8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерный гравер на Arduino своими руками

Делаем лазерный гравер на основе Arduino

Лазерный гравер на Arduino – приспособление, роль которого – гравировка древесины и других материалов. За последние 5 лет лазерные диоды продвинулись вперед, что позволило сделать достаточно мощные граверы без особой сложности управления лазерными трубами.

Стоит осторожно гравировать другие материалы. Так, например, при использовании в работе с лазерным прибором пластмассы появится дым, который содержит опасные газы при сжигании.

В этом уроке я постараюсь дать направление мысли, а со временем мы создадим более подробный урок по реализации этого непростого устройства.

1. Основы сборки гравера на Aрдуино

Для начала предлагаю посмотреть того как выглядел весь процесс создания гравера у одного радиолюбителя:

Сильные шаговые двигатели также требуют драйверов, чтобы максимально использовать их. В данном проекте взят специальный шаговый драйвер для каждого мотора.

Ниже приведены некоторые сведения о выбранных компонентах:

  1. Шаговый двигатель – 2 штуки.
  2. Размер кадра – NEMA 23.
  3. Крутящий момент 1.8 Нм на 255 унций.
  4. 200 шагов/оборотов – за 1 шаг 1,8 градусов.
  5. Ток – до 3,0 А.
  6. Вес – 1,05 кг.
  7. Биполярное 4-проводное соединение.
  8. Шаговый драйвер – 2 штуки.
  9. Цифровой степпинг-драйв.
  10. Микросхема.
  11. Выходной ток – от 0,5 А до 5,6 А.
  12. Ограничитель выходного тока – снижает риск перегрева двигателей.
  13. Сигналы управления: входы Step и Direction.
  14. Частота импульсного входа – до 200 кГц.
  15. Напряжение питания – 20 В – 50 В постоянного тока.

Для каждой оси двигатель непосредственно управляет шариковым винтом через соединитель мотора. Двигатели монтируются на раме с использованием двух алюминиевых углов и алюминиевой пластины. Алюминиевые углы и плита имеют толщину 3 мм и достаточно прочны, чтобы поддерживать двигатель (1 кг) без изгибов.

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

2. Материалы и инструменты

Ниже представлена таблица с материалами и инструментами, необходимыми для проекта «лазерный гравер на Aрдуино».

Самодельный гравировщик лазерный: как сделать гравер ЧПУ на Ардуино 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.

  • 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
Читать еще:  Самодельный трубогиб для металлопласта

Для печати плат рекомендую сервис OSH Park.

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

Установите держатель шнура.

Шаг 17

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

  • 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

  • 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

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

Шаг 24

Шаг 25

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

Шаг 26

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.

Читать еще:  Манок для охоты на лису сделанный своими руками

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

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Лазерный гравер своими руками на arduino из CD-ROM

Заводские модели лазерного гравера стоят приличных денег, а вот самодельная версия обойдется куда меньшими затратами. При чем для изготовления такого устройства не нужны глубокие знания в области электроники и механики. Для сборки лазерного гравера с предложенной конструкцией используется аппаратная платформа Arduino (“Ардуино”) прошивку можно скачать здесь . Это модель мощностью 3 Вт, тогда как промышленные образцы отличаются характеристиками от 400 Вт. Несмотря на казалось бы невысокую мощность самодельного гравера, его вполне достаточно, чтобы резать изделия из таких материалов как пенополистирол, пробковые листы, пластик, картон. Также прибор отлично подходит для лазерной гравировки.

Самодельная модель лазерного гравировального станка

Для извлечения лазерного полупроводника из привода объяснения не нужны. Для тех, кто умеет “делать вещи” руками, это не составит никакого труда. Здесь важно приготовить прочный, практичный корпус. Кроме того, для “боевого” лазера, пускай и маломощного, обязательно необходимо охлаждение. Если мы используем DVD-привод, достаточным будет пассивный радиатор.

В качестве материалов для выполнения корпуса-рукоятки подойдут две латунные пистолетные гильзы, со стреляных патронов ТТ и ПМ, например. За счет небольшой разнице калибров они хорошо входят один в другой.

Капсюли высверливаются и вместо одного из них устанавливается лазерный диод. Латунь гильзы отлично охлаждает наше устройство.

Осталось подвести 12 В питание – для этого прекрасно подойдет компьютерный USB порт. Мощность будет вполне достаточной, в ПК для питания привода применяется тот же блок питания. Вот мы и имеем самодельную лазерную гравировку, которую собрали у себя дома из подручных материалов.

Те, кто нуждается в координатном станке, могут закрепить элемент прожигания на готовое позиционирующее устройство.

Можно сделать модель лазерного гравера, используя струйный принтер, у которого засохла чернильная головка. Это будет прекрасным способом, чтобы вернуть к жизни вышедший из строя агрегат.

Несколько манипуляций, чтобы сделать подачу заготовки, а не бумаги (здесь все просто, если используется плоская фанера или металлическая пластина), и вы можете пользоваться практически заводским гравером. С программным обеспечением также не будет никаких проблем – просто воспользуйтесь драйвером принтера.

Вариант лазерного гравера своими руками для обработки больших площадей

За основу можем взять любой из чертежей для сборки китайских “KIT наборов”.

Берем алюминиевый профиль, изготовляем каретки с колесами. На одну из кареток устанавливаем готовый лазерный модуль, другая пара кареток служит для перемещения направляющей фермы. Для движения применяются шаговые двигатели, для передачи крутящего момента использованы зубчатые ремни.

Для сборки конструкции рекомендуется взять какой-нибудь ящик, где есть активная вентиляция. Если вы собираетесь делать гравировку в помещении – позаботьтесь о вытяжке, так как в процессе работы будет выделяться едкий дым, опасный для здоровья.

Схему управления можно собрать, взяв любой программируемый контроллер. Самые популярные системы – Arduino UNO, которые продаются на тех самых сайтах электроники Китая.

После подключения и программирования контроллера USB, уже можно вывести задание гравировки прямиком с флеш-носителя, перед этим создав файл на компьютере.

В результате вы сможете изготавливать поделки для детишек, экономить на рекламном материале для своей фирмы, создавать оригинальные предметы интерьера и экстерьера для дома, и делать много других полезных вещей с помощью этого станка.
При этом самостоятельное изготовление прибора порадует вас сэкономленными деньгами.

Лазерный гравер на Arduino своими руками

На сборку такого гравера у автора ушло 4 месяца, его мощность составляет 2 Ватта. Это не слишком много, но вполне позволяет делать гравировку на дереве и пластике. Также устройство может резать пробковое дерево. В статье имеется весь необходимый материал для создания гравера, включая STL файлы для распечатки узлов конструкции, а также электронные схемы для подключения двигателей, лазеров и так далее.

Видео работы гравировщика:

Материалы и инструменты:

Читать еще:  «Неприхотливый кактус» своими руками

— доступ к 3D-принетру;
— стержни из нержавеющей стали 5/16″;
— бронзовые втулки (для подшипников скольжения);
— диод М140 на 2 Вт;
— радиатор и кулеры для создания охлаждения диода;
— шаговые двигатели, шкивы, зубчатые ремни;
— суперклей;
— деревянный брус;
— фанера;
— болты с гайками;
— акрил (для создания вставок);
— линза G-2 и драйвер;
— термопаста;
— защитные очки;
— контроллер Arduino UNO;
— дрель, режущий инструмент, саморезы и т.д.

Процесс изготовления гравера:

Шаг первый. Создаем ось Y
Сперва в Autodesk Inventor нужно разработать каркас принтера. Затем можно приступать к распечатке элементов оси Y и к ее сборке. Первая деталь, которая печатается на 3D-принтере, нужна для того, чтобы установить шаговый мотор на ось Y, подключить стальные валы и обеспечить скольжение вдоль одного из валов оси Х.

После того как деталь будет распечатана, в нее нужно установить две бронзовые втулки, они используются в качестве опор скольжения. Чтобы снизить трение втулки нужно смазать. Это отличное решение для подобных проектов, поскольку обходится дешево.

Что касается направляющих, то они сделаны из стрежней нержавеющей стали диаметром 5/16″. Нержавейка имеет небольшой коэффициент трения с бронзой, поэтому отлично подходит для подшипников скольжения.


На ось Y также устанавливается лазер, он имеет металлический корпус и достаточно сильно греется. Чтобы снизить риск перегрева нужно установить алюминиевый радиатор и кулеры для охлаждения. Автор использовал старые элементы от контроллера робота.

Помимо всего прочего в блоке для лазера 1″Х1″ нужно сделать отверстие 31/64″ и добавить болт к боковой грани. Блок соединяется с другой деталью, которая тоже напечатана на 3D-принтере, она будет перемещаться по оси Y. Для передачи движения используется зубчатый ремень.

После сборки модуля лазера он устанавливается на оси Y. Также на этом этапе устанавливаются шаговые двигатели, шкивы и зубчатые ремни.

Шаг второй. Создаем ось X

Для создания основания гравера использовалось дерево. Самое главное при этом, чтобы две оси X находились четко параллельно, иначе устройство будет клинить. Для перемещения вдоль координаты X используется отдельный мотор, а также приводной ремень в центре по оси Y. Благодаря такой конструкции система получилась простая и отлично работает.

Для крепления поперечной балки, которая соединяет ремень с осью Y, можно использовать суперклей. Но лучше всего для этих целей распечатать на 3D-принтере специальные кронштейны.




Шаг третий. Подключаем и проверяем электронику

В самоделке используется диод типа диод M140, можно купить и более мощный, но цена будет выше. Для фокусировки луча понадобится линза и источник регулируемого питания. Линза устанавливается на лазер с помощью термопасты. Работать с лазерами нужно исключительно в защитных очках.

Чтобы проверить, как работает электроника, автор включил ее вне станка. Для охлаждения электроники используется компьютерный кулер. Работает система на контроллере Arduino Uno, который связан с grbl. Чтобы сигнал можно было передавать в режиме онлайн, используется Universal Gcode Sender. Чтобы преобразовать векторные изображения в G-код, можно использовать Inkscape с установленным плагином gcodetools. Для управления лазером используется контакт, который контролирует работу шпинделя. Это один из самых простых примеров с применением gcodetools.



Шаг четвертый. Корпус гравировщика

Боковые грани делаются из фанеры. Поскольку шаговый двигатель при работе немного выходит за пределы корпуса, в задней грани нужно сделать прямоугольное отверстие. Помимо этого нужно не забыть сделать отверстия для охлаждения, подключения питания, а также USB порта. Края верхней и передней части корпуса также изготавливаются из фанеры, в центральную часть устанавливаются стенки из акрила. Над всеми элементами, которые установлены в нижней части бокса, крепится дополнительная платформа из дерева. Она является базой для материала, с которым работает лазер.






Для изготовления стенок используется акрил оранжевого цвета, так как он отлично поглощает лучи лазера. Важно помнить, что даже отраженный луч лазера может серьезно повредить глаз. Вот, собственно, и все, лазер готов. Можно приступать к испытаниям.

Конечно, сложные изображения получаются не очень качественные, но вот простые гравировщик выжигает без труда. Также с помощью него можно без проблем резать пробковое дерево.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector