Карманный cnc – станок для выжигания. Часть 3. Информатика и кибернетика — МозгоЧины

Шаг 5: высверливание отверстий и сборка основания

Внутренний периметр

Складываем в стопку две пластины длиной 31.115см и высверливаем сквозные отверстия согласно представленному чертежу битой диаметром 0.47625см. Далее складываем в стопку 29.21см-е пластины и просверливаем насквозь центральное отверстие битой 0.79375см.

Затем сверлим сквозные отверстия в обеих пластинах 12мм-м сверлом, а потом оставшиеся отверстия по периметру обеих пластин мозгосверлом диаметром 0.47625см.

Собираем внутренний периметр как показано на фото посредством 0.47625см-х отверстий, для этого берем сверло «brad point»диаметром 0.47625см и, вставляя в отверстия передней и задней частей, лишь намечаем ими нужные центры на боковых сторонах, затем меняем сверло на 0.3175см и сверлим отверстия глубиной 2.54см, а затем проводим сборку 8-ми саморезами длиной 2.54см.

Внешний периметр

Берем одну из 31.115см-х пластин и высверливаем согласно чертежу отверстие диаметром 1.27см и глубиной 0.55525см. Далее берем вторую 31.115см-ю пластину и также высверливаем отверстие на глубину 0.55525см, чтобы 1.27см-й подшипник слегка «утопился» в нем.

Складываем переднюю и заднюю пластины и высверливаем согласно чертежам сквозные отверстия диаметром 0.47625см. И наконец, сверлом 0.9525см просверливаем насквозь центр 1.27см-го отверстия, а затем сверлим 0.3175см-е отверстия на глубину 0.635см.

Переворачиваем пластины и для плотного прилегания к основанию, высверливаем в них зазоры под шляпки отверстий диаметром 0.3175см и скрепляем 8-ми саморезами длиной 1.5875см.

Шаг 4: нарезка деталей рамки основания

У меня было достаточно 0.9525см-го HDPE пластика, поэтому я детали корпуса поделки сделал двойными, чтобы тем самым придать самоделке большей прочности, к тому же это дало некоторые плюсы при сборке, вы увидите позднее.

Порядок резки и сверления очень важны для соблюдения точности. Я предпочитаю вырезать детали слегка большими чем надо, а затем доводить до нужного размера, отрезая одинаковые размеры одновременно.

Боковые стороны внутреннего периметра: 2 пластины 31.115х5.3975смПеред и зад внутреннего периметра: 2 пластины 29.21х5.3975см

Боковые стороны внешнего периметра: 2 пластины 33.02х6.35смПеред и зад внешнего периметра: 2 пластины 31.115х6.35см

Перемычки основания: 2 пластины 33.02х8.89см

Внимание! если вы используете новые (конца 2022 года) платы arduino uno, с высокой степенью вероятности xloader работать не будет, выдавая сообщение про ошибку загрузки.

В этом случае автор рекомендует использовать программный продукт ARP/Arduino Uploader (впрочем, проблемы могут быть и с ним). Механизм прошивки в целом сходен – выберите порт и модель микроконтроллера. После этого – внесите изменения в тексте значения «AVR Dude Params».

Сам микроконтроллер нуждается в предварительной настройке. Запустите ваш любимый терминал последовательного порта (примечание переводчика: он есть в программном пакете программирования Arduino), и подключитесь к вашему микроконтроллеру.

В окне терминала будет выведено приветственное сообщение, что-то вроде этого:

Grbl 0.6b‘$’ to dump current settings»

Если же вы введете символ $ и потом нажмете «ввод», то получите список параметров, примерно такого вида:

$0 = 400.0 (steps/mm x)$1 = 400.0 (steps/mm y)$2 = 400.0 (steps/mm z)$3 = 30 (microseconds step pulse)$4 = 480.0 (mm/sec default feed rate)$5 = 480.0 (mm/sec default seek rate)$6 = 0.100 (mm/arc segment)$7 = 0 (step port invert mask. binary = 0)

Теперь вам необходимо изменить значение параметра stepsmm для осей Х и Y  на 53.333. Просто введите команды «$0=53.33» и «$1=53.33» соответственно. Надо ли говорить, что после каждой команды просто необходимо нажать «ввод»? Поскольку ось Z не используется, в ее параметрах ничего менять не будем, однако запомним про ее присутствие для следующих проектов.

Ускорение перемещения каретки поднимите командой  «$8=100» и нажмите «ввод».  Поскольку каретка действительно перемещается с низкой скоростью – значение ускорение должно быть действительно высоким, поскольку при дугообразном движении глубина выжигания будет значительно большей, чем при прямолинейном.

Что ж, с механической, оптический и программной частью мы закончили. Хотите проверить? Нет ничего легче – введите G91 G28 X0 Y0 «Ввод» для вывода головки в нулевое положение. Командами X10 Y10 «Ввод» можете порадовать себя перемещениями лазерной головки по обеим осям на 10 мм.

Как сделать станок с чпу — часть 2 — мозгочины

Результаты

Все на фото – начиная от брелка для ключей и этикеток для рассады, и заканчивая эксклюзивными спичками с гравировкой…

Шаг 1: материалы

На фото показаны некоторые из пластиковых обрезков. Хозяева компании берут пластик по бросовой цене, так что идите к ним и делайте выгодное предложение.

Материал черного цвета это UHMW, и из него будут изготавливаться несущие мозгоблоки. Все отверстия будут высверлены с помощью бит Форстнера или сверл «brad point», которые более точные и ими легче делать ровные отверстия. Для несущих отверстий, там где нужно просверлить составные отверстия бита оставит «метку», продолжая сверлить по которой получится отверстие с наименьшим отклонением.

Шаг 10: сборка рабочего стола

Пластина-переходник для рабочего стола вырезается из UHMW пластика толщиной 1,5875см. Обрезав ее по размеру высверливаем в ней битой Форстнера 0,9525см-е отверстия глубиной 0,47625, а затем продолжаем эти отверстия насквозь сверлом диаметром 0,47625см, после этого высверливаем 0,3175см-е отверстия для крепления рабочего стола самоделки.

Крепим переходник к несущим блокам оси X и используем для этого 2.54см-е 8-е винты, а затем такими же винтами крепим к переходнику рабочий стол.

У меня был кусок красного ABS пластика 22,225х22,225х0,635см, который я прикрепил по центру рабочего стола для пробного фрезерования.

Шаг 11: муфты и кронштейны двигателей

Кто сказал что муфты должны быть круглыми? Я свои вырезал из UHMW пластика, высверлил в них сквозное отверстие по середине для резьбового стержня, сделал вертикальную прорезь глубиной 1.27см и горизонтальную прорезь глубиной 1,905см. Делал их аккуратно на циркулярном столе, используя для безопасности специальную палочку-толкатель.

Далее высверлил отверстия диаметром 0,635см и глубиной 0,3175см, чтобы утопить в них шляпки винтов, затем просверлил их до начала прорези 0,396875см-м сверлом, а потом продолжил до конца уже 0,238125см-м сверлом.

Если диаметр вала вашего двигателя больше диаметра резьбового мозгостержня, то просто расширьте одно центральное отверстие в одной из половинок муфты.

В качестве кронштейнов двигателей я отрезал 6,35см-е отрезки 6,35см-го профиля для каждого из них. По центу одной из сторон коронкой по металлу высверлил отверстие диаметром 3,81см, затем вставил в него двигатель и разметил центры крепежных отверстий, которые потом высверлил и нарезал в низ резьбу.

Шаг 12: готово!

На этом все, мозгофрезер готов, благодарю за внимание!

( Специально для МозгоЧинов #The-Fantastic-Plastic-CNC-Mill

Шаг 2: несущие блоки осей x и y

На циркулярном столе обрезаем для оси X — две заготовки 21.6х3.175х2.06см, и для оси Y — так же две заготовки 10.16х3.75х2.06см.

Складываем заготовки стопкой, зажимаем и высверливаем боковые сквозные отверстия 22мм-й битой Форстнера. Затем не снимая зажим высверливаем в верхнем блоке отверстие диаметром 2.54см на глубину 0.3175см, далее до конца этого верхнего блока досверливаем 1.5875см-м сверлом, нижний же блок продолжаем сверлить насквозь уже мозгосверлом 0.79375см.

Такой способ сверления помогает соблюдать большую точность центров высверливаемых отверстий, так как сверла «brad point» или биты Форстнера оставляют в центре след, по которому можно продолжать сверлить отверстие сверлом меньшего диаметра.

Шаг 3: несущие блоки оси z

Нарезаем четыре мозгозаготовки 7.62х3.175х1.5875см, складываем две из них стопкой, зажимаем и высверливаем насквозь боковые отверстия 15мм-й битой. Далее высверливаем отверстие диаметром 2.54см на глубину 0.3175см, продолжает до конца верхнего блока сверлом 1.5875см, а в нижнем блоке уже сверлом 0.79375см.

Две оставшихся заготовки пока откладываем в сторону.

Сборка несущих блоков и направляющих:Отрезаем четыре направляющих стержня диаметром 12мм и длиной 33.02см, и еще два диаметром 8мм и длиной 15.5575см.

На концах всех стержней делаем небольшие фаски, чтобы не повредить резиновые уплотнители подшипников. Далее на одну из канавок подшипников надеваем стопорные колечки, затем вставляем в соответствующие отверстия несущих мозгоблоков, пока они не появятся с другой стороны отверстий, и фиксируем надев второе стопорное колечко.

Эти колечки я взял из продаваемых наборов, они стандартны, но я нашел, что колечки размером 2.2225см отлично подходят к подшипникам с внешним диаметром 2.2см, аразмером  1.5875см  — к подшипникам с внешним диаметром 1.5см. Для их установки хорошо использовать специальные зажимные плоскогубцы, он не такие уж и дорогие.

При сборке центральные отверстия диаметром 2.54см располагаем так, как показано на фото.

Шаг 4. помеханизируем…

В качестве основы для всей конструкции автор использовал кусок МДФ – плиты размером чуть больше, чем блок позиционирования лазерной головки, который вы извлекли из DVD – донора. Именно на него будут крепится оси Х и Y нашего станочка. Как вы видите на изображении, для размещения привода оси Y автор использовал несколько длинных проставок, одетых на болты крепления. Однако, по его и моему глубокому убеждению, несколько гаек и шайб будут работать ни капли не хуже.

В принципе, конкретные размеры деталей особого значения не играют, однако необходимо помнить, что приводы осей должны быть строго перпендикулярны друг-другу.

На бывший модуль крепления

лазерных диодов

при помощи

дуговой сварки

клея крепим рабочую поверхность для обрабатываемых деталей.

Материал в принципе не имеет значения, он должен быть легким и ровным. Опять же, зеркальные поверхности лучше не использовать. Автор использовал небольшую пластину из оргстекла, к которой потом приклеил вырезанный из корпуса того-же усопшего DVD привода металлическую пластину.

Поверхность получилась ровной, а вся конструкция – прочной. Кроме того, появилась возможность крепить обрабатываемый материал при помощи небольших магнитов.Для крепления привода оси Х автор использовал П-образный алюминиевый профиль, который тихо-мирно ждал своего часа в его запасниках.

Впрочем, как закрепить привод – зависит только от вас, лишь бы была обеспечена прочность и жесткость конструкции. Высоту размещения привода оси Х и длины крепежного профиля рассчитывайте в зависимости от желаемого материала обработки. Например, автор использовал отрезки П-образного длиной 7.

Важно учесть, что крепежные отверстия основаниях осей не симметричны. Перпендикулярность осей проще всего обеспечивать при помощи угольника, измеряя расстояние между линейными направляющими и поверхностью основания.

Место размещения привода оси Х зависит также от размеров крепления лазера и должно обеспечивать центральное положение точки фокуса при среднем положении привода оси Y.

Автор не стал мудрить с креплением лазера, изготовив его из куска пластика и зажима для труб. Использование трубного зажима упрощает фокусировку лазера, позволяя менять ее простым перемещением лазерного модуля вверх и вниз.Опять же, размер деталей особого значения не имеет, и зависит исключительно от вашего конструкторского гения воображения, при условии, что оси перпендикулярны.

Единственное, что вам необходимо учитывать при монтаже конструкции – это центральное положение точки фокуса лазера при средних положениях приводов осей.Итак, наш координатный стол и инструмент для обработки готов. Дело за управлением.

Часть первая и часть 3 (заключительная).

#Pocket-laser-engraver(A-Z )

Шаг 6: изготовление и сборка стойки оси y и распорок

При изготовлении стойки оси Y сначала вырезаем 4 прямоугольные пластины, углы на них мы обрежем позже, когда закончим со сверлением.

Итак, вырезаем четыре пластины 12.7х24.13см, две из них складываем стопкой и высверливаем в них сквозные отверстия диаметром 12мм согласно мозгочертежу.

Не забывая о том, что пластины стойки симметричны, высверливаем в них несущие отверстия диаметром 1.27см и глубиной 0.55525см. Опять же, помня о симметричности, на внутренних пластинах стойки вырезаем паз, складываем их в стопку и рядом с пазом высверливаем три отверстия диаметром 0.47625см.

Далее сложив и выровняв все четыре пластины в стопку, высверливаем в них девять сквозных отверстий диаметром 0.47625см, за исключением двух на скосе.

Для отрезания этого самого скоса я смастерил нехитрый шаблон: к достаточно большому куску фанеры, чтобы на ней уместилась пластина стойки, прикрепил планку, соответствующую направляющему пазу циркулярного стола, а к другой стороне этой мозгофанеры приложил пластину стойки, учтя необходимый угол скоса, и закрепил по бокам деревянными дощечками. Ну а затем подрезал все четыре пластины, придав им требуемую форму.

После этого складываем внешние пластины стопкой и высверливаем в них по скосу два отверстия диаметром 0.47625см. А дальше высверливаем в правой внешней пластине четыре отверстия для крепления двигателя, о которых я чуть не позабыл, диаметром 0,15875см.

Согласно размерам чертежа вырезаем 2 пластины-распорки. В длинной распорке высверливаем сквозные отверстия диаметром 0,47625см, а в короткой — отверстия диаметром 0,15875см и глубиной 0,635см.

Одно отверстие в левой стойке оставляем пустым. Для сборки стойки оси используем 8-е саморезы длиной 2.54см, если они с выпуклыми головками, то где это необходимо высверлите под них выемки. Для двух отверстий около скоса и восьми отверстий на распорках используйте 8-е саморезы длиной 1,5875см, а для отверстий на углах все те же 8-е саморезы длиной 2.54см.

Шаг 7: ось z

По размерам чертежа вырезаем заднюю пластину пластину оси Z и высверливаем нужные отверстия, три нижних из них зенкуем.

Так же по чертежу вырезаем и высверливаем верхний блок оси Z, центральное отверстие сверлим диаметром 1,27см и глубиной 0,555625см, а дальше досверливаем его уже 0,9525см-м мозгосверлом. Затем высверливаем сквозные 8мм-е отверстия.

Вырезаем нижний блок, высверливаем в нем такое же центральное отверстие, как и в верхнем, а вот 8мм-е отверстия сверлим глубиной 0,79375см. Собираем ось как показано на фото.

Шаг 8: резьбовой стержень

В центры всех осей вставляем толкающие резьбовые стержни — для осей X и Y длиной 39,37см, а для оси Z — 21,59см.

Берем большую часть беззазорной гайки, надеваем на нее пружину и вставляем малую часть гайки, далее, слегка сжимая пружину, надеваем ее на резьбовой стержень, а потом крепим 6-ми винтами длиной 1.27см в подготовленное 2.54см-е отверстие заднего несущего блока.

На сколько я знаю, сейчас подобные беззазорные гайки доступны только для резьбовых стержней «tr8». Те что на фото, я сделал сам на моем ЧПУ станке и скоро выложу их на своем сайте, просто нужно доработать несколько недочетов. На всех осях 1.27см-е подшипники прижимаются обычными мозгогайками.

Шаг 9: крепление фрезера

По размерам чертежа вырезаем и высверливаем пластину крепления из алюминия толщиной0,635см, либо из HDPE пластика.

Из UHMW пластика вырезаем блок 7,62х7.62см и толщиной 3,81см, или той, которую вы выбрали. По центру этого блока высверливаем отверстие под ваш фрезер, в моем случае 5,3975см. Лишний материал, отмеченный мной красным, обрезаем на ленточной мозгопиле, затем настраиваем циркулярный стол и делаем на нем прорезь в боковой стороне блока.

На задней стороне блока высверливаем четыре отверстия и нарезаем в них резьбу, а затем в лицевой стороне высверливаем два отверстия такой глубины, чтобы можно было стянуть прорезь, и в них тоже нарезаем резьбу. Эти два отверстия еще слегка рассверливаем под шляпки 0,47625см-м сверлом, чтобы можно было плотно стянуть зажим.

Шаг третий. лазерный

Вообще то, в Интернет полно качественных и подробных инструкций по домашнему превращению обычных лазерных указок и тому подобного в настоящих боевых… хм, бластеров. Поэтому, автор решил предоставить судить о проделанной работе не по словам, а по делам изображениями с пошаговой иллюстрацией процесса.

Примечание переводчика: инструкций действительно просто по горло, начиная от того как из лазерной указки сделать лазер, способный

распилить линкор

поджечь спичку и заканчивая установками на органических красителях мощностью по пару сотен Ватт и размером с гараж.

Несмотря на то, что в приводах разных производителей

лазерные блоки

выглядят по разному, их разборка с целью извлечения лазерных

диодов

в целом несложна. Однако, она требует значительной аккуратности и внимания. Осмотрите модуль и найдите

светодиоды

(как на изображениях). В

конструкции

их два – инфракрасных и красный видимого спектра свечения.

Примечание переводчика:DVD – ROMCD – ROM

приводах как правило, используется по одному диоду красного или синего свечения видимого диапазона. В то же время DVD – R и DVD – RW приводы оборудованы двумя лазерными диодами: для записи DVD – красный

диод

видимого диапазона и инфракрасный светодиод – для записи CD. Настоятельно не рекомендуется использование инфракрасных светодиодов именно по причине невидимости генерируемых ими лучей и высокой мощности – можно ослепнуть даже от отраженного луча.

Светодиоды размещены в обвязке из неодимовых магнитов и оптических элементов, которые вполне можно будет использовать в последующих мозгопроектах.

Теперь, отпаяйте от светодиодов штатные шлейфы питания. Светодиоды хрупки и боятся ударов, так что после извлечения обращайтесь с ними аккуратнее.

Теперь, вам предстоит определить, какой из извлеченных светодиодов вам необходим. Это просто – при помощи полуторавольтовой батарейки определите светодиод красного видимого спектра. Надеюсь, про требования безопасности напоминать вам не стоит.

В завершение, поместите светодиод к корпус, аккуратно запрессовав его при помощи тисков. Подпаяйте провода, по которым будет производится питания.

Примечание переводчика: примененный в конструкции корпус для светодиода, также широко использующийся в конструкциях других авторов, по сути представляет собой радиатор для отвода тепла от диода. Таким образом, нет смысла покупать данный элемент за 5-25 долларов, а проще изготовить его из банального радиатора для мощных транзисторов или диодов.

Важно! шаговые двигателя нуждаются во внешнем питании! подключать их к выводам 5 и gnd arduino и контроллеров двигателей недопустимо (если не хотите сжечь всё и вся)!

Для питания моторов, вентилятора и  Arduino автор использовал обычный 12-Вольтовый блок питания, который, впрочем, был оборудован регулятором силы тока.  Учитывая, что на шаговых двигателях отсутствовала маркировка, автор выбрал наименьшее значения силы тока, при которых конструкция работала.

Индикаторами слишком большого значения тока питания являются сами двигатели – если они сильно греются, значит что-то пошло не так и стоит задуматься 🙂 .Что же до вентилятора – просто подключите его к соответствующим выводам разумеется, с учетом полярности и желаемого направления выдува воздуха.

Каскад питания

лазера построен на стабилизаторе напряжения семейства

LM317

и не содержит никаких новых схемотехнических решений. Он вполне выполняет свою роль, но все же далеко от идеала по причине слишком высокого выходного тока. Так, автор длительное время питал

лазерный диод

током 300

МиллиАмпер

и всем последователям советует не ожидать от лазера долгого жизненного цикла. Наилучшим решением (по мнению автора), станет выбор мощного лазера и каскада питания с возможностью более широких регулировок. Включение и выключение лазера производится тем же реле, которое управляет вентилятором.

При желании, вы можете значительно упростить схему, использовав любой подходящий блок питания с подходящим выходным током и напряжением питания. Всё, что вам надо сделать  — подключить  питание к клеммам, которые управляют вентилятором.  Разумеется, это будет несколько дороже, чем при самостоятельной сборке блока питания.

Примечание переводчика: подозреваю, что НА 1/6 части суши гораздо дешевле купить б/у готовый блок питания, чем детали для его сборки.

Для облегчения (и оптимизации) сборки, автор разработал специальный  модуль расширения, который назвал LaserShield.

Примечание переводчика: хорошо, что не СОИ). LaserShield – в переводе с английского значит Лазерный Щит. ПРИМЕЧАНИЕ sTs к примечанию переводчика: стратегическая оборонная инициатива (СОИ) Strategic Defense Inintiative 🙂 .

Принципиальную схему и разводку платы в формате приводим здесь. Качаем отсюда. Самостоятельное изготовление печатных плат несколько выходит за рамки данной статьи, однако, в Интернет вы можете найти кучу действительно годных статей по указанной проблеме.

Если же вы желаете разработать собственную плату расширения с отличной от авторской разводкой дорожек, то все равно можете использовать

для программного пакета

разработанную автором  специально для подобных устройств.