DIY tani i wytrzymały grawer laserowy.: 15 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tej instrukcji pokażę ci, jak zrobiłem swój własny grawer laserowy DIY za bardzo tanio. Również większość części jest albo odzyskana ze starych rzeczy, albo jest bardzo tania. To bardzo ciekawy projekt dla każdego hobbysty elektroniki. Ten grawer będzie mógł grawerować drewno, karton, naklejki winylowe itp., a także ciąć papier dzięki laserowi o mocy 250 mW, którego będziemy używać.

Jeśli ta instrukcja pomoże ci w jakikolwiek sposób w stworzeniu własnego grawera laserowego, podziel się ze mną swoim projektem. to sprawi, że będę bardziej niż szczęśliwy.

Krok 1: Wymagane części/materiały i narzędzia

• 2x - Stare napędy DVD do ratowania mechanizmu silnika krokowego.
• 1x - osłona GRBL v4 (można używać również innych wersji).
• 2x - sterowniki silników krokowych A4988.
• Laser 1x - 250 mw 650 nm z regulowaną soczewką (z banggood.com)
• Zasilanie 12 V 2-2,5 A.
• Pusta płytka drukowana do tworzenia obwodu sterownika lasera.
• Nagłówki męskie i żeńskie.
• Rezystor 1x - 47 omów.
• Rezystor 1x-100 kΩ.
• 1x - mosfet IRFZ44N do przełączania laserowego.
• Niektóre magnesy neodymowe.
• Arkusz akrylowy.
• Śruby i nakrętki M3.
• Laserowe okulary ochronne.
• 1x - Arduino Nano.

WYMAGANE NARZĘDZIA:

• Wiertarka.
• Pistolet na gorący klej.
• Piła do cięcia akrylu.
• Plik do wykończenia.
• Imadło stołowe.
• Śrubokręt krzyżakowy z łbem płaskim i łbem płaskim.
• Lutownica.

Krok 2: Ratowanie mechanizmu krokowego i magnesów neodymowych

Wymagane są dwa mechanizmy krokowe odpowiednio dla osi x i y, które można uratować z dwóch używanych napędów DVD. Uratowanie mechanizmu krokowego i magnesów neodymowych jest dość łatwe. Możesz go łatwo uratować, otwierając sterownik CD za pomocą śrubokręta z łbem Philips.

Upewnij się, że nie uszkodzisz żadnych części związanych z projektem podczas odzyskiwania wymaganych części z napędów DVD.

Jeśli nie jesteś zaznajomiony z motyką, aby to zrobić, zostawię link do filmu na YouTube, który pokazuje, jak uratować odpowiednie części.

Krok 3: Wykonanie podstawy dla maszyny

Do wykonania bazy używam przezroczystej płyty akrylowej o grubości 4mm. Rozmiar arkusza akrylowego wynosi około 9 cali x 6,6 cala.

Teraz będziemy musieli stworzyć nasz stojak do montażu osi y z tą akrylową podstawą.

Pozostaw 1 cal od góry i 1,5 cala z boku i umieść mechanizm krokowy na podstawie. Teraz zaznacz odpowiednie otwory i wywierć je w celu zgromadzenia mechanizmu krokowego osi y.

Te pomiary nie są tak ważne. możesz wykorzystać własną przestrzeń zgodnie ze swoimi potrzebami.

Wyposażyłem również tę podstawę w 4 silikonowe podkładki gumowe, dzięki czemu podstawa pozostaje stabilna na ziemi lub w dowolnym miejscu.

Krok 4: Identyfikacja cewki krokowej i okablowania

• Silniki krokowe DVD to dwubiegunowe silniki krokowe składające się z dwóch cewek i 4 przewodów.
• Musimy zidentyfikować przewody cewki 1 i 2.
• Do identyfikacji cewki silnika krokowego używamy testera ciągłości, który pokaże nam światło z dwóch przewodów, biorąc pod uwagę tę samą cewkę.
• Zgodnie z naszą tarczą grbl są cztery męskie nagłówki, których okablowanie jest następujące.

1A 1B 2B 2A

To pokazuje, że 1A i 1B są częścią cewki 1, a 2A i 2B są częścią drugiej cewki

UWAGA - Podane są obrazy dla każdego procesu, więc upewnij się, że dokładnie się im przyjrzysz, co ułatwi zrozumienie

Krok 5: Wykonanie głównej platformy do grawerowania

• Do wykonania platformy do grawerowania użyję kawałków cienkiego arkusza akrylu 2mm o wymiarach 40mmx22,5mm.
• Użyję kawałków podobnych do drzewa o powyższym rozmiarze, aby uzyskać wysokość około 6 mm.
• Teraz połącz elementy jeden po drugim za pomocą gorącego kleju.
• Po sklejeniu całość należy przymocować do podstawy mechanizmu sterownika krokowego.
• Zapewnia to przyzwoitą przestrzeń między mechanizmem sterownika krokowego a platformą bazową, którą będziemy instalować.
• Dla mężczyzny

Krok 6: Tworzenie struktury dla osi Y

• Do wykonania stojaka dla osi y oraz stworzenia przestrzeni pomiędzy mechanizmem a podstawą wykorzystałem cztery przekładki, które wykonałem wycinając długopis za pomocą ostrza. Długość rozruszników, których potrzebujemy to ok. 25mm, co powinno wystarczyć na stworzenie wystarczającej ilości miejsca pomiędzy podstawą a mechanizmem.
• Teraz za pomocą śrub m3 wsuwając je od spodu akrylowej podstawy, jak pokazano na obrazku.
• Teraz, używając podkładek zarówno nad, jak i pod mechanizmem, zabezpiecz mechanizm krokowy osi y za pomocą nakrętek
• Upewnij się, że śruby są odpowiednio dokręcone

Krok 7: Tworzenie struktury dla osi X

• Po stworzeniu podstawy do nauki dla osi y, teraz przyszła kolej na wykonanie zasilania dla osi X.
• Do wykonania konstrukcji dla osi X używam blachy o grubości 1,5 mm. Materiał to stal nierdzewna.
• Możesz go tanio dostać ze złomu.
• Możesz również użyć innych materiałów, takich jak kątowniki aluminiowe itp. To zależy od Ciebie, jakie zasoby mogą być dla Ciebie najlepsze.
• Za wykonanie stoiska będziemy wymagać dwóch cen z tej blachy o szerokości 30 mm każda. Tak więc za pomocą chowanego urządzenia pomiarowego zaznaczymy linie.
• Następnie będziemy musieli zgiąć to pod kątem 90° w odległości 80 mm dla obu taśm stalowych.
• Teraz wystarczy pociąć te paski i zgiąć je pod kątem 90°
• Do cięcia pasków możesz potrzebować narzędzi, więc masz warsztat, który będzie dobry, w przeciwnym razie możesz skorzystać z pomocy kogoś, kto jest właścicielem warsztatu.
• Po wycięciu upewnij się, że boki z blachy stalowej są odpowiednio wykończone, upewniając się, że nikomu nie zaszkodzi.
• Do gięcia listew można chwycić obrabiany przedmiot w imadło stołowe i za pomocą młotka można go zagiąć naprawdę pod kątem 90°
• Po prostu sprawdź, czy zagięcie jest dokładnie 90°, czy nie, używając ekierki.
• Niewłaściwe wygięcie tylko zwiększy twoją pracę, więc ten proces powinien być doskonały.

Krok 8: Elektronika

• Oto najważniejsza część projektu.
• Do uruchomienia maszyny będziemy potrzebować zasilacza 12v 2 - 2,5 A.
• Musimy skonfigurować sterowniki Arduino Nano i 2 A4988 na tarczy CNC GRBL v4 w prawidłowy sposób, jak pokazano na obrazku.
• Jeśli wyrównanie jest nieprawidłowe i zostanie podane zasilanie, może to spowodować uszkodzenie sterowników krokowych lub mikrokontrolera.
• Po odpowiednim zestrojeniu przetworników i Nano musimy połączyć go z zasilaczem i komputerem i sprawdzić, czy oś porusza się w odpowiednim kierunku, czy nie.
• W moim przypadku, gdy próbowałem, tarcza nie reagowała na moje polecenia z oprogramowania laserowego GRBL.
• Następnie sprawdziłem połączenia na tarczy w odniesieniu do schematu, który znalazłem w internecie.

UWAGA - W mojej tarczy wystąpiła wada fabryczna. Aby naprawić, spróbowałem tego samego z tarczą moich przyjaciół i stwierdziłem, że on też ma ten sam problem. Więc ponownie przylutowałem styki kroku i kierunku A4988 odpowiednio na osi X i Y.

Po ponownym przylutowaniu pinów stopni i kierunków udało mi się idealnie poprowadzić oś x i y

Krok 9: Schemat obwodu przełączania lasera

• Laser jest przełączany za pomocą n-kanałowego mosfeta Irfz44.
• Cyfrowy pin 11 arduino Nano jest podłączony do bramki mosfeta za pomocą rezystorów pokazanych na schematach.
• Laser działa z napięciem 5 V, więc do zasilania wykorzystywany jest regulator napięcia LM7805.

Krok 10: Dodawanie gumowych nóżek do podstawy

• Aby konstrukcja była solidna, musimy dodać gumowe podkładki.
• Do gumowych podkładek używam arkusza gumy silikonowej o grubości 3,5 mm i wycinam cztery okrągłe gumowe podkładki o średnicy 20mm.
• Teraz musimy przymocować te gumowe podkładki do podstawy naszej maszyny. Do przyklejenia tego do podłoża użyjemy kleju z kauczuku syntetycznego FEVIBOND.
• Klej należy przykleić równomiernie na obu powierzchniach. Po nałożeniu kleju przyklej gumową podkładkę do podłoża i pozostaw do wyschnięcia na co najmniej 30 minut.
• Dodanie tych podkładek nie jest konieczne, ale pomoże, gdy maszyna zostanie umieszczona na szorstkich powierzchniach.
• To również ochroni akrylową podstawę przed zarysowaniem.

Krok 11: Kalibracja silnika krokowego i obliczanie kroków/mm

• Do kalibracji dowolnej maszyny, która zawiera silniki krokowe, potrzebne są pewne obliczenia. Obliczenia te są różne dla różnych silników krokowych.
• Musisz więc obliczyć dla swojego silnika krokowego.
• Kroki/mm = Kroki/Obrót * (mikro-krok a4988)
• Kroki/Obrót = 360/Kąt kroku
• Dla moich silników krokowych Steps/Rev = 192
• Dlatego krok/mm = 192 * 1/16 = 12 kroków/mm.
• Teraz te wartości można dodać w ustawieniach grbl oprogramowania laser grbl.

Krok 12: Przesyłanie biblioteki GRBL i konfigurowanie Laser GRBL

ŁADOWANIE GRBL DO ARDUINO -

• Aby uruchomić tę maszynę, musimy wgrać bibliotekę grbl do Arduino.
• Możesz pobrać pliki z tego linku.
• github.com/grbl/grbl
• Po pobraniu musisz rozpakować plik.
• Po rozpakowaniu należy umieścić folder w następującej lokalizacji-Program files->Arduino->Libraries. Wklej go w tym miejscu.
• Teraz otwórz ide Arduino i podłącz Arduino nano i wybierz odpowiedni port. Teraz dołącz bibliotekę grbl i prześlij ją do Arduino.

KONFIGURACJA OPROGRAMOWANIA LASERGRBL-

• Otwórz oprogramowanie LASERGRBL i podłącz Arduino do komputera.
• Upewnij się, że wybrałeś prawidłową prędkość transmisji 11500.
• Teraz zasil obwód 12V 2.5 Amps. Po podaniu zasilania oba silniki krokowe powinny być zablokowane i nie powinny być wolne.
• Teraz kliknij przycisk Połącz.
• Teraz kliknij plik>Otwórz plik>Wybierz plik, który chcesz wygrawerować>Kliknij OK.
• Teraz możesz ustawić obraz zgodnie ze swoimi potrzebami. W moim przypadku używam wektoryzacji obrazu i nie używam żadnego wypełnienia.

Krok 13: Skupienie lasera i rozpoczęcie grawerowania

• Teraz musimy zamontować laser na osi x za pomocą gorącego kleju.
• Teraz musimy utrzymać obrabiany przedmiot pod laserem na utworzonej wcześniej platformie y.
• Teraz powoli próbujemy obracać soczewkę lasera i starać się, aby była ona bardziej skupioną wiązką.
• Upewnij się, że punkt wiązki laserowej powinien być jak najmniejszy.
• Gdy wiązka lasera jest wystarczająco skupiona, aby spalić obrabiany przedmiot, powinieneś być w stanie zobaczyć trochę dymu, który zapewni, że obrabiany przedmiot zaczął się palić.
• Przesłałem film, jak to zrobić, jeśli nie jesteś pewien.
• Po wykonaniu tego kroku w końcu zaczynamy grawerować, co tylko chcemy.
• Do grawerowania po raz pierwszy używam obrazów prostych geometrycznych kształtów, które pokażą nam dokładność maszyny.
• Po kilku grawerowaniu i stopniowym ulepszaniu systemu w końcu uzyskałem czyste i dokładne wyniki.

Krok 14: Materiały, które można grawerować

1. Karton.
2. Płyta pilśniowa.
3. MDF.
4. Drewno.
5. Słabsze tworzywa sztuczne.

Materiały, które można ciąć.

1. Papier.
2. Naklejki winylowe.

Krok 15: Grawerowanie filmów

Oto kilka timelapsów do grawerowania dla Ciebie!