Лазерный гравер своими руками из принтера или dvd-плеера: сборка и настройка

Что можно делать на лазерном гравере из дисководов?

Лазерный гравер, собранный на основе старых дисководов, позволяет наносить разнообразные надписи и рисунки практически на все материалы органического происхождения, то есть те, которые могут обуглиться или оплавиться. К ним можно отнести:

  • древесину;
  • кожу;
  • плотную бумагу и картон;
  • большинство видов пластика;
  • резину и др.

Лазерный гравер из дисководов можно использовать для нанесения гравировки на мелкие детали – сувениры, предметы быта, таблички и др.

Станок лазерной гравировки Lasersolid 530 Lite

  • Электропитание 110V or 220-240V/ 50~60Hz
  • Размеры, мм 1150х670х300
  • Мощность трубки лазера 50 Вт
  • Рабочее поле 300 x 500
  • Разрешение, DPI 1000
  • Скорость гравировки 200 мм/с
  • Скорость перемещения луча 500 мм/с
  • Тип лазера СО2
  • Точность гравирования 0,01
  • Интерфейсы USB 2.0
  • Охлаждение Водяное
  • Тип двигателя шаговый

А можно сделать и лазерный гравер

Для построения лазерного модуля ставится программная цель: он должен иметь легкую фокусировку, достаточно жесткую конструкцию, и его изготовляют, используя лишь подручные материалы.

Дело это несложное, но у исполнителя должна быть точность и аккуратность, чтобы самодельное устройство в его руках выглядело красиво и, главное, работало.

Стоит просмотреть краткую инструкцию, предложенную еще одним домашним мастером.

Нужно будет запастись такими комплектующими:

  • электромотором от DVD привода;
  • лазерным диодом и пластмассовой линзой из dvd привода (до 300 Мвт, чтобы она не расплавилась);
  • металлической шайбой с внутренним диаметром 5 мм;
  • тремя винтиками и таким же количеством маленьких пружинок от ручки с шариковым стержнем.

В таком гравере – два механизма перемещения, вертикальное перемещение для лазера не понадобится. Лазерным светодиодом пользуются как режущим или выжигающим инструментом.

ВНИМАНИЕ! Надо знать тонкости лазера. Даже его случайный отблеск может навредить зрению. Нужна предельная осторожность.

Поскольку диаметры лазерного диода и отверстия в корпусе двигателя немного отличаются, меньшее придётся расширить. Проводники, припаянные к диоду, следует заизолировать при помощи термоусадочной трубки.

Диод запрессовуют в отверстие, чтобы был достигнут хороший термоконтакт между ними. Лазерный диод сверху можно закрыть гильзой из латуни, взятой из данного двигателя. В шайбе под винты делают три выреза. Линза, вставленная в отверстие шайбы, аккуратно приклеивается, избежав попадания на нее клея.

Объектив крепится к корпусу. Убедившись, что он способен свободно перемещаться вдоль болтов, положение фиксируется. Пользуясь винтами, выполняют фокусировку луча, как можно точнее. Такой лазер из dvd приводов применяют в граверной технике.

Вторая жизнь старым приводам

Многих интересует вторичное использование компонентов техники со статусом – морально устаревшая. В интернет-ресурсах уже есть интересные публикации по поводу того, где найти применение для старых приводов CD или DVD.

Один из умельцев изготовил своими руками станок чпу из dvd-Rom, хотя для управления подойдет и CD-ROM. В ход идет все, что имеется в наличии. Станок предназначен для изготовления печатной платы в электронике и фрезеровки-гравирования небольших заготовок. Последовательность работ можно сформулировать так:

  1. Понадобится три двд-ром привода для точного позиционирования, чтобы координатный станок перемещать вдоль трёх осей. Приводы должны быть разобраны, а лишние элементы убраны. На шасси должен остаться только шаговый двигатель вместе с механизмом скольжения.

ВАЖНО! Шасси разобранного привода должно быть металлическим, а не пластмассовым.

  1. Поскольку двигатель от DVD – биполярный, достаточно обе обмотки прозвонить тестером, чтобы определить их предназначение.
  2. Кое-кто сомневается, достаточно ли мощности моторчика, рабочий узел передвигался на нужное расстояние? Чтобы уменьшить усилия двигателя, важно определиться, что стол будет подвижным, а не портального типа.
  3. Основание станины – 13,5х17 см, а высота брусков для вертикальной стойки станка 24 см. Хотя DVD приводы производителей могут отличаться габаритами.
  4. Далее надо взять шаговые двигатели, чтобы припаять провода управления (не важно – это будут контакты двигателя или кабельный шлейф).
  5. Поскольку соединение с помощью винтов здесь не приемлемо, деревянные прямоугольники (будущие платформы), которые будут передвигаться вдоль трех осей, надо приклеить к подвижным деталям двигателя.
  6. Шпинделем послужит электродвигатель, имеющий два винтовых зажима. Он должен быть предельно легким, иначе механизмам от CD/DVD его будет трудно поднять.

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.

Как можно использовать arduino

Небольшую плату, имеющую собственный процессор и память, контакты – Ардуино – используют в процессе проектирования электронных устройств. Своего рода, это – электронный конструктор, имеющий взаимодействие с окружающей средой. Через контакты к плате можно подключить лампочки, датчики, моторы, роутеры, магнитные замки к дверям – всё, что питается от электричества.

Arduino эффективно для разработки программируемых устройств, которые могут многое:

  • прокладывать маршрут движения устройства (чпу станок);
  • в партнёрстве с Easydrivers, можно осуществлять управление шаговыми двигателями станка;
  • через эту открытую программируемую платформу можно осуществлять ПО персонального компьютера;
  • подключение к Arduino датчика движения Line Track Sensor позволит отслеживать белые линии на темном фоне и наоборот;
  • его используют для построения робота и различных узлов станков;
  • выполняют ограничение шаговых моторов (при выезде за границу).

Мини-чпу из dvd-приводов и степлера

В этой статье мастер-самодельщик расскажет нам, как он сделал ЧПУ из DVD-приводов для рисования. Сборка проста, дешева и не занимает много времени. Для изготовления станка мастер использовал следующие

Инструменты и материалы:
-Плата расширения CNC Shield V4;
-Arduino Nano;
-DVD приводы — 2 шт;
-Серводвигатель SG90;
-Провода;
-Алюминиевый уголок 20 x 20 x 1,4 мм — длина 120 мм;
-Степлер канцелярский;
-Блок питания 12 В;
-Алюминиевая муфта с гибким валом, размер внутреннего отверстия: 5 мм x 8 мм (или 8 мм x 8 мм);
-Латунная соединительная гайка L-10мм 2 шт;
-Латунная соединительная гайка L-5мм 2 шт;
-Болта гайки шайбы M4 x 50 мм 2 шт;
-Болта гайки шайбы M4 x 25 мм 3 шт;
-Болта гайки шайбы M4 x 20 мм 2 шт;
-Болты гайки шайбы M2 x 40 мм 1 шт;
-Болты гайки шайбы M2 x 5 мм 2 шт;
-Кабельные стяжки;
-Ножовка;
-Сверлильный станок;
-Ручная шлифовальная машина;
-Клеевой пистолет;
-Паяльное оборудование;

Программное обеспечение:

Прошивка MIGRBL

.

INKSCAPE версия 0.48.5

.

Расширение INKSCAPE MI-GRBL

.

Универсальный отправитель Gcode

.

Шаг первый: шаговые двигатели DVD / CD привода
В интернете мастер нашел характеристики шагового двигателя DVD / CD -привода.
Параметр двигателя: Угол шага: 18 °
Напряжение: 5 В
Сопротивление: 14 Ом
Фаза: 2-2
Режим привода: биполярный
Макс. Частота пуска: 900pps
Макс. Скорость вращения: 1200pps
Удерживающий момент; 40
Диаметр ходового винта: Φ3
Шаг ходового винта: 3
Размер внешнего диаметра двигателя: 15 мм
Так выглядит двигатель в разобранном виде.

Шаговый двигатель работает при напряжении 5 В постоянного тока. Нужно измерить сопротивление двух катушек с помощью мультиметра, чтобы проверить, в хорошем ли он состоянии.

В проекте использовалось два разных типа DVD / CD-плееров, один использовался для оси X с сопротивлением катушки шагового двигателя 14 Ом, а другой использовался для оси Y с сопротивлением катушки 10 Ом.

Шаг второй: плата расширения CNC Shield V4
CNC Shield V4.0 имеет 3 слота на печатной плате для модулей привода шаговых двигателей и один слот для Arduino Nano. Т.е он может управлять 3 шаговыми двигателями по команде Arduino Nano. CNC Shield V4.0 имеет несколько контактов GPIO, доступных для подключения к другим модулям, таким как концевой выключатель, а также к интерфейсу I2C или последовательной связи. Питание для 3 модулей привода шагового двигателя и платы Nano подается через разъем внешнего питания (12 В постоянного тока).

Плату нужно настроить для дальнейшей работы. Нужно настроить как аппаратное, так и программное обеспечение, чтобы использовать прошивку GRBL и настроить режим микрошагов для A4988. Как это сделать, можно посмотреть здесь.
Нужно установить перемычки.

Контакты, подключенные к входам «STEP» и «DIRECTION» драйверов шагового двигателя, неверны по сравнению с исходными определениями GRBL. CNC Shield V4.0 работает Arduino Nano, поэтому можно исправить определения контактов «STEP» и «DIRECTION» в файле «cpu_map_atmega328p.h», расположенном в папке grbl , следующим образом:

#define X_STEP_BIT   5  // Uno Digital Pin 2
#define Y_STEP_BIT   6  // Uno Digital Pin 3
#define Z_STEP_BIT   7  // Uno Digital Pin 4

#define X_DIRECTION_BIT   2  // Uno Digital Pin 5
#define Y_DIRECTION_BIT   3  // Uno Digital Pin 6
#define Z_DIRECTION_BIT   4  // Uno Digital Pin 7

Шаг третий: драйвер A4988
A4988 — это микрошаговый драйвер двигателя со встроенным переводчиком для упрощения работы. Он предназначен для работы биполярных шаговых двигателей в полно-шаговых, полу-шаговых, четверть-шаговых, восьмых и шестнадцати-шаговых режимах с выходной мощностью до 35 В и ± 2 А.

Можно управлять шаговым двигателем с помощью всего 2 контактов контроллера: один для управления направлением вращения, а другой — для управления шагами.

Во многих приложениях микрошаговый режим может повысить производительность системы, а также снизить сложность и стоимость системы по сравнению с полно-шаговыми и полу-шаговыми методами. Микрошаговый режим может использоваться для решения всех проблем с резонансом, вибрацией и шумом в системе шагового двигателя, а также для повышения точности и разрешения шага.

По правилам, чем больше микрошагов, тем плавней движения, но ниже крутящий момент, и наоборот. Мастер пробовал режим 1/16 микрошагов, но в конце концов выбрал 1/8 микрошагов, что является хорошим сочетанием плавного движения и крутящего момента.

Про другие станки:  Камнерезный станок своими руками - Страница 2 - Общие темы по камнеобработке - Форум Гравировка по камню

Каждый поворот шагового двигателя DVD / CD изначально разделен на 20 шагов с углом 18 ° / шаг (1 поворот = 360 градусов | 360/20 = 18 °). При установке режима с разрешением 1/8 шага на A4988, каждое вращение шагового двигателя DVD / CD будет разделено на 160 шагов с углом 2,25 ° / шаг, что сделает вращение шагового двигателя намного более плавным.

ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКА
Подстроечный потенциометр на плате A4988 можно использовать для установки ограничения тока шагового двигателя. Следует обратить внимание на следующее:
В платах шаговых драйверов A4988 используются различные резисторы RCS, в зависимости от производителя. Обычно RCS может быть 0,05 Ом (с маркировкой «R050»), 0,1 Ом (с маркировкой «R100») или 0,2 Ом (с маркировкой «R200»). RCS на данной плате управления A4988: 0,1 Ом.

Шаг четвертый: установка оси X И Y

В этом проекте мастер в основном использовал болты для соединения деталей.

Первый шаг к созданию этого мини-плоттера с ЧПУ — это разобрать два привода DVD / CD.

Далее мастер припаял 4-х проводные кабели к 2-м шаговым двигателям, определив их обмотки и клеммы.

Он измерил длину привода — ось X, которая будет расположена горизонтально, затем вырезал алюминиевый уголок 20 x 20 x 1,4 мм по длине. В данном случае — 120 мм.

Дальше просверлил в алюминиевом уголке 6 отверстий:
— Два отверстия для крепления оси Y с помощью M4x50.
— Два отверстия для крепления оси X с помощью M4x25.
— Два оставшихся отверстия для крепления CNC Shield V4.0 через латунные соединительные гайки L-10 мм.

Для оси Y — использовал одну пластину из нержавеющей стали размером 70 х 80 мм.

Шаг пятый: установка оси Z

Самая важная и самая сложная часть при создании мини-плоттера с ЧПУ — это изготовление механизма подъема ручки. Мастеру пришла в голову идея, что можно использовать канцелярские степлер как механическую часть для подъема ручки. И это оказалось действительно эффективно.

Сначала нужно разобрать степлер. Для дальнейшей работы пока нужна средняя часть.

В подвижной части механизма имеются два отверстия. С помощью соединительной гайки мастер прикручивает к детали муфту.

Поскольку шаг резьбы отверстия муфты отличается от шага резьбы соединительной гайки, ему пришлось использовать переходную гайку.

Нужно обратить внимание, чтобы пружина степлера не касалась головки винтов при движении подвижной части вверх и вниз. Если головки цепляют, то можно их сточить.

Сервопривод хорошо помещаются во внутреннюю U-образную рамку степлера. Он снял пластиковую часть, вырезал и оставил только U-образную часть для крепления сервопривода.

Соединяет сервопривод и среднюю часть степлера длинным винтом M2 x 40.

На обратной стороне механизма степлера есть одно большое отверстие. Оно будет использоваться для соединения держателя карандаша, включая сервопривод, с механизмом оси X с помощью болта M4x25 и 3 гаек.

Дальше нужно вставить карандаш в муфту и закрепить. Чтобы закрепить его, нужно затянуть 2 оставшихся маленьких винта на муфте. Для подъема ручки нужно вырезать резиновую или акриловую шайбу и просверлить в центре отверстие по диаметру карандаша. Затем установил в него карандаш и отрегулировал так, чтобы ручку можно было поднимать вверх с помощью сервопривода и плавно опускать пружиной степлера.

На фото вариант с карандашом и шариковой ручкой.

Дальше нужно закрепить механизм и плату.

Шаг шестой: прошивка

MIGRBL отличается от оригинального GRBL тем, что MIGRBL настроен для ЧПУ, у которых оси X и Y подключены к 2 шаговым двигателям, а ось Z подключена к серводвигателю RC для подъема / опускания инструмента.

Скачайте

файлы прошивки MIGRBL

.

Скопируйте MIGRBL в C: Users Administrator Documents Arduino libraries

Выполните исправление, следуя «шагу два».

Откройте Arduino IDE, в меню «File» выберите Examples —> MIGRBL —> grblUpload.

Выберите правильный порт и плату (Tools —> Processor —> ATmega328P (Old Bootloader) —> Board —> Arduino Nano.), скомпилируйте и загрузите код в Arduino Nano.

Мастер использовал программу

INKSCAPE

для создания G-кода.

Обычный G-CODE, созданный из INKSCAPE, не будет работать. Для того, чтобы он заработал, нужно выполнить следующие шаги:

Загрузить

INKSCAPE MI-GRBL EXTENSION

.

Разархивировать файл.

Скопируйте файлы в каталог INKSCAPE -> Share —> Extension folder.

Теперь у нас есть исполняемый файл G-кода из INKSCAPE. Для отправки файла G-CODE на Arduino Nano нужно использовать Universal Gcode Sender — UGS.

Загрузите программное обеспечение UGS по адресу:

https://winder.github.io/ugs_website/download/

,, и установить его на компьютер.

Открыть UGS, выбрать Port и установите скорость 115200.

Затем нажать «Connect», после чего на вкладке «Console» отобразится следующая информация.

Шаг седьмой: калибровка

Шаг / мм: Задает GRBL, сколько шагов необходимо, чтобы переместить ось на заданное расстояние.

Шаги / мм = (Шагов на оборот) * (Микрошаги) / (мм на оборот)

Шагов на оборот = 20 — это исходное количество шагов, необходимое для того, чтобы шаговый двигатель совершил 1 полный оборот.

Микрошаги — 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 — это настройка драйвера шагового двигателя A4988. Более высокое значение означает меньший крутящий момент, но более высокую точность. Авторская настройка микрошагов: 1/8.

мм на оборот — это расстояние в мм, на которое винт перемещается за один оборот.

Общая длина винта: 51.56 мм

Рабочая длина: 40.00 мм

Количество витков: 13

Угол шага: 18°

Число шагов, необходимых для того, чтобы шаговый двигатель DVD совершил 1 полный оборот: 20

Настройка микрошагов A4988: 8

Шаг винта шагового привода DVD (мм / оборот): 3.0 мм / об

Шаг / мм: 53.333

Согласно таблице шаг винта шагового двигателя DVD / CD составляет 3 мм . Это можно проверить, измерив рабочую длину винта: 40 мм и посчитав количество витков резьбы в этом рабочем диапазоне: 14:

Шаг = 40/13 = 3 мм.

Калибровка:

X Максимальный ход (мм): 130 $ = 40 000

Y Max travel (mm): $131 = 40.000

X шагов / мм: 101 = 53,333

Шаг по оси Y / мм: 100 = 53,333

Чтобы проверить двигатели и CNC Shield, перейдите на вкладку «Управление станком» -> щелкните стрелки X , X-, Y и Y-.

После включения нужно проверить шаговые двигатели. При прикосновении они не должны быть горячие. Если они горячие, то нужно отрегулировать напряжение.

Далее нужно открыть INKSCAPE.

— Установить размер страницы 40 x 40 мм.

— Начертить квадрат размером 10 мм x 10 мм -> Select Image —> Convert to Path

— Перейти Extension Menu —> Click on MIGRBL Z-AXIS SERVO CONTROL, настроить значения во всплывающем окне.

Нажать Apply, G-код будет сохранен в выбранной папке.

— Откройте UGS, выберите Port и установите скорость 115200, нажмите «Connect».

— Выберите подходящую позицию, перемещая оси X влево — вправо, оси Y вперед — назад и установите исходные координаты кнопкой «Reset Zero».

— Нажмите «Open» -> Перейдите к файлу G-кода, созданному INKSCAPE.

— Нажмите «Send», и мини-ЧПУ нарисует 10×10 мм в соответствии с G-кодом.

— Наблюдайте за устройством в действии на вкладке «Visualizer».

— Измерьте фактическую длину по осям X и Y линейкой, чтобы проверить правильность настроек (10 мм).

— Нарисуйте еще несколько кругов разного диаметра, проверьте, совпадают ли начальная и конечная точки круга. Если они не совпадают, возможно, кончик пера перекошен или механические части не выровнены.

Все готово.

Необходимые материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

  • аппаратная платформа Arduino R3;
  • плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
  • шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
  • лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
  • устройство для охлаждения лазера;
  • регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
  • транзистор MOSFET;
  • электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
  • выключатели концевого типа;
  • корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
  • зубчатые ремни и шкивы для их установки;
  • шарикоподшипники различных типоразмеров;
  • четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
  • четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
  • болты, гайки и винты;
  • смазочный материал;
  • стяжки-хомуты;
  • компьютер;
  • сверла различного диаметра;
  • циркулярная пила;
  • наждачная бумага;
  • тиски;
  • стандартный набор слесарных инструментов.

Окончательная настройка и подготовка к работе

Изготовив лазерный гравировальный станок своими руками и закачав в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте к работе сразу: оборудование нуждается в окончательной настройке и регулировке. В чем заключается такая регулировка?

Прежде всего необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла. Кроме того, в зависимости от толщины материала, из которого изготовлено обрабатываемое изделие, надо отрегулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы не прожечь изделие, на поверхности которого требуется выполнить гравировку.

Очень важным и ответственным процессом является точная настройка (юстировка) лазерной головки. Юстировка нужна для того, чтобы отрегулировать мощность и разрешение луча, вырабатываемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных установок юстировка выполняется при помощи дополнительного маломощного лазера, установленного в основную рабочую головку.

Про другие станки:  Долбежные станки 7а420 в России - Биржа оборудования ProСтанки

Достаточно качественная юстировка самодельного лазерного гравера может быть выполнена при помощи светодиода, извлеченного из лазерной указки. Провода светодиода подсоединяются к источнику питания с напряжением 3 В, а сам он фиксируется на рабочем конце штатного лазера.

Попеременно включая и регулируя положение лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, добиваются их совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировка с его помощью может выполняться без риска нанесения вреда как рукам, так и глазам оператора гравировальной установки.

Видеоролик показывает процесс подключения гравера к компьютеру, настройку софта и подготовку станка к работе.

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.

Откуда взять диод для лазера?

Рабочий орган любого лазера – это лазерный диод. Его можно купить почти в любом магазине радиотехнике, либо достать из нерабочего привода для компакт-дисков. Дело в том, что неработоспособность привода редко связана с выходом из строя лазерного диода.

Самый слабый лазер, работающий в инфракрасном диапазоне, установлен в CD-ROM дисководах. Его мощности хватает только для считывания CD дисков, а луч почти невидим и не способен прожигать предметы. В CD-RW встроен более мощный лазерный диод, пригодный для прожига и рассчитанный на ту же длину волны. Он считается наиболее опасным, так как излучает луч в невидимой для глаза зоне спектра.

Дисковод DVD-ROM оснащён двумя слабыми лазерными диодами, энергии которых хватает только для чтения CD и DVD дисков. В пишущем приводе DVD-RW установлен красный лазер большой мощности. Его луч виден при любом освещении и может легко воспламенять некоторые предметы.

В BD-ROM стоит фиолетовый или синий лазер, который по параметрам схож с аналогом из DVD-ROMа. Из пишущих BD-RE можно достать наиболее мощный лазерный диод с красивым фиолетовым или синим лучом, способным к прожигу. Однако найти для разборки такой привод достаточно сложно, а рабочее устройство стоит дорого.

Самым подходящим является лазерный диод, взятый из пишущего привода DVD-RW дисков. Наиболее качественные лазерные диоды установлены в LG, Sony и Samsung приводах.

Чем выше скорость записи DVD привода, тем мощнее установлен в нем лазерный диод.

Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра.

Изготовление подвижной каретки

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя.

Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей

Самодельный чпу лазерный гравер из dvd приводов на arduino

Про другие станки:  Токарный станок: история изобретения и современные модели

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.
  • Провода 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:

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.

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.

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. Лазерный 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.

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.

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.

Принципиальная 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.

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.

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.

Электрическая часть самодельного лазерного гравера

Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение со значением, не превышающим допустимых параметров. Если не соблюсти данное требование, лазер может просто сгореть.

Транзистор MOSFET, который является важнейшим элементом электрической части лазерного гравера, необходим для того, чтобы, получая сигнал от контроллера «Ардуино», включать и выключать лазерный излучатель. Электрический сигнал, вырабатываемый контроллером, является очень слабым, поэтому воспринимать его, а затем отпирать и запирать контур питания лазера может только транзистор MOSFET.

Шаговые электродвигатели лазерного гравера подключаются через одну электронную плату управления, что обеспечивает синхронность их работы. Благодаря такому подключению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не провисают и сохраняют стабильное натяжение в процессе своей работы, что обеспечивает качество и точность выполняемой обработки.

Следует иметь в виду, что лазерный диод, используемый в самодельной гравировальной установке, не должен перегреваться.

Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается такая задача достаточно просто: рядом с диодом устанавливают обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых электродвигателей, рядом с ними также размещают компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с такой задачей не справляются.

Фотографии процесса сборки электросхемы

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Войти