Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

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.

Разработка основания и осей

Машина использует шариковые винты и линейные подшипники для управления положением и движением осей X и Y.

Характеристики шариковых винтов и аксессуаров машины:

  • 16 мм шариковый винт, длина – 400 мм-462 мм, включая обработанные концы;
  • шаг – 5 мм;
  • C7 рейтинг точности;
  • BK12/BF12 шариковые опоры.

Так как шариковая гайка состоит из шариковых подшипников, катящихся в гусеничном ходу против шарикового винта очень малого трения, это означает, что двигатели могут работать на более высоких скоростях без остановки.

Вращательная ориентация шариковой гайки блокируется с помощью алюминиевого элемента. Базовая плита крепится к двум линейным подшипникам и к шариковой гайке через алюминиевый угол. Вращение вала Ballscrew приводит в линейное движение опорную плиту.

Что потребуется

Функциональность, надежность и технические характеристики, которыми будет обладать самодельная гравировальная машинка, полностью зависят от того, какие именно материалы и механизмы вы будете использовать для ее изготовления.

Чтобы сделать простейший, но удобный в использовании и функциональный гравер, вам потребуются следующие комплектующие.

  1. Гибкий вал и рабочая насадка к нему, в зажимном механизме которой будет фиксироваться инструмент. В качестве гибкого вала для гравера можно использовать приводной вал от бормашины или тросик, приводящий в действие спидометр автомобиля или мотоцикла. Рабочую насадку также можно снять с бормашины или изготовить самостоятельно из бруска текстолита, обточив его до требуемого диаметра и просверлив в его внутренней части ступенчатое отверстие. Диаметр отверстия в рабочей насадке гравера должен быть подобран таким образом, чтобы его стенки надежно удерживали неподвижную часть приводного тросика, но в то же время не препятствовали вращению его подвижной сердцевины. В отверстие в передней части такой самодельной рабочей насадки вставляется трубка, внутри которой свободно вращается зажимной патрон из двух половинок, скрепляемых между собой винтом. В патрон, который должен быть обязательно отбалансирован, можно устанавливать инструмент с диаметром хвостовика в диапазоне 2–5 мм.
  2. Набор инструментов, при помощи которых будет выполняться обработка. Если в качестве рабочей насадки для самодельного гравера вы используете рукоятку от бормашины, то и инструменты должны быть от зубоврачебной техники, которые подходят к ней по диаметру хвостовиков. Для самодельной рабочей насадки, как уже говорилось выше, подойдет любой инструмент с диаметром хвостовика от 2 до 5 мм.
  3. Приводной электродвигатель, в качестве которого можно использовать любой мотор, работающий от электрического тока напряжением 220 вольт. Это может быть двигатель из DVD-проигрывателя или от старого катушечного магнитофона, стиральной машинки или от любой другой не используемой вами бытовой техники. Оптимальным для самодельного гравера является электродвигатель от швейной машины, потому что в его оснащении уже имеется реостат, позволяющий в достаточно широких пределах регулировать скорость вращения вала. Такие двигатели, как правило, способны развивать скорость вращения вала до 6 тыс. об/мин, чего вполне достаточно для бытового гравера.

Чертежи деталей гравераДля изготовления гравера вам также понадобятся электродрель, точильный станок и стандартный набор слесарных инструментов.

В чем разница между готовыми изделиями

Главной причиной, по которой многие отдают предпочтение лазерному самодельному резаку, является низкая стоимость данного устройства. Нельзя не отметить тот факт, что несложные задачи домашний лазер для резки металла выполняет ничуть не хуже заводского.

Это объясняется единым принципом действия любого лазерного резака металла, который заключается в следующем:

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Принцип работы лазерной резки

  • В ходе процедуры резки лазер воздействует на металлическую поверхность таким образом, что на ней образуется окислитель, который повышает коэффициент поглощения энергии.
  • Мощное излучение заставляет материал нагреваться.
  • В месте соприкосновения луча лазера с металлом создается очень высокая температура, приводящая к расплавлению металлической поверхности.

Отличие в работе заводского и лазерного самодельного резака лежит в их мощности, а соответственно и в глубине врезания лазера в поверхность метала. Так, заводские модели оборудуются высококлассными материалами, что обеспечивает достаточный показатель углубления. Самодельные же резаки способны врезаться всего на 1-3 см.

Видео по теме: лазерный гравер своими руками

Полезные статьи

Резка металла газовым резаком
Рекомендации по резке металла при помощи газового резакаПлазменная резка металла
Плазменная резка металла – особенности и преимущества работыРезка металла в Курске
Услуги резки металла в Курске

Виды лазерных граверов

Среди множества промышленных лазерных устройств, востребованных в производственных процессах, можно подчеркнуть лишь два существенных вида:

  • газовые — для гравировки неметаллических поверхностей (дерево, пластик, стекло, акрил, кожа, ДСП и др.) и резки какого угодно материала (при работе с металлом используют более мощную трубку от 500 Вт);
  • волоконные и твердотельные — для работы как с металлическими, так и неметаллическими поверхностями (соответственно, выбирается необходимая мощность лазера).

Лазерный гравер на основе газа универсален и имеет относительно доступную цену, по этой причине прибор широко применяется в офисе или на дому. Предназначение твердотельного гравера — обработка металлов и отдельных видов твердого пластика. Более надежен и совершенен в работе, стоимость значительно выше газового прибора, соответственно, и качество гравировки лучше. Отличает эти устройства рабочая температура и длина волны лазерного излучателя.

Управление процессами лазерной гравировки производится с помощью персонального компьютера. Прогрессивные модели лазерных граверов укомплектованы электронным управлением и бортовыми программируемыми средствами автоматики. Дополнительно комплектуются системами вытяжки, специальными столами, устройствами для гравировки предметов, имеющими различные геометрические формы.

Возможность автоматизации процесса

Третье достоинство – это возможность автоматизации процесса резки металла лазером при помощи компьютерного оборудования. Данное свойство позволяет экономить не только время, но и денежные средства на изготовлении специальных литейных форм, необходимых для производства изделий. Это повышает производительность установки.

Автоматизация лазерной резки металла

В ходе контролируемой компьютером резки металла получаются более качественные детали, которые не требуют дополнительного обтачивания и шлифовки.

Отметим, что все вышеперечисленные качества присущи, в той или иной степени, всем лазерным резакам металла, как промышленным, так и самодельным. Единственное различие между ними лежит в мощности данных приборов. Так, изготовленные вручную лазеры для резки металла имеют меньшую мощность по сравнению с профессиональными лазерными станками.

Но, несмотря на это, самодельные резаки пользуются большей популярностью среди народных умельцев. А все потому, что промышленные установки стоят достаточно дорого, и не каждый может позволить купить себе такой лазер домой. К тому же, в домашнем хозяйстве нет необходимости использовать сверхмощный резак металла, достаточно и самого простого, сделанного своими руками.

Делаем мини-дрель из моторчика

Случается, что в домашних условиях требуется сделать маленькие отверстия в дереве либо пластике, при этом сверла от дрели не подходят. В таких случаях поможет самодельная мини-дрель из моторчика. С ее помощью может также выполняться гравировка по дереву. А если присутствует интерес к радиолюбительству, то используя созданный инструмент можно сверлить и резать платы.

Чтобы создать самодельное приспособление, потребуется взять миниатюрный электродвигатель от старого магнитофона. Подойдут даже различные модели моторчиков от детских игрушек. Если в качестве привода использовать мини-двигатель от магнитофона на 12 V, то еще потребуются такие материалы и детали:

  • блок питания или несколько батарей (аккумулятор) с выходом 12 V;
  • отрезок трубы из пластика (около 10 см длиной) таким сечением, чтобы внутрь можно было вставить миниатюрный электромотор;
  • термоустойчивый клей;
  • кнопка включения;
  • проводки для электрических соединений.

Мини-дрель своими руками собирают, действуя по следующему алгоритму:

  • с помощью электродрели или ножа в трубке делают отверстие под переключатель;
  • смазывают моторчик клеем, чтобы зафиксировать его внутри будущего корпуса;
  • вставляют электродвигатель в трубку;
  • любой из проводов, по которым осуществляется питание моторчика, высовывают в просверленное в корпусе ранее отверстие, а другой конец оставляют с задней стороны корпуса;
  • в отверстие под кнопку вставляют один проводок от блока питания;
  • припаивают с помощью паяльника к высунутым концам переключатель, аккуратно изолируя при этом контакты;
  • оставшиеся с торца трубки два проводка (от кнопки и моторчика) подсоединяют к разъему для подсоединения блока питания;
  • отрезают горлышко от любой пластиковой бутылки;
  • делают в крышке по центру отверстие под разъем и склеивают данные детали;
  • приклеивают горлышко к трубке;
  • подключают собранную мини дрель к блоку питания;
  • нажатием кнопки проверяют работоспособность самоделки.
Про другие станки:  Модернизация листогиба - Гидравлика и гидропривод - Металлический форум

Вольтаж питающего блока следует подбирать, чтобы он соответствовал рабочему напряжению используемого электромоторчика.

Чтобы сделать мини дрель автономной, достаточно просто приспособить к ней батарейки.

Есть вполне работоспособные решения, изготовление займет один выходной день

Как извлечь лазерный полупроводник из привода, объяснять не требуется, если вы умеете «делать вещи» руками – это не трудно. Главное – подобрать прочный и удобный корпус. К тому же, «боевой» лазер, пусть и маломощный, требует охлаждения. В случае с DVD приводом достаточно пассивного радиатора.

Корпус-рукоятку можно выполнить из двух латунных гильз от пистолета. Подойдут стреляные патроны от «ТТ» и «ПМ». Они имеют небольшую разницу в калибре, и отлично входят друг у друга.

Высверливаем капсюли, и на место одного из них устанавливаем лазерный диод. Латунь гильзы послужит отличным радиатором.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Остается подключить питание 12 вольт, например, от порта USB вашего компьютера. Мощности хватит, в компьютере привод запитан от того же блока питания. На этом все, лазерная гравировка своими руками в домашних условиях практически из мусора.Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Если вам необходим координатный станок – можно закрепить прожигающий элемент на готовом позиционирующем устройстве.

Лазерный гравер из принтера с засохшей чернильной головкой – прекрасный способ вернуть жизнь сломанному агрегату.

Немного поработать с подачей заготовки вместо бумаги (для плоской фанеры или металлической пластины это не проблема), и у вас есть практически заводской гравер. Программное обеспечение может и не понадобиться – используется драйвер от принтера.

При наличии схемы, вы просто подключаете сигнал подачи чернил на вход лазера, и «печатаете» на твердых материалах.

Изготовление гравера из 3d-принтера

Обыкновенный 3D-принтер является хорошей основой для создания гравера, с помощью которого можно будет резать различные материалы, делать поделки и выполнять другие операции. Чтобы модернизировать имеющееся устройство, потребуется дополнительно установить плату, которая будет питать оперативные цепи оборудования и лазерный модуль.

Гравировальный станок, созданный из 3D-принтера, продемонстрирован в следующем видеоролике.

Кроме рассмотренных простейших способов создания самодельной гравировальной машинки из 3D-принтера, маленького электромотора, небольшого электродвигателя, блендера и дрели существуют также другие варианты. При этом за основу используют как данную технику, так и другие электроинструменты.

Народные умельцы постоянно придумывают новые модификации, проявляя конструкторскую фантазию. Реализуя на практике любой из приведенных вариантов или самостоятельную разработку, следует обеспечить безопасность создаваемой самоделки. Для этого необходимо хорошо изолировать электрические контакты и надежно выполнить сборку оборудования.

Изготовление лазерного гравера с чпу на ардуино

Граверы по особенностям своего функционирования делят на фрезерные и лазерные. В первых материал обрабатывается различными насадками. В лазерных моделях всю работу выполняет лазерный луч — это бесконтактный способ гравировки. При этом такое устройство относится к категории высокотехнологичного оборудования. Но самодельный гравер возможно сделать и в домашних условиях.

Чтобы создать лазерный гравер своими руками, понадобятся следующие детали, инструменты и материалы:

  • шаговые электродвигатели из dvd-привода;
  • вычислительная платформа Arduino;
  • плата Proto Board с дисплеем;
  • концевые выключатели для двигателей;
  • лазерный модуль (например, мощностью 3 Вт);
  • устройство регулировки величины постоянного напряжения;
  • система охлаждения лазера;
  • MOSFET (транзистор);
  • платы для сборки элементов управления электродвигателями;
  • корпус;
  • зубчатые шкивы и ремни для них;
  • различных размеров подшипники;
  • доски из дерева: 2 штуки размером 135х10х2 см и еще две — 125х10х2 см;
  • 4 круглых металлических стержня сечением 10 мм;
  • смазка;
  • хомуты, болты с шайбами и гайками;
  • тиски;
  • слесарные инструменты;
  • сверла;
  • электролобзик или циркулярная пила;
  • напильники либо наждачная бумага;
  • компьютер или ноутбук.

Шаговые электромоторы можно взять не только из DVD, но и из принтера, который практически не используется.

Станок собирают по такому алгоритму:

  • создают основание;
  • монтируют направляющие с подвижными каретками;
  • собирают электрическую схему;
  • устанавливают нужные программы на компьютер;
  • проводят юстировку (настройку) лазерной головки;
  • проверяют работоспособность станка.

Схема подсоединения шаговых электрических моторов, взятых из струйного принтера либо DVD, показана на фотографии ниже.

Вся последовательность действий, позволяющая собрать лазерный гравер на arduino, в деталях продемонстрирована в видеоролике далее.

Созданный ЧПУ-гравер обойдется гораздо дешевле, чем любые лазерные модели заводского производства. Его можно будет использовать для изготовления печатей, для фоторезиста, для работ с деревом, фанерой, пластиком, картоном, пенополистиролом и пробковыми листами. Также возможно выполнение гравировки по металлу.

Лазерный гравировальный станок своими руками

Лазерная пушка – не самый сложный элемент конструкции, к тому же есть варианты. В зависимости от задач, можно выбрать различную мощность (соответственно стоимость, вплоть до бесплатного приобретения). Умельцы из Поднебесной предлагают разные готовые конструкции, порой выполненные с высоким качеством.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Такой пушкой мощностью 2Вт можно даже фанеру резать. Возможность фокусировки на необходимом расстоянии позволяет контролировать как ширину гравировки, так и глубину проникновения (для 3D рисунков).

Стоимость подобного устройства порядка 5-6 тыс. рублей. Если высокая мощность не нужна – используйте маломощный лазер от пишущего привода DVD, который можно за копейки приобрести на радио рынке.

Особенности использования контуров

Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате.

Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.

При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator.

Пошаговая инструкция по изготовлению лазера для резки металла

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Лазер из фрезера своими руками

Первым шагом в процессе создания самодельного резака является разборка привода старого пишущего лазерного дисковода компьютера. Для этого необходимо аккуратно разобрать устройство и извлечь сам прибор, не повредив его целостность.

Затем требуется извлечь диод красного цвета, который прожигает диск во время записи на него информации. Этот диод, по-другому – лазерный излучатель, размещается на специальной каретке, оснащенной большим количеством крепежных элементов. Чтобы снять излучатель, нужно распаять все крепления при помощи паяльника.

Следующий этап сборки лазерного резака металла подразумевает установку излучателя на место светодиода, которым укомплектована указка. Для этого следует осторожно разобрать указку на 2 части, не повредив разъемы и держатели. Затем достать светодиод и поставить на его место лазер. Закрепить его, при необходимости, можно при помощи обычного клея ПВА.

Схема устройства лазерного резака
Схема устройства лазерного резака

Далее следует изготовление корпуса для лазерного самодельного резака. Собрать корпус для лазера можно при помощи фонарика и аккумуляторных батареек, совместив нижнюю часть обыкновенного фонарика, в которой расположены батарейки, с верхней частью указки (перед сборкой из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло), где находится излучатель.

В ходе выполнения такого соединения важно правильно, соблюдая полярность, подключить диод к зарядке аккумуляторной батареи.

После выполнения всех шагов резак будет готов к работе! Важно помнить, что прибор при нарушении правил техники безопасности может нанести вред здоровью! Будьте осторожны!

Лазерный резак своими руками
Лазерный резак, сделанный своими руками

С чего начать?

Если вы решили сделать гравировальный станок своими руками, то рекомендуем сразу конструировать устройство с ЧПУ. Это значительно повысит производительность аппарата и облегчит работу с ним. После этого определитесь с компоновкой устройства. За основу можно взять старенький мини-станок сверлильного типа и заменить в нем сверло на саму фрезу.

Далее рекомендуем придерживаться следующих инструкций:

  1. Подберите механизм, который будет отвечать за перемещение рабочего узла по плоскостям. В этих целях можно использовать каретки от старого принтера. К тому же сконструированный таким образом аппарат позволит относительно просто присоединить цифровой узел. Стоит отметить, что каретки лучше всего брать с больших принтеров. Это значительно усилит конструкцию станка.
  2. Оснастите ваш станок мощным шаговым двигателем. С этой целью рекомендуем использовать старые электромоторы.
  3. Особое внимание обратите на фрезерный узел.
  4. Для осуществления передачи от двигателя к рабочему узлу лучше всего использовать зубчато-ременную передачу.
Про другие станки:  Щеподробилка своими руками - чертежи и фото. Делаем щепорез своими руками

Самодельный лазерный гравер для работы с большими площадями

В качестве основы берется любой чертеж для сборки так называемых KIT наборов от тех же друзей китайцев.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Найти алюминиевый профиль не проблема, изготовить каретки с колесиками тоже. На одну из них устанавливается готовый лазерный модуль, другая пара кареток будет перемещать направляющую ферму. Движение задают шаговые двигатели, крутящий момент передается с помощью зубчатых ремней.Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Конструкцию лучше собрать внутри какого-нибудь ящика, с активной вентиляцией. Выделяющийся при гравировке едкий дым вреден для здоровья. При эксплуатации в помещении, необходима вытяжка на улицу.

Если вы работаете с металлическими пластинами, отраженные блики луча могут повредить сетчатку глаза. Лучшей защитой послужит оргстекло красного цвета. Это нейтрализует синий лазерный луч, и позволит контролировать процесс в реальном времени.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Схема управления собирается на любом программируемом контроллере. Наибольшей популярностью пользуются системы Arduino UNO, продающиеся на тех же китайских сайтах электроники. Решение недорогое, но эффективное и практически универсальное.Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Самый распространенный вариант – подключение к персональному компьютеру. Создание рисунка и параметров гравировки происходит на любом стандартном графическом редакторе.

Если ваша картинка растровая – следует произвести трассировку.

Подключив и запрограммировав контроллер USB, вы сможете выводить задание на гравировку непосредственно с цифрового носителя (флешки), предварительно создав файл на компьютере. Итог:

Гравировальный станок с лазерной головкой настолько доступен, что его можно приобрести не только для коммерческого применения, но и для личного использования.

Изготовление поделок для детей, экономия на рекламных материалах для собственной фирмы, дизайнерские предметы для жилища – вот неполный перечень применения станка.

Самопальный чпу — бюджетный вариант / 3d-принтеры, станки и аксессуары / ixbt live

Самодельные ЧПУ станки — это способ получить возможность обрабатывать дома или в гараже дерево/пластик/легкие металлы. Для кого-то это способ начать свой бизнес, для кого-то это дешевый способ реализовать свое хобби.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Небольшая статья на тему о самостоятельной сборке простого ЧПУ станка.

 Предыдущие посты по теме:

Комплектующие для самодельного ЧПУ с Таобао

Комплектующие для ЧПУ с Таобао

Частотный преобразователь для однофазной сети Delta VFD-M VFD015M21A

Это наверное самый простой способ собрать ЧПУ станок. И один из самых недорогих. Софт простой в освоении (достаточно закинуть файл-2D-рисунок для простейшей фрезеровки).

Стоимость самой станины не велика (профиль Соберизавод), в зависимости от размеров это от тысячи рублей для небольшого станка до нескольких тысяч для мощного профиля большого размера (с учетом уголков и метизов).

Станок не претендует на самую оптимальную конструкцию, но наверняка один из самых недорогих и простых в сборке.

Идея взята из похожего станка CNC2417

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

В попытках исправить косяки китайских разработчиков были переделаны боковые пластины для рамы и держатели моторов. Прикладываю ссылку на Чертежи пластин для самостоятельной сборки подобного станка (под двигатели Nema17, направляющие цилиндрические 8 мм).

Для потребуется алюминиевый профиль, фурнитура для сборки (уголки) и метизы. Размеры станка могут быть любые, в разумных пределах. Я использовал 7 отрезков по 260 мм и два на 300 мм. Длинные  отрезки идут для увеличенного хода стола по Y. В результате рабочая область будет чуть больше, чем у 2418.

В каталоге Соберизавод ищем нужный тип профиля и кликаем «купить»

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Режем в размер (размеры можно примерно прикинуть исходя из ваших потребностей

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Нарезаем сразу нужный профиль, в нужном количестве для рамы.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Подтверждаем.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Плюс не забываем уголки и метизы для сборки. Опционально можно докупить и пластины для крепления.

В части сборки рамы все просто — свинчиваем профили с помощью уголков и закладных гаек.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Устанавливаем боковые пластины и держатели двигателей.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Далее нужно будет установить на раму остальные комплектующие.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку
Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Помимо рамы, для сборки потребуются другие комплектующие: «мозги», направляющие, ходовая часть, шпиндель, блок питания и т.п.

Большинство запчастей заказывал на площадке Таобао, так как получается дешевле при покупке комплекта (из-за одной запчасти нет смысла там заказывать, а если подбираете комплект — тогда да, удобно и выгодно).

Для доставки большой сборной посылки пользовался услугами посредника Yoybuy, воспользовался скидкой $10 для доставки (этот купон на скидку $10 то $20 дают всем вновь зарегистрированным пользователям).

В качестве платы управления используется простая МК1. Это самый бюджетный вариант с таким функционалом. Существуют «детские варианты» на Arduino Uno (Nano) CNC Shield с прошивкой GRBL, которые могут подойти для ознакомления с ЧПУ, но для серьезной работы малопригодны, хотя бы из-за ограниченных возможностей прошивки.

Купить плату управления МК1

 (Не всегда ссылки корректно работают — я дублирую прямые ссылки на Таобао.)

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Плата МК1 построена на основе PICmicro, имеет силовые выходы, входы для концевиков и датчика калибровки, а также возможность подключения ручного пульта управления. 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

 Настройки плата не требует, подключается все просто (в лоте есть вариант с драйверами двигателей в комплекте).

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

 Кстати, можно сделать ход конем, и прикупить полноценный пульт типа DDCSV — альтернативный вариант управления станком, хотя больше подходит для больших ЧПУ. Это наиболее бюджетный вариант автономного (без компьютера) управления станком, можно купить «навырост» — изготовив на маленьком станке детали для сборки большого ЧПУ фрезера. Пульт представляет собой автономный контроллер станка ЧПУ на 3 оси и имеет огромный функционал.

 Ссылка на пульт DDCSV

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

  В качестве направляющих рекомендую рельсы SBR10. Можно взять 12-16, хотя 16 мм явно будет перебор.

Размер берите исходя их ваших хотелок (размеры хода по XY). В моем случае используются простые полированные валы 8 мм, это эконом-вариант направляющих. Но рекомендую именно рельсы.

 Купить рельсы SBR10-12-16-20 для станка ЧПУ.

 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

  Для обработки материалов потребуется шпиндель.

На Таобао есть неплохие варианты  на 1,5кВт с  воздушным охлаждением (до 24000 об/мин, диаметр 80 мм, цанга ER11, 400Гц). 

 Купить шпиндель 1,5 кВт

 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

 Если размер станка 2418 для вас маловат, можно собрать что-то подобное, но на раме из профиля 6060 (6090) и рельсах SBR16. Для перемещения осей потребуются мощные двигатели  типа 57BYG78  (57H2P7842A4) с током до  4.2A и усилием 2.1Nm. Это как раз мощный вариант, у меня используются простые Nema17 42HS8404.

 Купить шаговые двигатели  57BYG78

 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

 Для управления шпинделем потребуется частотный преобразователь (ЧП, Vector Frequency Converter — VFD для поиска). 

 Это устройство, вырабатывающее три фазы 220В с частотой до 400Гц и имеющее множество настраиваемых параметров.

Простой и недорогой ЧП, имеющий вход бытовой сети (220В/50Гц, одна фаза L ноль N).

Купить частотный преобразователь (однофазный)

 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Если размеры позволяет и есть доступ к трехфазной промышленной сети, можно выбрать вот такой недорогой ЧП.

Купить частотный преобразователь для трехфазной сети 1,5kw-5.5kw-7.5kw 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

 По комплектующим все, многое было рассмотрено в предыдущих обзорах. При наличии некоторого навыка собирается все достаточно быстро, если опыта нет — может занять некоторое время. Если есть вопросы — спрашивайте))). 

 Скриншот управляющей программы для станка.

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Проба хода по осям собранного станка.

 В целом все, станок собирал для своего друга, он только начинает осваивать технологии с ЧПУ, и настольный вариант ему очень удобен. Профиль приобретался в компании Соберизавод, остальные комплектующие на Таобао через посредника Yoybuy. Прикинул сразу что нужно, сформировал одну большую сборную посылку. Получилось дешевле, чем покупать на Али или в оффлайне. Не забывайте про скидку — купон на $10 для доставки посылок от $20. Средняя посылка до 3 кг можно привезти за $20 с этим купоном. 

 

Гравер своими руками: делаем самодельную гравировальную машинку

Сборка гравировальной установки

Очень просто сделать штатив (основание для установки электродвигателя) из фанеры либо того же текстолита. Для этого поступают так:

  • вырезают из листа материала несколько кусков (достаточно 4) соответствующего электродвигателю размера;
  • к одному из фрагментов прикрепляют мотор с помощью хомутов;
  • собирают короб;
  • в передней части просверливают отверстие под гибкий вал.

Созданную конструкцию подвешивают к стене.

Удобно использовать заводской держатель на струбцинах для гравера, если позволяют размеры электродвигателя. Крепление подсоединяется к любому столу. Но такое приспособление потребуется приобрести дополнительно.

Дальнейшую сборку гравировального устройства выполняют в такой последовательности:

  • с помощью муфты, созданной из просверленного болта, соединяют тросик с валом электродвигателя;
  • одевают на тросик резиновый шланг соответствующего диаметра и присоединяют к нему сделанную ручку;
  • устанавливают пусковую кнопку;
  • подсоединяют оборудование к сети;
  • проверяют работоспособность сделанного приспособления.

Самодельная бормашина позволит обрабатывать древесину, кость, метал, стекло, пластик, керамические заготовки, а также разные металлы, природный и искусственный камень.

Можно также применять при создании самодельных прямошлифовальных машин электромоторы, рассчитанные на 380 V, но если их можно приспособить на 220. В таких случаях понадобится дополнительно повозиться. Информации по данному вопросу много как в интернете, так и в книгах по электротехнике.

Сборка устройства

После того как мы определились с компоновкой станка и с происхождением его основных деталей, пора браться за сборку нашего аппарата для гравировки заготовок. Базисом для устройства можно сделать балку прямоугольной формы, которую устанавливают на направляющих. Крепить остальные элементы конструкции к балке рекомендуют при помощи винтов.

Про другие станки:  Плоскошлифовальный станок с круглым столом 3Е756ЛМС купить по выгодной цене. Продажа станков 3Е756ЛМС с доставкой в Москве, по всей России и СНГ | Станочный Мир

Дело в том, что вся наша конструкция должна обладать повышенной жесткостью, поскольку в процессе эксплуатации на нее будут действовать довольно серьезные нагрузки. Отсутствие надежных креплений и шаткость установки обязательно скажется на качестве обработки заготовок.

В то же время не стоит злоупотреблять сварочными работами. Дело в том, что сварочные швы довольно серьезно подвержены деформации и разрушению. Особенно тяжело такие соединения переносят различные вибрации, которых в процессе эксплуатации устройства будет довольно много. Направляющие тоже следует сделать из прочного материала, устойчивыми к самым разным деформациям.

В противном случае этот элемент строения придется менять уже спустя относительно короткое время после начала использования станка. Конструкция устройства должна включать в себя подъемный механизм для фрезеровочного агрегата. Лучше всего в этих целях использовать винтовую передачу.

Вертикальную ось для станка лучше всего делать из алюминиевой плиты. Ее размеры должны сопоставляться с размерами других элементов строение станка. Когда у нас уже готова ось, можно приступать к установке двигателей шагового типа. Первый будет осуществлять перемещение в горизонтальном направлении, а второй в вертикальном. Метод передачи – ременной. Перед использованием станка его необходимо эксплуатировать в ручном режиме.

Советы по сборке

Для проверки работы драйвера измеряют мультиметром силу тока, подаваемого на диод. Для этого к прибору подсоединяют нерабочий (или же второй) диод. Для работы большинства самодельных устройств достаточна сила тока 300-350 мА.

Если нужен более мощный лазер, показатель можно увеличить, но не более 500 мА.

В качестве корпуса для самоделки лучше использовать светодиодный фонарик. Он компактный и его удобно использовать. Чтобы не испачкались линзы, устройство хранят в специальном чехле.

Важно! Лазерный резак является своего рода оружием, поэтому нельзя направлять его на людей, животных и давать в руки детям. Носить его в кармане не рекомендуется.

Следует заметить, что лазерная резка своими руками толстых заготовок невозможна, но с бытовыми задачами он вполне справится.

Универсальность метода

Вторым немаловажным преимуществом резки лазером является то, что при помощи данной процедуры стало возможным обработать практически все виды изделий, независимо от твердости сплава, из которого они изготовлены, их толщины или формы. К тому же, лазерный метод раскроя деталей не ограничивается резкой в плоскости, то есть можно производить разрез и объемных предметов.

Лазерная резка толстого металла
Лазерная резка толстого металла

Установка ступенчатых двигателей

С помощью кронштейнов, изготовленных из листовой стали, к корпусу устройства крепятся ступенчатые электродвигатели. Кронштейн имеет форму прямого угла и соответствует ширине самого двигателя, а длину имеет вдвое больше его основания. В поверхности кронштейна, куда будет крепиться основание электромотора, просверливают шесть отверстий: четыре — для установки самого электродвигателя и два — для закрепления подпорки к корпусу с помощью крепежных саморезов.

Чтобы смонтировать узел приводного механизма, складывающегося из двух шкивов и болта с шайбой, на валу электромотора при помощи металлического листа формируют П-образный профиль. Затем в нем сверлятся отверстия для соединения с корпусом устройства и выхода вала двигателя.

Шкивы для посадки зубчатой ременной передачи помещаются на валу приводного мотора и располагаются внутри П-образного приспособления. Зубчатые ремни, надетые на шкивы и приводящие в движение челноки гравировального механизма, присоединяются к их деревянным основаниям саморезами.

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.

Торцы 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.

Электрическая часть

Главным элементом конструируемого механизма является излучатель лазера, на входных клеммах которого необходимо поддерживать постоянное напряжение величиною, не превышающей номинальных характеристик схемы. При несоответствии этого критерия существует вероятность сгорания ее составляющих.

Излучатель лазера, применяемый в установке указанной конструкции, предназначен для работы с напряжением 5 вольт при силе тока не более 2,4 ампера. Настройки электрорегулятора DC-DC производятся на значения: напряжение до 5 вольт, сила тока 2 ампера.

MOSFET транзистор служит для управления включением и выключением электронной схемы излучателя. Электросигнал, вырабатываемый программатором Ардуино, имеет довольно маленькую мощность, поэтому воспринимает его только транзистор MOSFET, который открывает или закрывает контур питания устройства излучения.

Подключение ступенчатых электродвигателей гравера реализуется на одной электронной плате управления, что способствует их синхронной работе. При этом отсутствует провисание передаточных зубчатых ремней, что создает качественную и точную обработку поверхностей.

Следует не допускать перегрева лазерного диода и плат управления ступенчатых двигателей в работе электронной схемы. Во избежание подобных ситуаций конструкцией предусмотрена система охлаждения на базе компьютерных вентиляторов и кулеров.

Электрогравер работает на основе челночного механизма, один из передвижных элементов которого обеспечивает перемещение в направлении оси Y, а два других, спаренных, — перемещение в направлении оси X.

В качестве оси Z выступает глубина прожига поверхности материала обработки. Отверстия, в которые помещаются элементы челночного механизма гравера, должны иметь глубину 12 мм и более.

Электронная составляющая

Выбранный лазерный диод – это диод мощностью 1,5 Вт, 445 нм, установленный в корпусе размером 12 мм, с фокусируемым стеклянным объективом. Такие могут быть найдены, предварительно собраны, на eBay. Так как это лазер 445 нм, свет, который он производит, является видимым синим светом.

Лазерный диод требует радиатора при работе на высоких уровнях мощности. При конструировании гравера используются две алюминиевые опоры для SK12 12 мм, как для крепления, так и для охлаждения лазерного модуля.

Интенсивность выхода лазера зависит от тока, который проходит через него. Диод сам по себе не может регулировать ток, и, если он подключен непосредственно к источнику питания, он будет увеличивать ток до тех пор, пока он не разрушится. Таким образом, для защиты лазерного диода и управления его яркостью требуется регулируемая схема тока.

Еще один вариант схемы соединения микроконтроллера и электронных деталей:

Электрооборудование и программное обеспечение

Любой современный станок для гравировки будет настолько эффективным, насколько эффективно его программное обеспечение. Качественное электрическое оборудование тоже играет одну из определяющих ролей.

Как должен выглядеть цифровой узел:

  • Программное обеспечение должно обладать всеми необходимыми драйверами для установленных элементов станка. Кроме того, программа станка должна соотноситься со всеми режимами работы устройства. В первую очередь программное обеспечение должно обладать надежность и функциональностью
  • В конструкции агрегата должен быть предусмотрен LPT-порт.
  • Подключение числового программного обеспечения осуществляется через LPT-порт.
  • После установки ЧПУ на станок, инсталлируются все необходимые драйвера и программы.

При сборке цифрового узла гравировального станка следует помнить, что качество выполненной работы обязательно скажется на процессе эксплуатации устройства. Перед использованием аппарата следует тщательно проверить работоспособность программного обеспечения.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Войти