Лазерный гравер на arduino из dvd своими руками – Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм

  • Home
  • Своими руками
  • Лазерный гравер на arduino из dvd своими руками – Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм

Содержание

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Лазерный гравер из DVD версия 2.0
Снова здравствуйте. Не так давно я выкладывал инструкцию по созданию лазерного гравера из CD или DVD-rom. Первая версия лазерного гравера была полностью рабочей, но не лишена ряда проблем. Во-первых, я использовал драйвер двигателя L9110S, тем самым лишился возможности использовать микрошаг двигателя, и как следствие было ограничено разрешение гравировки. Также была проблема несовместимости программного обеспечения гравера со стандартными программами работы с граверами. Во–второй версии, я убрал все недостатки, и гравер стал соответствовать стандартам и также слушаться G-кодов. Основа осталась такая же, изменилась электрика и программное обеспечение. И я представляю вам инструкции по переоборудованию предыдущего или созданию нового лазерного гравера.

Нам необходимо:

— DVD-ROM или CD-ROM
— Фанера толщиной 10 мм (можно использовать и 6мм)
— Саморезы по дереву 2.5 х 25 мм, 2.5 х 10 мм
— Arduino Uno (можно использовать совместимые платы)

— Arduino CNC Shield v3
— Лазер 1000 МВт 405nm Blueviolet
— Драйвера шагового двигателя A4988 с радиаторами 2 шт.
— Блок питания на 5В (я буду использовать старый, но рабочий компьютерный блок питания)
— Транзистор TIP120 ил TIP122
— Резистор 2.2 kOм, 0.25 ВТ
— Соединительные провода
— Коннектор 2.54 мм Dupont
— Элетролобзик
— Дрель
— Сверла по дереву 2мм, 3мм, 4мм
— Винт 4 мм х20 мм
— Гайки и шайбы 4 мм
— Паяльник
— Припой, канифоль

Шаг 1 Собираем корпус, механику и готовим блок питания.
Здесь делаем все в точности, как в первом, втором и третьем шагах инструкции «Лазерный гравер из старых DVD-Rom».

Четвертый шаг можно не делать, так как нам не понадобится джойстик. Все команды будем отправлять через терминал.

Шаг 2 Подготовка двигателей.
Про то как извлечь шаговые двигатели и каретки вы прочитали в первой статье. Так, как и там припаиваем провода к двигателям. С другого конца проводов необходимо заклепать коннекторы Dupon:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Если есть, удобно использовать пластиковый корпус для них, на четыре провода. Если нет, том можно, как и я просто одеть термоусадку на каждый из проводов.

Шаг 3 Собираем электрику.
Мозг нашего гравера – Arduino Uno.

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Устанавливаем ее в задней части гравера:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Одной из важнейших деталей является Arduino CNC Shield. Мы будем использовать третью версию данной платы расширения. Благодаря ей мы значительно уменьшим количество проводов и упростим сборку гравера:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

И с обратной стороны:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Ставим Arduino CNC Shied v3 сверху Uno:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

В комплекте с платой расширения должны идти перемычки. До установки драйвером, необходимо установить перемычки на оси X и Y. А именно, должны быть установлены перемычки MS0, MS1 и MS2 на осях X и Y. Таким образом мы установим микрошаг равный 1\16. Если запутались небольшая инструкция по данной плате расширения:

Дравера выглядят так:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0
Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Вначале устанавливаем радиаторы на драйвера:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

А затем ставим их на места для осей X и Y. Обратите внимание на положение драйвера. Так как его можно легко установить не верно. Ключевая ножка EN на драйвере должна совпадать с тем же гнездом на плате расширения:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Я рекомендую покупать сразу комплект, состоящий из Arduino Uno, CNC Shield и драйверов A4988 с радиаторами. Так получается дешевле и не придется ждать, пока подойдет следующий компонент.

Купленный нами готовый лазер с драйвером и радиатором охлаждения, потребляет до 500 mA. Его нельзя напрямую подключать к Arduino. Чтобы решить эту проблему, возьмет транзистор TIP120 или TIP122. Резистор 2.2 kOm включаем в разрыв между Base транзистора и pin 11 Arduino. На CNC Shield этот pin обозначен как Z+. Это не опечатка. Дело вот в чем. Забегая на перед, скажу, что мы будем работать с прошивкой GBRL 1.1. CNC Shield v3 делался для более ранней версии этой прошивки. В версии GBRL 1.1 разработчики решили переделать нумерацию портов, и поэтому она отличается от того, что написано на плате. А именно, поменяли местами Z+ (D12) и Spn_EN (D11). Шпиндель подключили к D11, который является ШИМ портом, для управления оборотами двигателя, или мощностью лазера в нашем случаем. Картинка с измененными пинами:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0
Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Base – R 2.2 kOm – pin 11 Arduino (Z+ CNC Sheild)
Collector – GND Лазера (Черный провод)
Emitter – GND (Общий блока питания)
+5 лазера (красный провод) — +5 блока питания

Схема не сложная, поэтому паяем все на весу, заизолировав провода и ножки транзистора, вещаем его сзади, на боковой части

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Настройка GBRL прошивки не самая легкая задача, особенно для новичка. А с лазер, как и спички, детям не игрушки. Даже при попадании отраженного луча, можно серьезно повредить глаз. Поэтому я рекомендую работать с лазером только в защитных очках, а на время тестов и настройки, подключить вместо лазера обычный светодиод. Цвет не имеет значения. Включив в разрыв плюсового провода диода подходящий резистор, подключаем светодиод вместо лазера:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Защитные очки и проверочный диод сведут к минимуму случайные проблемы с гравером.

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Шаг 4 Настройка ограничения тока двигателей.
Настройка силы тока необходима для снижения шума при работе на завышенном токе, избавления от сдвига при низком токе, а также для снижения нагрева шагового двигателя.

Минусовой провод мультиметра соединяем с контактом GND, плюсовой прижимаем к корпусу подстроечного резистора на драйвере. Маленькой отверткой крутим подстроечный резистор замеряя напряжение Vref. Таким образом мы выставим правильный ток для нашего драйвера шагового двигателя.

Формула Vref для A4988 зависит от номинала резисторов, установленных на них. Как правило это R100.

Vref = Imax * 8 * (RS)

Imax — ток шагового двигателя
RS — сопротивление резистора.
В нашем случае:
RS = 0,100.
Рекомендованная сила тока шаговых двигателей равна 0,36А. Но я предпочитаю его немного увеличить.
Imax = 0.4
Vref = 0,5 * 8 * 0,100 = 0,32 В.

Шаг 5 Заливка GBRL 1.1.
Удобнее всего записывать в Arduino Uno готовый HEX файл прошивки.

Для этого необходима программа XLoader:

Запускаем программу. Выбираем скачанный ранее HEX файл. Ниже выбираем из списка наш контролер, а именно Uno(ATmega328). Далее выбираем com порт к которому подключена Arduino. Ставим скорость 115200 и нажимаем Upload. Дождавшись окончания заливки, можно перейти к проверке и настройке.

Шаг 6 Настройка параметров.
Заложенные в прошивке параметры отличаются от параметров нашего станка. Для настройки используется окно терминала. Можно использовать любой, который вам нравиться. Я предпочитая Arduino IDE. Скачиваем ее с официального сайта проекта:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Библиотек никаких не требуется, от Arduino IDE нам нужен только терминал. Во вкладке Инструменты выбираем нашу плату – Arduino Uno, затем выбираем com порт, к которому она подключена. После этого запускаем терминал, находящийся во вкладке Инструменты – Монитор порта. В окне терминала ставим параметр CR (возврат каретки) и скорость 115200 бод. Должна прийти следующая строка:

Grbl 1.1f ['$' for help] 

Если вы ее увидели, значит прошивка стала удачно и можно перейти к настройке. Итак, мы используем шаговые двигатели от DVD или CD приводов. Они именуются как PL15S020 или совместимые с этим:

Для просмотра текущих параметров прошивки введите:

$$

Данный двигатель имеет 20 шагов на оборот. Шаг винта — это расстояние которое проходит каретка за один оборот, в нашем случаем, 3 мм. Рассчитываем количество шагов на 1 мм: 20/3=6,6666666666667 шага на 1мм. На драйверах a4988 мы установили микрошаг 16. Значит, 6,6666666666667*16=106,67 шага на 1 мм. Записываем эти данные в прошивку. Для этого в окне терминала вводим:

$100=106,67
$101=106,67
$102=106,67

Последний параметр не обязателен, он для оси Z, но так понятнее потом просматривать параметры. Затем включаем режим лазера командой:

$32=1

Устанавливаем максимальную мощность лазера равной 255:

$30=255

Для проверки лазера (лучше вначале подключить светодиод) вводим команду:

M3 S255

Отключаем лазер командой:

M5

Затем задаем максимальный размер выжигания. Для нашего гравера это 38 х 38 мм:

$130=38.000
$131=38.000
$132=38.000

Опять последний параметр не обязателен, он для оси Z.
Выкладываю рабочие параметры нашего гравера, чтобы вы могли сравнить:

$0=10
$1=25
$2=0
$3=0
$4=0
$5=0
$6=0
$10=1
$11=0.010
$12=0.002
$13=0
$20=0
$21=0
$22=0
$23=0
$24=25.000
$25=500.000
$26=250
$27=1.000
$30=255
$31=0
$32=1
$100=106.667
$101=106.667
$102=106.667
$110=500.000
$111=500.000
$112=500.000
$120=10.000
$121=10.000
$122=10.000
$130=38.000
$131=38.000
$132=38.000

Шаг 7 Подготовка изображения.
Чтобы выжечь что-нибудь необходимо подготовить выбранную вами картинку, а именно перевести ее в G-код. Для этого будем использовать программу CHPU:

chpu.rar [1000.35 Kb] (скачиваний: 850)

Скачиваем и отрываем программу. Нажимаем «Импорт изображения» и выбираем вашу картинку. В разделе «Изменить разрешение» ставим «Ширину» и «Высоту» максимум 38 мм. «Плотность» можно попробовать разную, на мой взгляд оптимально 6:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Переходи во вкладку «Выжигание». Выбираем «ВКЛ на черном». В разделе «Предварительные команды» должны быть следующие записи, без пояснений в скобках:

%
G71
S255 (Мощность лазера на максимум)
G0 F200 (Скорость холостого хода)
G1 F100 (Скорость выжигания)
(F-Burning speed)

Скорость выжигания можно попробовать разную. Для пластика F100 достаточно, для дерева может понабиться меньше. Нажимаем «Сохранить G код» и указываем место для хранения. Важно! Разрешение следует выбирать «.nc».

Шаг 8 Выжигание.
Для выжигания и управления гравером будем использовать программу GrblController:

Скачиваем и устанавливаем ее. Нажимаем «Open». Проверив что все работает, используя стрелочки и команду включения лазера, выбираем сохраненный вами файл и отправляем на прожиг, нажав «Begin»:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0
Лазерный гравер из DVD версия 2.0
Лазерный гравер из DVD версия 2.0

Видео работы гравера:

Лазерный гравер из DVD версия 2.0 Лазерный гравер из DVD версия 2.0 Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Лазерный гравер из dvd своими руками

Это версия лазерного гравера и резака для бумаги с ЧПУ, на основе Arduino, используя старый dvd-привод и лазер мощностью 250 мВт

Необходимые детали и материалы:

  • Arduino Nano (с USB-кабелем)
  • 2x DVD приводной шаговый механизм
  • 2 модуля драйвера шагового двигателя A4988 (или экран GRBL)
  • Лазер 250 мВт с регулируемой линзой (или выше)
  • 12В 2Amp минимум питания
  • 1x IRFZ44N N-CHANNEL Mosfet
  • 1х 10к резистор
  • Резистор 1x 47 Ом
  • 1x регулятор напряжения LM7805 (с радиатором)
  • Пустая печатная плата
  • Головки Male и Female 
  • 2,5 мм JST XH-Style
  • 2-контактный разъем
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор Перемычка кабелей
  • 8x маленьких неодимовых магнитов (которые я спас от механизма линз DVD)
  • 1x 2-контактный штекер в винтовом разъеме клеммной колодки
  • Лента транспортная (100 мм)
  • Супер клей
  • 6x винтов M3x12
  • 8x M2x5 винтов
  • Лазерные защитные очки.

Потребуются два механизма привода DVD, один для оси X и второй для оси Y.
Используя небольшую отвертку с головкой Phillips, удалили все винты и отсоединенный шаговый двигатель, скользящие направляющие и толкатель.
Шаговые двигатели представляют собой 4-контактный двухполюсный шаговый двигатель.

Небольшой размер и низкая стоимость DVD-мотора говорит о том, что вам не стоит ожидать высокого разрешение мотора. Это обеспечивается ведущим винтом. Кроме того, не все такие двигатели делают 20 шагов / 24 об., также является общей спецификацией. Вам просто нужно протестировать ваш двигатель, чтобы убедиться, на что он способен.

Порядок расчета разрешающей способности шагового двигателя dvd привода

Чтобы измерить разрешение шагового двигателя привода CD / DVD, нужен цифровой микрометр. Расстояние вдоль винта было уже измерено. Общая длина винта промерена с помощью микрометра, которая оказалась 51,56 мм. Далее нужно определить значение отведения, которое представляет собой расстояние между двумя соседними резьбами на винте. Потоки были рассчитаны на 12 нитей в пределах этого расстояния. Отвод = расстояние между соседними нитями = (общая длина / количество нитей = 51,56 мм) / 12 = 4,29 мм / об. Угол шага составляет 18 градусов, что соответствует 20 шагам / оборот. Теперь, когда вся необходимая информация доступна, разрешение шагового двигателя можно рассчитать, как показано выше: Разрешение = (Расстояние между смежными нитями) / (N шагов / оборот) = (4,29 мм / оборот) / (20 шагов / оборот) = 0,214 мм / шаг. Что в 3 раза лучше требуемого разрешения, которое составляет 0,68 мм / шаг.

Подготовка слайдера

Используя супер клей, крепим ползунок и направляющую. Пружина прикреплена для поддержания натяжения между направляющей и ходовым винтом, чтобы избежать зазубрин.

Сборка направляющих для оси Y

Перед установкой ползунка в основание, приклеим 4 маленьких неодимовых магнитов (из механизма линз DVD) на X-пластину. Эти магниты помогут удерживать заготовку в рабочей зоне.

Гладкий стержень сохранит механизм скольжения в целости и сохранности относительно основания.

Сборка направляющих для оси X

Используя супер клей и винт, прикрепим направляющий механизм к корпусу лазера.

Затем прикрепите шаговый двигатель к месту, используя винты и вставьте гладкие стержни и направляющую часть в отверстия, учитывая, что ползунок движется свободно и не слишком сильно. Далее прикрепим к нему боковые стойки рамы.

Подключение шаговых двигателей

Для шаговых двигателей используем старый USB-кабель, потому что он имеет 4 провода внутри и крышку, так же он более гибкий и с ним легко работать.

Используя режим непрерывности в мультиметре, определите 2 катушки, катушку A и катушку B.

Я сделал 2 пары проволоки, выбрав цвета: одну пару для катушки A и вторую для катушки B.

Припаял их и использовал термоусадочную трубку.

Комбинирование осей X и Y

Используя 4 винта M3x12, объедините основание и две боковые рамы в одну сборку.

Электроника

Детали используемые для драйвера:

  • Arduino nano.
  • 2x A4988 Драйверы шаговых двигателей.
  • 1x IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор.
  • 1x LM7805 Регулятор напряжения с радиатором.
  • 1x 47 Ом и 1x 10 кОм резистор.
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор.
  • 1x 2,5 мм JST XH-Style 2-контактный разъем.
  • Штыри заголовка мужского и женского пола.
  • 1x (20 мм х 80 мм пустой печатной платы).

В GRBL защищены цифровые и аналоговые пины Arduino.

Шаговый контакт для осей X и Y прикреплен к цифровым контактам 2 и 3 соответственно. Вывод «Dir» для осей X и Y прикреплен к цифровым выводам 5 и 6 соответственно. D11 для лазерного включения. Arduino получает питание через USB-кабель. Драйверы A4988 через внешний источник питания. Все основание имеет общие связи. VDD A4988 подключены к 5V Arduino. Лазер, который использовался, работает на 5 В и имеет встроенную цепь постоянного тока. Для источника постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания используется регулятор напряжения LM7805. Радиатор является обязательным. IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор работает как электронный переключатель, когда получает цифровой высокий сигнал с контакта D11 Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: используем 5 В от Arduino Nano 

Настройка микро шага для каждой оси.

MS0 MS1 MS2 Разрешение микрошагов.

Низкий Низкий Низкий Полный шаг.
Высокий Низкий Низкий Полшага

Низкий Высокий Низкий Квартальный шаг.

Высокий Высокий Низкий Восьмой шаг.

Высокий Высокий Высокий Шестнадцатый шаг.

3 контакта (MS1, MS2 и MS3) предназначены для выбора одного из пяти шагов решения в соответствии с приведенной выше таблицей правды. Эти контакты имеют внутренние понижающие резисторы, поэтому, если мы оставим их отключенными, плата будет работать в режиме полного шага. Мы использовали 16-ю ступенчатую конфигурацию для плавного и бесшумного. Большинство (но, конечно, не все) шаговых двигателей совершают 200 полных шагов за оборот. Путем надлежащего управления током в катушках можно заставить двигатель двигаться меньшими шагами. Pololu A4988 может заставить двигатель двигаться с шагом 1/16 — или 3200 шагов за оборот. Основное преимущество микрошагования заключается в уменьшении шероховатости движения. Единственные полностью точные позиции — позиции полного шага. Двигатель не сможет удерживать стационарное положение в одном из промежуточных положений с той же точностью положения или с тем же удерживающим моментом, что и в положениях полного шага.

Сборка электроники в кадр

Смонтируйте плату драйвера на задней панели, используя 2 винта M2 и к раме машины, используя 2 винта M3x12. Подключены к соединениям для шаговых двигателей X, Y и Laser.

Регулировка тока шагового драйвера

Для достижения высоких скоростей шага, питание двигателя обычно намного выше, чем было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный номинальный ток 1 А с сопротивлением катушки 5 Ом, что будет указывать на максимальное питание двигателя 5 В. Использование такого двигателя с напряжением 12 В позволило бы повысить скорость шага, но ток должен активно быть ограниченным до 1А, чтобы предотвратить повреждение двигателя. A4988 поддерживает такое активное ограничение тока, а потенциометр триммера на плате можно использовать для установки ограничения тока. Один из способов установить ограничение тока — перевести драйвер в полноступенчатый режим и измерить ток, проходящий через одну катушку двигателя, без замыкания входа STEP. Измеренный ток будет 0.7-кратный предел тока (поскольку обе катушки всегда включены и ограничены до 70% от предела тока, установленного в режиме полного шага). Обратите внимание, что изменение логического напряжения Vdd на другое значение изменит настройку ограничения тока, поскольку напряжение на выводе «ref» является функцией Vdd. Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока относится к опорному напряжению следующим образом: Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока соотносится к опорному напряжению следующим образом: Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока соотносится к опорному напряжению следующим образом: Ограничение тока = VREF × 1,25. Так, например, если опорное напряжение 0,6 В, то предельный ток 0.75A. Как упомянуто выше, в режиме полного шага ток через катушки ограничен до 70% от предела тока, поэтому, чтобы получить ток катушки для полного шага в 1А, предел тока должен быть 1А / 0,7 = 1,4А, что соответствует до VREF 1,4A / 1,25 = 1,12 В. См. таблицу данных A4988 для получения дополнительной информации. Примечание. Ток катушки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует использовать ток, измеренный на источнике питания, для установки предела тока. Подходящее место для установки вашего измерителя тока — последовательно с одной из ваших катушек шагового двигателя.

Cборка лазера

 

Лазер, который я использовал, это фокусируемый лазерный модуль 200-250 мВт, 650 нм. Наружный металлический корпус работает как теплоотвод для лазерного диода. Имеет фокусирующую линзу для регулировки лазерной точки.

Подсоедините разъем лазерного провода к лазерному разъему на плате драйвера.

Купить лазер можно тут.

Готовимся!

Используя четыре небольших неодимовых магнита, зафиксируйте рабочую деталь на рабочей станине и установите оси X и Y в исходное положение (home). Включите плату драйвера через внешний источник питания и подключите Arduino Nano к компьютеру через кабель USB A — USB Mini B.

Также питание платы осуществляется от внешнего источника питания.

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕЖДЕ ВСЕГО!!!!!!!!

ОБЯЗАТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЙТЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОЧКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ!!!!!!!!

Прошивка GRBL

  • Скачать GRBL, https://github.com/gnea/grbl
  • Распакуйте на рабочий стол папку grbl-master, вы найдете ее в файле master.zip
  • Запустите Arduino IDE
  • В меню панели приложения выберите: Sketch -> #include Library -> Add Library from file.ZIP
  • Выберите папку grbl, которую вы можете найти внутри папки grlb-master, и нажмите Open
  • Теперь библиотека установлена и программное обеспечение IDE покажет вам следующее сообщение: Библиотека добавлена в вашу библиотеку. Проверьте меню «Включение библиотек».
  • Затем откройте пример под названием «grbl upload» и загрузите его на свою платформу arduino.

Программное обеспечение для отправки G-кода

Также нам нужно программное обеспечение для отправки G-кода в ЧПУ, для этого я использовал LASER GRBL

LaserGRBL — один из лучших стримеров для Windows GCode для лазерных граверов DIY. LaserGRBL может загружать и транслировать путь GCode в arduino, а также гравировать изображения, картинки и логотип с помощью встроенного инструмента конвертации.

LASER GRBL Скачать на http://lasergrbl.com/en/

Последняя версия, стабильная

https://github.com/arkypita/LaserGRBL/releases/tag/v3.0.10

Полная версия

github.com/arkypita/LaserGRBL

LaserGRBL постоянно проверяет наличие COM-портов на машине. Список портов позволяет вам выбрать COM-порт, к которому подключена ваша плата управления.

Пожалуйста, выберите правильную скорость передачи данных для соединения в соответствии с конфигурацией прошивки вашего устройства (по умолчанию 115200).

Настройки Grbl:

$$ — Просмотр настроек Grbl

Чтобы просмотреть настройки, введите $$ и нажмите клавишу ввода после подключения к Grbl. Grbl должен ответить списком текущих настроек системы, как показано в примере ниже. Все эти настройки являются постоянными и хранятся в EEPROM, поэтому, если вы выключите питание, они будут загружены обратно при следующем включении Arduino.

$0=10 (step pulse, usec)

$1=25 (step idle delay, msec)

$2=0 (step port invert mask:00000000)

$3=6 (dir port invert mask:00000110)

$4=0 (step enable invert, bool)

$5=0 (limit pins invert, bool)

$6=0 (probe pin invert, bool)

$10=3 (status report mask:00000011)

$11=0.020 (junction deviation, mm)

$12=0.002 (arc tolerance, mm)

$13=0 (report inches, bool)

$20=0 (soft limits, bool)

$21=0 (hard limits, bool)

$22=0 (homing cycle, bool)

$23=1 (homing dir invert mask:00000001)

$24=50.000 (homing feed, mm/min)

$25=635.000 (homing seek, mm/min)

$26=250 (homing debounce, msec)

$27=1.000 (homing pull-off, mm)

$100=314.961 (x, step/mm)

$101=314.961 (y, step/mm)

$102=314.961 (z, step/mm)

$110=635.000 (x max rate, mm/min)

$111=635.000 (y max rate, mm/min)

$112=635.000 (z max rate, mm/min)

$120=50.000 (x accel, mm/sec^2)

121=50.000 (y accel, mm/sec^2)

$122=50.000 (z accel, mm/sec^2)

$130=225.000 (x max travel, mm)

$131=125.000 (y max travel, mm)

$132=170.000 (z max travel, mm)

Настройка системы

Вот самая трудная часть проекта

— Настройка лазерного луча в наименьшую возможную точку на заготовке. Это самая сложная часть, которая требует времени и терпения, используя метод следа и ошибки.

— Настройка GRBL на $ 100, 101, 130 и 131

Настройка для GRBL

$ 100 = 110.000

$ 101 = 110,000

$ 130 = 40,000

$ 131 = 40.000

Я попытался гравировать квадрат сторон 40 мм и после стольких ошибок и изменения настройки grbl, я получил правильную линию 40 мм, выгравированную как по оси X, так и по оси Y. Если разрешение по осям X и Y не совпадает, изображение будет масштабироваться в любом направлении.

Имейте в виду, что не все шаговые двигатели от DVD приводов одинаковы.

Это длительный и трудоемкий процесс, но результаты будут хороши, если серьезно подойти к настройке.

Пользовательский интерфейс LaserGRBL.

  • Управление подключением: здесь вы можете выбрать последовательный порт и правильную скорость передачи данных для подключения в соответствии с конфигурацией прошивки grbl.
  • Управление файлами: это показывает загруженное имя файла и процесс гравировки. Зеленая кнопка «Play» начнет выполнение программы.
  • Ручные команды: здесь вы можете ввести любую строку G-кода и нажать «ввод». Команды будут помещены в очередь команд.
  • Журнал команд и коды возврата команд: показать команды в очереди, их состояние выполнения и ошибки.
  • Jogging control: позволяет вручную позиционировать лазер. Левый вертикальный ползунок контролирует скорость движения, правый ползунок контролирует размер шага.
  • Предварительный просмотр гравировки: эта область показывает окончательный предварительный просмотр работы. Во время гравировки маленький синий крестик покажет текущее положение лазера во время выполнения.
  • Сброс / возвращение / разблокировка GRBL: эти кнопки подают команду мягкого сброса, возврата и разблокировки на доску GRBL. Справа от кнопки разблокировки вы можете добавить некоторые пользовательские кнопки.
  • Удержание и возобновление подачи: эти кнопки могут приостанавливать и возобновлять выполнение программы, посылая команды удержания или возобновления подачи на доску grbl.
  • Количество строк и проекция времени: LaserGRBL может оценивать время выполнения программы на основе фактической скорости и хода выполнения задания.
  • Переопределяет состояние элемента управления: показывает и изменяет фактическую скорость и переопределение мощности. Переопределение — это новая функция grbl v1.1, которая не поддерживается в более старой версии.

Гравюра на дереве

Растровый импорт позволяет загружать изображения любого вида в LaserGRBL и поворачивать его GCode инструкциями без необходимости использования другого программного обеспечения. LaserGRBL поддерживает фотографии, картинки, карандашные рисунки, логотипы, значки и старается сделать все возможное с любым видом изображения.

Его можно вызвать из меню «Файл, Открыть файл», выбрав изображение типа jpg, png или bmp.

Настройки для гравировки различны для всех материалов.

Определите скорость гравировки на мм, а качество линий на мм. 

Этот лазер мощностью 250 мВт также способен резать тонкую бумагу, но скорость должна быть очень низкой, т.е. не более 15 мм / мин и лазерный луч должен быть правильно отрегулирован.

Оригинал: https://www.thingiverse.com/thing:3521286

getfab.ru

Изготавливаем лазерный гравер своими руками

Лазерный гравер своими руками из dvd приводов с ЧПУ-управлением.

Шаг 1: Разбираем старые DVD-приводы

Для начала, нам понадобятся два оптических привода — CD или DVD. Нас интересует каретка с шаговым двигателем, направляющие и лазерные диоды. Эти каретки будут нашими осями X и Y, их нужно будет прочно закрепить перпендикулярно друг другу. Как это сделать — вопрос вашего воображения.

Шаг 2: Собираем основу

В моём распоряжении был алюмелевый уголок примерно метр длиной и акриловое стекло. Я сделал основу из них, прикрутив ось Y маленькими болтами к алюминию. Закрепите ось X на алюминиевом уголке при помощи распечатанных на 3D принтере кронштейнах. Также будет хорошо сделать резиновые ножки для базы.

Шаг 3: Лазер

Следующий шаг — работа с лазером. Если вы разобрали привод DVD RW, вы можете использовать для проекта его лазерный диод, просто соорудите небольшой движочек — у меня есть видео о том, как это сделать.

Я собираюсь использовать модуль лазера 1.5w 445nm, который я соорудил в этом видео.

Естественно, при длительной работе, настольному лазерному граверу потребуется охлаждение, для DVD может хватить и кусочка алюминия, но в моём случае потребуется активное охлаждение. Я распечатал кронштейны для крепежа лазерного диода с движком на радиаторе с вентилятором шириной 50мм, таким образом, я решил и проблему с выведением дыма от гравируемой поверхности. В этом проекте обязательно носите очки для защиты от лазера, они стоят копейки — не экономьте на своём здоровье.

Шаг 4: Электроника

В качестве мозга у нас будет Ардуино Нано(Ali или Amazon), также нам пригодится шаговый мотор A4988 (Ali или Amazon), MOSFET IRFZ44N (Ali или Amazon), пара резисторов 47 ohm и 10k (Ali или Amazon). Источник питания для моторов и лазера — 12V и минимум 3A (Ali или Amazon), питание на Ардуино подается напрямую через USB, я полагаю, что схема довольно проста. Наиболее внимательные из вас обратили внимание на радиатор — тот факт, что я купил движок лазера на одну li-ion батарейку около 4V, и использовал lm317 для понижения DC-DC вольтажа с 12V на 4V, конечно же, он очень грелся при силе тока в 700mA. Я собрал всё на макетной плате, но забыл записать видео, поэтому посмотрите, как всё было спаяно на плате. MOSFET не нуждается в охлаждении — он и так достаточно прохладный.

Шаг 5: Программное обеспечение

Перед настройкой, нам нужно загрузить софт. Я использовал GRBL 1.1, исходники которого можно найти на GitHub. Нам нужна только папка «grbl», помещенная в zip-архив. Зайдите а ИДЕ Ардуино, далее Sketch — Include Library — Add .ZIP Library и выберите наш архив. Затем откройте пример, называющийся «grbl upload» и загрузите его на плату Ардуино. Также нам понадобится софт для отправки G-Code на гравировщик, я опробовал несколько вариантов и мне больше всего понравился «Laser GRBL». Выберите COM порт с Ардуино и скорость 115200, соединитесь и отправьте комманду , чтобы получить от платы ответ.

Шаг 6: Настройка шаговых двигателей

Возвращаясь к электронике, перед подключением, нам нужно правильно настроить питание для движочков, запитайте 12V, соедините Ардуино с ПК и замерьте вольтаж на потенциометрах. Вы можете рассчитать его по формуле

Vref = Текущая сила тока * 8 * 0,100 = Текущая сила тока / 1,25

Но, так как мы не знаем нужной силы тока для наших моторчиков, установите показатель примерно на 250mV и подключите моторчики. Один из моих движков грелся слишком сильно и я снизил напряжение до 130mV, второй наоборот, пропускал шаги, и я увеличил вольтаж до 350mV. 3 пина на моторчике отвечают за разрешение (размер шага), соедините их с +, и помните, что один из моих моторчиков не хотел работать с шагом 16 и мне пришлось выставить значение на 8. Во время настройки попробуйте также подвигать нашу конструкцию при помощи софта GRBL, используя стрелочки. Для экстренного выключения используйте стоп-кнопку с молнией.

Шаг 7: Установка программы

Следующим шагом будет установка программы. Соедините лазерный выжигатель с ПК и отправьте команду $$ — вы получите список параметров, которые хранятся в памяти Ардуино. Нас интересуют строчки со следующими номерами:

  • 30 — максимальная широтно-импульсная модуляция лазера (PWM), с заданным параметром на пин d11 Ардуино будет подаваться 5V, вы можете оставить всё как есть, но я поменял его на 256, это делается путём отправки команды $ 30 = 256.
  • 32 — режим лазера, вам нужно отправить туда «1», как и в предыдущем пункте, напишите $ 32 = 1,
  • 100 — как много шагов нужно сделать мотору, чтобы пройти один миллиметр по оси X,
  • 101 — то же самое для оси Y, эти два параметра должны быть рассчитаны, но для этого вам нужно знать шаг мотора. Просто нарисуйте что-нибудь и замерьте реальные размеры получившейся картинки и поменяйте параметры.
  • строки 130 и 131 — максимальные расстояния по осям X и Y соответственно, оно составляет около 35 мм и зависит от движочка.

Для того чтобы настроить фокусировку лазера, нужно включить лазер. Для этого нужно отправить M3 S250 и G1 X0 S25 F50 — это запустить лазер на 10% мощности.

Шаг 8: Финальный

Последним важным шагом будет настройка пределов по осям лазера и места, которое при включении лазера будет считаться нулевыми координатами. Так что перед включением лазера нам нужно выставить максимальные значения по осям — вытяните оси Y и X в максимальное правое положение. Загрузка картинок очень проста — выберите файл, он может быть как уже готовым G-Code, так и просто картинкой jpg, png или bmp.

masterclub.online

Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм

Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм

Дома есть коробка деталей от ДВД, сканеров, принтеров и хочется чего-нибудь заваять из этого. Тем более стартовал в этой тематике именно с лазерного выжигателя из ДВД.

Вот и подумалось сотворить чего-нибудь с текущим опытом и наличием 3D-принтера.

Проблем у лазерного выжигателя из DVD-rom много: это в первую очередь маленькая рабочая зона 40мм на 40 мм, низкое разрешение, слабый лазер и т.д. Но он позволяет получить почти настоящий лазерный выжигатель с управлением с компьютера.

Вот прикинул, что есть вналичие и какое надо разрешение. Сделал несколько прикидочных вариантов и вот такое получилось.

Пример выжженной картинки на гофрокартоне. Рабочая зона 105 мм на 110 мм. Разрешение 6 линий на мм. Но лучшее качество получается на разрешении 4 линии на 1 мм. Скорость прожига 300 мм/мин (5 мм/сек). Скорость прожига определяется мощностью лазера и качеством его фокусирующей системы.

Лазер синий (450 нм) 2500 миллиВатта (2,5 ватта) на 12 вольт. Валы не стандарт — 5,75 мм и 5,9 мм. Шаговые двигатели от компьютерных струйных принтеров — 48 шагов на оборот — 7,5 градусов на шаг. Плата управления — шилд для ЧПУ -CNC shield 111330 v. 4.0 на Arduino NANO. Прошивка GRBL 1.1. Блок питания 12 вольт 4,5 ампера для запитки светодиодных лент. Программа для подготовки G-кодов для выжигания — бесплатная LaserGRBL .

Работает и без подключения к компьютеру, если подключить экран с кардридером MKS TFT 24.

Подключается к разъёму CNC shield 111330 — ‘TX RX +5v GND’ Можно не только выжигать, но резать насквозь ватман, картон 0,5 мм (гофрокартон не прорезает), пенопласт, тонкий цветной пластик. Всё началось с линейных осей и двигателей. Валялись без дела круглые шаговые двигатели от струйных принтеров. Но для 3D принтера они не подходят — слабые, мало шагов на оборот — всего 48 шагов, большой угол поворота на шаг 7,5 градуса. Поэтому если их ставить то только с редуктором.

Достал коробку с б.у. пластиковыми шестернями с принтеров и сканеров и нарисовал редуктор в солидворксе.

Напечатал……. Снова нарисовал, снова напечатал…….. и так пока не заработало. Потом нарисовал оси. Так как валы разного диаметра и полный не стандарт и редукторы получились разные на оси. То есть повторяемости- ни какой. Даже для себя , даже хотя бы одинаковое для двух осей не получилось. Далее берём корпус от ДВД привода, и прикручиваем с боков две прямоугольных трубы 15*30мм. У ДВД привода с боков есть отверстия с резьбой 3мм — с двух сторон, в два ряда, для крепления привода в корпусе компьютера. Очень удобно, к этим отверстиям, приделать вертикальные стойки. Сваял из лазерного диода от ДВД привода — лазерный тракт.

Тракт для лазерного диода — DC-DC преобразователь — 12 вольт -5 вольт. Плата стабилизации регулируемого тока и TTL-включения и сам лазерный диод. Я выставил ток на 250 мА.

Объектив сделан из линзы от головки каретки ДВД привода. Линза вставлена в резиновую втулку. Резиновая втулка в трубку с резьбой. Фокусное расстояние меняется вывинчиванием трубки из стопорной гайки — штуцера . Вот так светит без фокусирующего объектива А вот так с фокусирующим объективом. Но получился лазер слабым. Пенопласт выжигает, а на картоне или фанере не получается в приемлемое время получить прожиг. Поэтому поставил китайский фабричный лазер на 2,5 ватта на 12 вольт -синий (450нм) Плата управление CNC shield 111330 + ARDUINO NANO Всю управляющую.электронику прикрутил сзади -за осью Х. Питание от блока питания светодиодных лент на 12 вольт 4,5 ампера. Но лазер сильно просаживает линию питания в момент включение, хотя общее стабильное потребление при включённом лазере не превышает 1,5 амперов. Поэтому пришлось повесить дополнительных конденсаторов на линию питания.

Прошивка GRBL 1.1. Сперва стояла GRBL 0.9 , но в 1.1 добавили функционал для управления лазером. Чтобы прошить GRBL 1.1f через ARDUINO Ide требуется добавить GRBL.zip в библиотеку. А саму GRBL 1.1f открыть через ‘пример’ скетча GRBL .

В этом примере только одна строчка — ‘используем библиотеку GRBL ‘. И всё. Если открывать по другому, то ARDUINO Ide ругается, что чего то там не находит. А параметры GRBL 1.1f забиваем через сервисную программу управления. Я использовал для этого LaserGRBL.

Мои настройки GRBL 1.1.

Коды для выжигания формируются очень просто из обычной картинки в бесплатной программе LaserGRBL. Скачать её можно с официального сайта. Как с ней работать есть несколько видео на ю-тубе.

Сперва обрабатываем картинку

Потом запускаем прожиг или сохраняем файл на СД-карту. В итоге получаем вот такой результат. Для удаленной работы прикрутил MKS TFT 24 .

GRBL не умеет работать с экраном, кардридером. Да и Ардуино НАНО ног имеет мало. Подключить, конечно можно было бы, но в прошивке нет этого функционала. По крайней мере в старых версиях не было. Да и в настройках нет ничего по подключению экрана ,энкодера, карты памяти.

Но хочется иметь возможность печати отдельно от компьютера.

А вот у MKS TFT 24 есть специализированная прошивка для управления лазерным гравёром, только она заточены под свою плату MKS DLC GRBL CNC Shield controller . Но процессор совпадает с Ардуино НАНО и прошивка тоже совпадает. Значит берём и разбираемся как подключить и подключаем. А на шилде 111330 есть даже специальный разъём для подключения ‘RX TX +5v GND’. И питания и тока вполне хватило с этого разъёма для работы экрана.

Вот такой забавный выжигатель получился .

3dtoday.ru

Качественный и недорогой гравировщик — лазерный гравер своими руками

Я видел в сети много самодельных лазерных граверов и инструкций по их сборке, и захотел собрать свою собственную версию.

После многочисленных попыток, у меня получился лазерный гравер на Ардуино своими руками, надежный и приятный в использовании.

Максимальная мощность – 3 Вт, но обычно я работаю на 2 Вт, чтобы поберечь лазерный диод. Честно говоря, разница между 2 и 3 Вт практически не заметна.

Лазерный модуль с проводами и стеклянной линзой

В этой статье я покажу, что можно собрать, обходясь минимумом материалов и практически не тратясь.
Думаю, вы уже знакомы с GRBL (программа открытого проекта для Arduino, предназначенная для фрезерных — граверных станков и лазерных станков), с редактором Inkscape и с тем, как создавать файлы Gcode.

Я не буду подробно расписывать электронику, в этой статье не будет всеобъемлющей информации, возможно, в будущем я раскрою какие-то моменты более подробно — я вполне допускаю, что дал недостаточно информации, чтобы собрать гравировщик ЧПУ легко с первого раза.

Я добавляю:

  • STL-файлы, готовые для распечатки
  • GRBL-программу для моей конфигурации
  • плагин лазерного гравировщика, который я использую для Inkscape
  • файл с подсчетом стоимости деталей. Почти все их можно заказать на Aliexpress
  • файлы EAGLE для создания модуля с мосфет-диодом для индикации включения-выключения гравировщика

Для печати плат рекомендую сервис OSH Park.

Файлы

Шаг 1

Берем два линейных вала и четыре суппорта для них.

Шаг 2

  1. Закрепляем валы в двух суппортах
  2. Берем четыре закрытых линейных подшипника в корпусе

Шаг 3

Надеваем на валы по два подшипника и закрепляем валы в оставшихся двух суппортах

Шаг 4

Подготавливаем пластины для лазерного резака (держатели каретки).

Шаг 5

Закрепляем пластины на подшипники.
Используем винты М4 16мм.

Шаг 6

Берем еще два линейных вала, суппорты к ним, винты М5 20 мм с гайками.
Монтируем суппорты на держатели каретки.

Шаг 7

Монтируем линейные валы в суппорты на держателях, это ось Х, и проверяем ход подшипников по нижним валам, это ось Y.

Подготовьте два закрытых подшипника, 8 винтов М4 16 мм и каретку, напечатанную на 3Д принтере.
Разберите ось Х, наденьте на линейные валы подшипники и каретку, и закрепите суппорты снова.

Шаг 8

Теперь монтируем конструкцию на деревянную плиту. Движения должны быть точными и уверенными.
К этому этапу, к сожалению, не сделано фотографий.

Шаг 9

Закрепляем два электродвигателя на оси Y креплениями, напечатанными на 3Д-принтере.
Для этого используйте винты М3 10мм.
Закрутите винты, убедившись, что они выставлены ровно.

Шаг 10

Ременная передача оси Y

Соберите натяжные механизмы и привинтите их на платформу (для этого возьмите винты 5 мм с гайками).

Шаг 11

Подготовьте крепления ремней и винты М3 25 мм.
Закрепляя ремни на оси Y будьте терпеливы, это достаточно сложная работа.

Шаг 12

Устанавливаем двигатель на ось Х

Вообще, это можно было сделать и раньше.

В нашем случае делаем следующее:

  • немного раскрутите винты, чтобы приподнять каретку
  • под кареткой установите двигатель
  • привинтите его винтами М3

Шаг 13

Ременная передача на оси Х

В отверстие детали, напечатанной на 3Д-принтере, вставьте винт М4, пластик достаточно мягкий для этого.
Наденьте шкив на винт М4 и закрепите натяжной механизм на приборе.
К этому этапу снова не сделано фотографий.

Шаг 14

Держатели ремня на оси Х

  1. Подготовьте составные части для держателя ремня.
  2. Вставьте винты М3 в отверстия деталей, как показано на картинке.
  3. В оставшиеся 2 отверстия также вставьте винты (фото следующего шага).
  4. Установите держатели ремней на место.

Шаг 15

Шаг 16

Держатель шнура

Установите держатель шнура.

Шаг 17

Электроника

Подготовьте:

  • 3 привода электродвигателя
  • шилд CNC
  • 11 перемычек (обычно идут в комплекте с шилдом)
  • Плата Arduino

Затем:

  1. установите перемычки так, как это показано на фотографии 2. Это позволит установить двигатели на микрошаг 16 и клонировать ось Y на А.
  2. подключите приводы к плате Arduino.

Шаг 18

Электроника: теплоотвод шагового двигателя

Вам нужен радиатор, без него двигатель будет пропускать шаги.

Шаг 19

Электроника: паяем коннекторы к проводам двигателей

Можно купить готовые коннекторы и соединить двигатели с шилдом CNC, но нужно будет ждать доставку и это не так просто.

Я предпочитаю купить готовые коннекторы мама-мама, разрезать их на две части и спаять с шилдом…

Шаг 20

Электроника: пробный запуск

Пришло время провести испытание:

  • подключите двигатели к шилду CNC
  • включите питание
  • загрузите GRBL на Arduino и заставьте механизм двигаться

Если механизм работает, пора приступать к следующему шагу.

Шаг 21

Устанавливаем крепление лазера

Подготовьте:

  • напечатанное на 3Д-принтере крепление для лазера
  • 4 винта М3 с гайками
  • радиатор
  • лазерный модуль

Радиатор не должен соприкасаться с креплением лазера, так как оно пластиковое, а радиатор сильно нагревается.

Шаг 22

Устанавливаем крепление вентилятора

Подготовьте:

  • напечатанное на 3Д-принтере крепление вентилятора
  • 4 винта М4
  • вентилятор

Теперь сделайте следующее:

  1. просверлите 4 отверстия в креплении
  2. вставьте винты в отверстия
  3. закрепите вентилятор

Шаг 23

Собранный прибор

Корпус с прорезями, сделанными лазером, я сделал с помощью он-лайн программы MakerCase.

Шаг 24

Образцы

Шаг 25

Дорабатываем вентилятор

Я доработал крепление вентилятора для лучшего охлаждения, файл STL приложен. Просто напечатайте крепление на 3Д-принтере и замените им старое крепление.

Файлы

Шаг 26

Доработка гравировщика

Я усилил ось Y, чтобы увеличить точность на ней. Также я заметил, что ось Х получилась более точной, и не могу найти этому причину.
Усиление не очень работает, но после него для нормальной работы по оси Y хватает одного мотора, поэтому левый мотор я снял.

Новое испытание показало, что после изменений работа по оси Y стала такой же точной, как и по оси Х.
Рекомендую такую доработку.

Файлы

masterclub.online

создание из принтера или DVD своими руками

Станок лазерный граверИногда бывает нужно красиво подписать подарок, но чем это сделать — непонятно. Краска расплывается и быстро стирается, маркер — не вариант. Лучше всего для этого подходит гравировка. Даже не придётся тратить на неё деньги, так как сделать лазерный гравёр своими руками из принтера сможет любой умеющий паять человек.

Устройство и принцип работы

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

  1. P (positive) область.
  2. P — N переход.
  3. N (negative) область.

Самодельные лазерные граверыТорцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.

При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Мощность лазерных диодов обычно не превышает 50 Ватт. При превышении этой величины становится сложно сделать эффективную систему охлаждения, поэтому мощные диоды чрезвычайно дороги в производстве.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

Создание лазерного гравера

Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.

Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:

  1. Детали лазерного гравераЛазерный диод из DVD-RW привода.
  2. Фокусирующая линза.
  3. Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
  4. Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
  5. Резистор 5 Ом.
  6. Плёночный конденсатор 100 нФ.
  7. Тактовая кнопка.
  8. Выключатель.
  9. Теплопроводящий клей.
  10. Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
  11. Коробка из-под губки для обуви.
  12. Скотч, в том числе и двухсторонний.
  13. Клеевой термопистолет с расходниками.
  14. Контроллер заряда.
  15. Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.

Вытащите из DVD-привода пишущую головку.

Детали самодельного лазерного гравера

Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.

Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.

Распиновка выводов:

Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.

Как используется станок гравер

Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.

Станок лазерный граверПринципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:

Залудите контактные площадки на плате контроля заряда и холдере:

С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.

Сборка лазерного гравера

Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.

Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.

Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.

Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.

Как работает лазерный гравер

Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.

Изготовление прибора с ЧПУ

При больших объёмах работ обычный гравёр не справится с нагрузкой. Если вы собираетесь использовать его часто и много, вам понадобится устройство с числовым программным управлением.

Сборка внутренней части

Даже в домашних условиях можно сделать лазерный гравёр. Для этого из принтера нужно извлечь шаговые двигатели и направляющие. Они будут приводить в движение лазер.

Полный список необходимых деталей выглядит следующим образом:

  • Лазерный диод из пишущего привода.
  • Радиатор для диода.
  • 3 шаговых двигателя.
  • 6 направляющих круглого сечения.
  • Крепления для направляющих.
  • 3 двойных или 6 одинарных кареток скольжения.
  • Блок питания 5 В, 4 А.
  • Arduino UNO.
  • 2 драйвера шаговых двигателей.
  • 2 выключателя.
  • Лист металла 50 х 50 см и толщиной 2 мм (для основания).
  • Большой лист фанеры.
  • Уголки для скрепления фанеры.
  • Саморезы.
  • 2 мебельных петли.
  • Способы изготовления гравераПровода сечением 0,5 мм².
  • Подвижный кабель-канал.
  • Пластиковые стяжки для проводов.
  • Транзистор IRFZ44.
  • 2 прижимных ролика.
  • 5 шестерней.
  • Металлический стержень (ось для шестерней и роликов).
  • 4 подшипника.
  • Зубчатый ремень.
  • Понижающий DC-DC преобразователь на 2 А.
  • Четыре концевых выключателей.
  • Тактовая кнопка.
  • Гнездо Jack 2,1 х 5,5 мм.
  • 4 резиновые или силиконовые ножки.
  • Теплопроводящий клей.
  • Эпоксидная смола с отвердителем.

Схема подключения всех компонентов:

Вид сверху:

Расшифровка обозначений:

  1. Полупроводниковый лазер с радиатором.
  2. Каретка.
  3. Направляющие оси X.
  4. Прижимные ролики.
  5. Шаговый двигатель.
  6. Ведущая шестерня.
  7. Зубчатый ремень.
  8. Крепления направляющих.
  9. Шестерни.
  10. Шаговые электродвигатели.
  11. Основание из листа металла.
  12. Направляющие оси Y.
  13. Каретки оси X.
  14. Зубчатые ремни.
  15. Опоры креплений.
  16. Концевые выключатели.

Как изготовить лазерный гравер

Измерьте длину направляющих и разделите их на две группы. В первой окажутся 4 коротких, во второй — 2 длинных. Направляющие из одной группы должны быть одинаковой длины.

Добавьте к длине каждой группы направляющих по 10 сантиметров и вырежьте по полученным размерам основание. Из обрезков согните П-образные опоры для креплений и приварите их к основанию. Разметьте и просверлите в них отверстия для болтов.

Просверлите в радиаторе отверстие и вклейте туда лазер, используя теплопроводящий клей. К нему припаяйте провода и транзистор. Болтами прикрутите радиатор к каретке.

Установите на две опоры крепления для направляющих и зафиксируйте их болтами. Вставьте в крепления направляющие оси Y, на их свободные концы наденьте каретки оси X. В них вденьте оставшиеся направляющие с установленной на них лазерной головкой. Наденьте на направляющие оси Y крепления и прикрутите их к опорам.

Просверлите отверстия в местах крепления электромоторов и шестерёночных осей. Установите на свои места шаговые двигатели и на их валы наденьте ведущие шестерни. Вставьте в отверстия заранее нарезанные из металлического стержня оси и закрепите их эпоксидным клеем. После его застывания наденьте на оси шестерни и прижимные ролики со вставленными в них подшипниками.

Установите зубчатые ремни так, как это показано на схеме. Перед закреплением натяните их. Проверьте подвижность оси Х и лазерной головки. Они должны перемещаться с небольшим усилием, вращая через ремни все ролики и шестерни.

Подключите к лазеру, двигателям и концевикам провода и стяните их стяжками. Получившиеся пучки уложите в подвижные кабель-каналы и закрепите их на каретках.

Способы сборки лазерного гравера

Концы проводов выведите наружу.

Изготовление корпуса

Просверлите в основании отверстия для уголков. Отступите от его краёв 2 сантиметра и начертите прямоугольник.

Его ширина и длина повторяет размеры будущего корпуса. Высота у корпуса должна быть такой, чтобы в него помещались все внутренние механизмы.

Расшифровка обозначений:

  1. Петли.
  2. Тактовая кнопка (старт/стоп).
  3. Выключатель питания Arduino.
  4. Выключатель лазера.
  5. Гнездо 2,1 х 5,5 мм для подачи 5 В питания.
  6. Защитный короб DC-DC инвертора.
  7. Провода.
  8. Защитный короб Arduino.
  9. Крепления корпуса.
  10. Уголки.
  11. Основание.
  12. Ножки из нескользящего материала.
  13. Крышка.

Вырежьте из фанеры все детали корпуса и скрепите их уголками. С помощью петель установите на корпус крышку и прикрутите его к основанию. В передней стенке вырежьте отверстие и просуньте сквозь него провода.

Соберите из фанеры защитные кожухи и вырежьте в них отверстия под кнопку, выключатели и гнёзда. Установите Arduino в кожух так, чтобы USB разъём совпал с предназначенным для него отверстием. Настройте DC-DC преобразователь на напряжение 3 В при токе 2 А. Закрепите его в кожухе.

Установите на свои места кнопку, гнездо питания, выключатели и спаяйте электрическую схему гравёра воедино. После припаивания всех проводов установите кожухи на корпус и прикрутите их саморезами. Чтобы гравёр заработал, нужно залить прошивку в Arduino.

После прошивки включите гравёр и нажмите кнопку «Старт». Лазер оставьте выключенным. Нажатие кнопки запустит процесс калибровки, во время которого микроконтроллер измерит и запомнит длину всех осей и определит положение лазерной головки. После его завершения гравёр станет полностью готовым к работе.

Прежде чем начинать работать с гравёром, нужно перевести изображения в понятный для Arduino формат. Сделать это можно с помощью программы Inkscape Laserengraver. Переместите в неё выбранное изображение и нажмите на Convert. Полученный файл отправьте по кабелю на Arduino и запустите процесс печати, включив перед этим лазер.

Такой гравёр может обрабатывать только предметы, состоящие из органических веществ: дерево, пластик, ткани, лакокрасочные покрытия и прочие. Металлы, стекло и керамику гравировать на нем не получится.

Возможности лазерного гравера

Никогда не включайте гравёр с открытой крышкой. Лазерный луч, попадая в глаза, концентрируется на сетчатке, повреждая её. Рефлекторное закрытие век вас не спасёт — лазер успеет выжечь участок сетчатки ещё до того, как они захлопнутся. При этом вы можете ничего не почувствовать, но со временем сетчатка начнёт отслаиваться, что может привести к полной или частичной потере зрения.

Если вы поймали лазерный «зайчик», как можно скорее обратитесь к офтальмологу — это поможет избежать серьёзных проблем в дальнейшем.

tokar.guru

ЧПУ-станок для рисования из CD-приводов


В этой статье рассмотрим еще одну модель робота-художника. Такие аппараты просты в изготовлении и могут служит учебным пособием на уроках труда или в кружках. А если немного доработать станок и установить мотор, то можно получить небольшой ЧПУ-гравер.

Инструменты и материалы:
-ДВД-привод-2 шт;
-Ардуино Нано;
-Драйвер двигателя L293D-2 шт;
-Сервомотор;
-Печатная плата;
-Акрил;
-Pin-разъем;
-16-контактный разъем 2 шт;
-Паяльник;
-Провод;
-Ножовка;
-Наждачная бумага;
-Линейка;
-Маркер;
-Разъем питания;
-Пружина;
-Зажим;
-Отвертка;
-Клей;
-Кусачки;
-Режущий плоттер;


Шаг первый: рамка
Из акрила вырезает заготовки для рамки аппарата.

Склеивает рамку. Получается две рамки для осей X и Y.

Шаг второй: разборка приводов
Разбирает привода. Для сборки станка нужны шаговые двигатели и направляющие.

Шаг третий: ползунки
Отпиливает проушину и приклеивает ее к ползунку как на фото.

Шаг четвертый: направляющие
Устанавливает на направляющие ползунок. Приклеивает направляющие к рамке. Повторяет операцию с осью Y.

Шаг пятый: шаговые двигатели
Прикручивает к рамке шаговый двигатели осей X и Y.

Шаг шестой: соединение X и Y
Соединяет две рамки.

Шаг седьмой: ось Z
Дальше собирает ось Z. Вставляет стержень в направляющую. Устанавливает пружину. Приклеивает пластиковый ограничитель. К ограничителю приклеивает зажим. Направлявшую приклеивает к акриловой планке. Устанавливает сервомотор.

Закрепляет ось Z на оси Y.

Шаг восьмой: электрочасть
От шаговых двигателей откусывает шлейфы. Припаивает к контактам провода.


Отрезает от трубки четыре кусочка. Приклеивает их к рамке. На них будет опираться печатная плата.

Согласно схемы собирает плату.

Шаг девятый: загрузка кода
Подключает Ардуино к ПК. Загружает код.


Скачать код можно здесь.

Шаг десятый: программа
Для работы со станком мастер использует программу GCTRL.


Весь процесс сборки станка можно посмотреть на видео.


Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о