurio paviršiuje norima išgraviruoti, neperdegtų.

Labai svarbus ir atsakingas procesas yra tikslus lazerio galvutės derinimas (reguliavimas). Reguliavimas reikalingas norint sureguliuoti graviruotojo lazerinės galvutės spindulio galią ir skiriamąją gebą. Brangiuose serijiniuose lazerinio graviravimo staklių modeliuose išlygiavimas atliekamas naudojant papildomą mažos galios lazerį, sumontuotą pagrindinėje darbinėje galvutėje. Tačiau naminiai graviruotojai dažniausiai naudoja nebrangias lazerines galvutes, todėl toks spindulio koregavimo būdas jiems netinka.

Pakankamai kokybiškas savadarbio lazerinio graviruotojo reguliavimas gali būti atliktas naudojant nuo lazerinio žymeklio nuimtą šviesos diodą. Šviesos diodo laidai prijungti prie 3 V maitinimo šaltinio, o pats šviesos diodas fiksuotas standartinio lazerio darbiniame gale. Pakaitomis įjungiant ir reguliuojant spindulių, sklindančių iš bandomojo šviesos diodo ir lazerio galvutės, padėtį, jų išlygiavimas pasiekiamas viename taške. Šviesos diodo iš lazerinio žymeklio naudojimo patogumas slypi tuo, kad lygiavimą galima atlikti nesukeliant pavojaus graviravimo mašinos operatoriaus rankoms ir akims.

Vaizdo įraše parodytas graviruotojo prijungimo prie kompiuterio procesas, programinės įrangos nustatymas ir mašinos paruošimas darbui.