Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерный резак для резки фанеры, дерева, металла своими руками: советы по сборке

Лазерный резак для резки фанеры, дерева, металла своими руками: советы по сборке

Возможность изготовления из неиспользуемой или пришедшей в негодность техники чего-то полезного привлекает многих домашних мастеров. Одним из таких полезных устройств является лазерный резак. Имея в своем распоряжении подобный аппарат (некоторые делают его даже из обычной лазерной указки), можно выполнять декоративное оформление изделий из различных материалов.

Самодельным лазерным резаком можно вырезать тонкие деревянные детали или сделать гравировку на стекле

Самодельным лазерным резаком можно вырезать тонкие деревянные детали или сделать гравировку на стекле

Какие материалы и механизмы потребуются

Чтобы изготовить простейший лазерный резак своими руками, вам потребуются следующие материалы и технические устройства:

  • лазерная указка;
  • обычный фонарик, оснащенный аккумуляторными батарейками;
  • старый пишущий дисковод (CD/DVD-RW), оснащенный лазерным приводом (совершенно не обязательно, чтобы такой дисковод находился в рабочем состоянии);
  • паяльник;
  • набор слесарных инструментов.

Чем выше скорость записи привода, тем мощнее получится лазерный резак

Чем выше скорость записи привода, тем мощнее получится лазерный резак

Процесс изготовления простейшего лазерного резака

Основным рабочим элементом самодельного резака предложенной конструкции является лазерный элемент пишущего компьютерного дисковода. Выбирать именно пишущую модель дисковода следует потому, что лазер в таких устройствах отличается более высокой мощностью, позволяющей выжигать дорожки на поверхности установленного в них диска. В конструкции дисковода считывающего типа также присутствует лазерный излучатель, но его мощность, используемая лишь для подсвечивания диска, невысока.

Извлечение лазерного модуля из привода потребует аккуратности

Извлечение лазерного модуля из привода потребует аккуратности

Лазерный излучатель, которым оснащается пишущий дисковод, размещается на специальной каретке, способной передвигаться в двух направлениях. Чтобы снять излучатель с каретки, необходимо освободить его от большого количества крепежных элементов и разъемных устройств. Снимать их следует очень аккуратно, чтобы не повредить лазерный элемент. Кроме обычных инструментов, для извлечения красного лазерного диода (а для оснащения лазерного самодельного резака нужен именно он) потребуется паяльник, чтобы аккуратно освободить диод от имеющихся паяных соединений. Извлекая излучатель из посадочного места, следует соблюдать аккуратность и осторожность, чтобы не подвергать его сильному механическому воздействию, которое может стать причиной его выхода из строя.

Для резака нужен светодиод с красным свечением

Для резака нужен светодиод с красным свечением

Излучатель, извлеченный из пишущего компьютерного дисковода, необходимо установить вместо светодиода, которым изначально укомплектована лазерная указка. Для выполнения такой процедуры лазерную указку нужно разобрать, разделив ее корпус на две части. В верхней из них и находится светодиод, который следует извлечь и заменить на лазерный излучатель от пишущего компьютерного дисковода. Закрепляя такой излучатель в корпусе указки, можно использовать клей (важно только следить за тем, чтобы глазок излучателя располагался строго по центру отверстия, предназначенного для выхода луча).

Для контроля мощности нужно собрать простейшую электросхему, иначе светодиод может выйти из строя

Для контроля мощности нужно собрать простейшую электросхему, иначе светодиод может выйти из строя

Напряжения, которое вырабатывают источники питания в лазерной указке, недостаточно для того, чтобы обеспечить эффективность использования лазерного резака, поэтому применять их для оснащения такого устройства нецелесообразно. Для простейшего лазерного резака подойдут аккумуляторные батареи, используемые в обычном электрическом фонарике. Таким образом, совместив нижнюю часть фонарика, в которой размещаются его аккумуляторные батареи, с верхней частью лазерной указки, где уже находится излучатель от пишущего компьютерного дисковода, можно получить вполне работоспособный лазерный резак. Выполняя такое совмещение, очень важно соблюсти полярность аккумуляторных батарей, которые будут питать электроэнергией излучатель.

Схема резака на основе лазерной указки

Схема резака на основе лазерной указки

Перед сборкой самодельного ручного лазерного резака предложенной конструкции из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло, которое будет препятствовать прохождению лазерного луча. Кроме того, надо еще раз проверить правильность соединения излучателя с элементами питания, а также то, насколько точно располагается его глазок по отношению к выходному отверстию наконечника указки. После того как все элементы конструкции будут надежно соединены между собой, можно приступать к использованию резака.

В принципе для самодельного резака этой конструкции можно использовать любой подходящий корпус

В принципе для самодельного резака этой конструкции можно использовать любой подходящий корпус

Конечно, при помощи такого маломощного лазера не получится разрезать металлический лист, не подойдет он и для работ по дереву, но для решения несложных задач, связанных с резкой картона или тонких полимерных листов, он годится.

Проба резака. Изолента режется как ножом по маслу

Проба резака. Изолента режется как ножом по маслу

По описанному выше алгоритму можно изготовить и более мощный лазерный резак, несколько усовершенствовав предложенную конструкцию. В частности, такое устройство необходимо дополнительно оснастить такими элементами, как:

  • конденсаторы, емкость которых составляет 100 пФ и 100 мФ;
  • резисторы с параметрами 2–5 Ом;
  • коллиматор – устройство, которое используется для того, чтобы собрать проходящие через него световые лучи в узкий пучок;
  • светодиодный фонарик со стальным корпусом.

Конденсаторы и резисторы в конструкции такого лазерного резака необходимы для того, чтобы создать драйвер, через который электрическое питание будет поступать от аккумуляторных батарей к лазерному излучателю. Если не использовать драйвер и пустить ток на излучатель напрямую, последний может сразу выйти из строя. Несмотря на более высокую мощность, такой лазерный станок для резки фанеры, толстого пластика и тем более металла также не получится.

Как изготовить более мощный аппарат

Домашних мастеров часто интересуют и более мощные лазерные станки, которые можно изготовить своими руками. Сделать лазер для резки фанеры своими руками и даже лазерный резак по металлу вполне возможно, но для этого необходимо обзавестись соответствующими комплектующими. При этом лучше сразу изготовить свой лазерный станок, который будет отличаться достойной функциональностью и работать в автоматическом режиме, управляясь внешним компьютером.

В зависимости от того, интересует вас лазерная резка металла своими руками или вам необходим аппарат для работ по дереву и другим материалам, следует правильно подбирать основной элемент такого оборудования – лазерный излучатель, мощность которого может быть различной. Естественно, лазерная резка фанеры своими руками выполняется устройством меньшей мощности, а лазер для резки металла должен оснащаться излучателем, мощность которого составляет не менее 60 Вт.

Читайте так же:
Флюс для пайки меди мягким припоем

Для серьезного станка лучше потратиться приобрести лазерный диод нужной мощности

Для серьезного станка лучше потратиться приобрести лазерный диод нужной мощности

Чтобы изготовить полноценный лазерный станок, в том числе и для резки металла своими руками, потребуются следующие расходные материалы и комплектующие:

  1. контроллер, который будет отвечать за связь между внешним компьютером и электронными компонентами самого устройства, тем самым обеспечивая управление его работой;
  2. электронная плата, оснащенная информационным дисплеем;
  3. лазер (его мощность выбирается в зависимости от материалов, для обработки которых будет использоваться изготавливаемый резак);
  4. шаговые двигатели, которые будут отвечать за перемещение рабочего стола устройства в двух направлениях (в качестве таких двигателей можно применять шаговые электромоторы от неиспользуемых принтеров или DVD-плееров);
  5. охлаждающее устройство для излучателя;
  6. регулятор DC-DC, который будет контролировать величину напряжения, подаваемого на электронную плату излучателя;
  7. транзисторы и электронные платы для управления шаговыми электродвигателями резака;
  8. концевые выключатели;
  9. шкивы для установки зубчатых ремней и сами ремни;
  10. корпус, размер которого позволяет разместить в нем все элементы собираемой конструкции;
  11. шарикоподшипники различного диаметра;
  12. болты, гайки, винты, стяжки и хомуты;
  13. деревянные доски, из которых будет изготовлена рабочая рама резака;
  14. металлические стержни диаметром 10 мм, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов;
  15. компьютер и USB-кабель, при помощи которого он будет соединяться с контроллером резака;
  16. набор слесарных инструментов.

Компоненты электронной начинки можно подобрать по отдельности или приобрести набор из комплектующих для станка ЧПУ

Компоненты электронной начинки можно подобрать по отдельности или приобрести набор из комплектующих для станка ЧПУ

Наличие компьютера и контроллера в конструкции такого устройства позволяет использовать его не только в качестве лазерного резака, но и как гравировальный аппарат. С помощью данного оборудования, работа которого управляется специальной компьютерной программой, можно с высокой точностью и детализацией наносить сложнейшие узоры и надписи на поверхность обрабатываемого изделия. Соответствующую программу можно найти в свободном доступе в интернете.

По своей конструкции лазерный станок, который можно изготовить своими руками, представляет собой устройство челночного типа. Его подвижные и направляющие элементы отвечают за перемещение рабочей головки по осям X и Y. За ось Z принимается глубина, на которую выполняется резка обрабатываемого материала. За перемещение рабочей головки лазерного резака представленной конструкции, как уже говорилось выше, отвечают шаговые электродвигатели, которые фиксируются на неподвижных частях рамы устройства и соединяются с подвижными элементами при помощи зубчатых ремней.

Подвижная каретка самодельного резка

Опора скольжения Головка с лазером и радиатором Каретка в сборе
Размещение каретки на стойках Установка второго шагового двигателя Проверка плавности скольжения
Средняя панель закрывает электронику и служит подставкой Стенки из ДВП Прозрачная крышка из оранжевого акрила

Очень важным этапом изготовления лазерного станка своими руками является его настройка после окончательной сборки. Настройке и регулировке подвергаются как элементы кинематической схемы резака, так и его лазерная головка. Если с первыми проблем обычно не возникает, то юстировка лазерной головки представляет собой достаточно сложный процесс, правила выполнения которого следует хорошо изучить.

Фомичев Георгий Игоревич

Спикер на международных конференциях в т.ч. Monage, IEEE, Maker Faire.

Подробная инструкция по 3D-моделированию объектов для лазерной резки

Стартап Endurance создает удивительные вещи, и в этом нам помогает замечательное сообщество. В этой статье мы расскажем, как сделать из 3D-модели реальный объект и вырезать его с помощью лазера Endurance.

Итак, нам нужно сделать вот такую замечательную елочку (пусть Новый год прошел, но мы уже готовимся к следующему).

Нарезка модели на слои для изготовления на станке с ЧПУ из листового материала.

Запустите программу Autodesk 3ds Max. Чтобы не было путаницы с единицами измерения, будем работать в миллиметрах. Перейдите в меню Customize>Units Setup. В открывшемся диалоговом окне Units Setup в разделе Display Unit Scale поставьте переключатель Metric и в выпадающем списке выберите миллиметры. Кликнете на кнопку System Unit Setup. В открывшемся окне также найдите миллиметры. Нажмите Oк.

Импортируем модель. Нажмите кнопку приложения и выберите команду Import. Выделите нужный файл. Нажмите Open.

В зависимости от расширения файла появится окно с настройками. При импорте из STL в диалоговом окне Import STL File в разделе Weld Vertices поставьте переключатель Quick Weld. Это значительно ускорит импорт.

Проверьте модель на наличие пересечения поверхностей. Выделите модель и сделайте ее полупрозрачной, нажав сочетание клавиш Alt+X (буква английская). На виде спереди создайте сечение Create>Shapes>Section.

На сечении хорошо видны пересечения поверхностей.

Устраним пересечения. Выделите елку. Конвертируйте модель в Editable poly. Щелкните правой кнопкой мыши по окну просмотра — Convert to Editable poly.

Нажмите клавишу 5 для перехода в режим выделения элементов. Выделите ствол и нажмите кнопку Detach на панели инструментов в разделе Edit geometry. Проделайте то же со звездой. Теперь это три отдельных объекта.

Объединим их булевой операцией. Выделите елку и создайте булевую операцию Create> Compound> ProBoolean.

На панели инструментов в разделе Parameters поставьте переключатель Union. Нажмите кнопку Start Picking. Выделите звезду и ствол. Еще раз нажмите Start Picking, чтобы закончить выбор объектов. Теперь модель не содержит пересечений поверхностей.

Приведем модель к нужному нам размеру, чтобы ее высота стала 10 см. Создайте бокс Create>Standard primitives>Box. На панели инструментов в разделе Parameters задайте значение параметра Hight — 100 мм.

Читайте так же:
Электронагреватели воды для дачи на электричестве

Нажмите клавишу R для выбора инструмента Scale (масштабирование). Подгоните размер елки так, чтоб она касалась верхней грани бокса.

Нарежем модель на слои. Задайте шаг сетки равным толщине слоя. Щелкните правой кнопкой мыши на Snaps toggle. В открывшемся диалоговом окне Grid and Snap Setting во вкладке Home Grid задайте параметр Grid Spacing — 4 мм; во вкладке Snaps поставьте галочку напротив Grid Points.

Чтобы включить привязки, нажмите левой кнопкой мыши на Snaps toggle. Кнопка подсветится синим.

Создайте сечение на виде спереди Create>Shapes>Section. На виде сверху выставьте плоскость сечения перед моделью. Сдвиньте плоскость на одну клетку к модели и нажмите кнопку Create Shape. На панели инструментов во вкладке Modify сдвигайте плоскость по одной клетки и нажимайте Create Shape, пока не пройдете всю модель.

Должно получится что-то вроде этого:

Скройте елку. Выделите полученные кривые и примените к ним модификатор Extrude.

Удалим лишние контуры. Выделите слой. Нажмите на Editable Spline в стеке модификаторов. Нажмите клавишу 3, чтоб перейти в режим выделения сплайнов. Удалите лишние контуры.

Сохраним контуры для генерации G-code. Выделите все слои и удалите модификатор Extrude. Для этого нажмите правой кнопкой мыши в стеке модификаторов и в контекстном меню выберите Delete. Соберите все контуры в одной плоскости и добавьте рамку 160х160 мм.

Экспортируем контуры в DXF. Выделите все контуры, для чего нажмите кнопку приложения> Export>Export Selected. В поле Save as type выберите AutoCAD (*.DXF). Параметры экспорта оставьте по умолчанию.

Для генерации G-code будем использовать Inkscape и плагин JTP Laser Tool.

Так как Inkscape не поддерживает DXF, конвертируйте его в SVG с помощью бесплатного онлайн-сервиса DXFconverter.

Запустите Inkscape. Установите в качестве единиц измерения миллиметры.

Импортируем наши контуры. Можно просто перетащить SVG файл на холст Inkscape. Чтоб увидеть контуры, задайте им толщину больше нуля, например, 0,1 мм.

Чтоб привести размеры контуров к реальным, создайте прямоугольник такого же размера, какой была рамка вокруг контуров, 160×160 мм. Теперь отмасштабируйте рамку с контурами, так чтобы рамка совпала с прямоугольником. Удалите рамку и прямоугольник.

Осталось сгенерировать G-code. Для этого зайдите в РасширенияGenerate Laser Gcode JTech Photonics>Laser Tool.

Laser ON Command, Laser OFF Command — команды включения/выключения лазера; Travel Speed — скорость при выключенном лазере; Laser Speed — скорость при включенном лазере; Laser Power — мощность лазера (255 соответствует 100% мощности); Power On Delay — задержка включения лазера; Passes — кол-во проходов; Pass Depth — смещение лазера вниз после каждого прохода.

В поле Каталог указываем куда сохранять G-code. Для начала генерации нажмите Применить. Через какое-то время в указанном каталоге появится файл с G-code.

Теперь можно резать.

Непосредственно о работе с лазерами читайте в других материалах от Георгия Фомичева или на сайте компании Endurance.

Лазерный станок своими руками: необходимое оборудование, инструкция по сборке с фото

В этой папке 344 макета. Открываем, к примеру, макет «Столик Инь-Янь»:

В архиве 3 файла.

Картинка, которое показывает вам изделие в готовом виде:

А также файлы cdr и dxf для лазерной резки:

Или же, посмотрим макет «Гавайская гитара»:



Основные правила подготовки чертежей для лазерной резки

Основой для резки является чертеж детали, который должен быть представлен в электронном виде (AutoCAD 2000, AutoCAD 2002), в формате *.dwg и (или) *.dxf)

Под деталью подразумевается замкнутый наружный контур, внутри которого расположены отверстия (любой формы) и прорези. Прорези (любой формы) — незамкнутый рез — могут выступать за край наружного контура. Деталь и вырезанные отверстия имеют тот размер, который заложен в чертеже. Погрешность 0,05 мм. Ширина реза для стали толщиной 4 мм приблизительно 0,2 мм. Следует учесть также, что в месте врезки образуется отверстие диаметром значительно больше ширины реза, например для 4 мм стали приблизительно 2,5 мм.

Предложения по возможному расположению деталей на листе не обязательны. Вложение деталей может быть согласовано.

При создании чертежей деталей (AutoCAD 14, AutoCAD 2000, AutoCAD 2002) необходимо учитывать следующее:

1. Использование опции ORTO для рисования вертикальных и горизонтальных линий — желательно. 2. Контуры и резы должны быть образованы только слудующими графическими примитивами LINE, CIRCLE, ARC. Следовательно, можно использовать все команды создающие данные примитивы и работающими с ними. Например: RECTAGLE. POLYGON, PLINE, COPY, MOVE, SCALE, MIRROR и т.д. 3. Категорически запрещается использование команд SPLINE, ELLIPSE, а также опций FIT, SPLINE, DECURVE команды REDUT. 4. Текущая толщина линии при работе с командой PLINE равна 0. Current line-width is 0,000. 5. При создании кривых линий просьба не делать по возможности очень мелких кусков (лазер делает остановки в начале и конце графического примитива, чем крупнее дуги, тем ровнее рез). 6. Линии и кривые, прорисованные совпадающими линиями (отрезками, дугами и т.п.) будут прорезаться несколько раз. 7. В конце чертежа просьба обработать файл командой PURGE и уничтожить все невидимые блоки, слои т.п. 8. Замкнутые контуры желательно проверить на замкнутость.

Поставляемый для резки материал должен быть на 10 мм (минимум на 5 мм) больше внешнего контура детали. При использовании шрифтов Corel, контуры букв прорисовываются дважды и более раз, а криволинейные участки разбиты на мельчайшие точечные отрезки. Просьба переделывать их в соотвтетствии с вышеуказанными требованиями.

Читайте так же:
Самодельная дисковая пилорама с электродвигателем видео

В случае предоставления чертежей в бумажном виде, мы не несем ответственности за качество работы. Заказчик, в данном случае, даёт расписку, что он согласен с этими условиями.

Похожее


Часть 2

В этой части макеты также разложены по категориям (папкам), но помещены не в архивы, а другим образом: фото изделий помещены в одну папку, а файлы для резки — в другую. По имени файлов соотносим фото с макетом.

Все папки (категории):

К примеру, папка «Архитектура». Состоит из папки «фото»:

И папки с макетами в cdr:

Скрины некоторых макетов для примера:

Лазерный станок своими руками


Привет, Хабр! Сегодня расскажу о своем лазерном станке для резки фанеры и гравировки кожи. Цель была как всегда – максимум функционала за минимум денег). Несмотря на экономию средств, на контроллере было решено не экономить – во-первых, Руида многозадачна, по сравнению со всякими М2 и прочими платами управления, что означает минимум танцев с бубном при подготовке файла на обработку. Во-вторых, Руида автономна, она позволяет работать без компьютера, перенося файлы только на флешке и позволяя менять режимы обработки силами самого контроллера. Что немаловажно при работе на балконе).
В-третьих, если я вдруг решу собрать более серьезный станок с огромной и мощной трубкой – у меня уже будет взрослый контроллер. На этот контроллер есть очень подробный даташит, и собрать вокруг нее станок под конкретные задачи не составляет труда.

Трубка 40вт, чего хватает не спеша, но с приемлемым качеством резать 3-4 мм фанеру. Более мощные трубы длиннее, и уже просто не поместятся на балконе). На этапе сборки и наладки никак не мог добиться прорезания даже 3 мм фанеры. В итоге высоковольтный разряд пробил заднее зеркало резонатора, мода луча раздвоилась и труба отправилась в гараж на эксперименты. Как выяснилось потом, выходное сопло головки экранировало часть луча, решилось рассверливанием сопла. Сейчас стоит уже вторая трубка, тоже 40 вт, и на 30 процентах мощности она гарантированно прорезает 4 мм фанеру на скорости 10 мм/с.

Щеки кареток сделаны из 10 мм оргстекла, вырезаны на работе при помощи 100 вт лазера, между ними закреплены жесткие пластмассовые колесики на шарикоподшипниках. Шаговые моторы Nema 17 для оси Y расположены с обоих концов «портала» и соединены последовательно для синхронизации их движений, управляются одним общим драйвером.

Корпус станка сделан из ДСП, заказан в виде щитов у мебельщиков и собран с помощью мебельной же фурнитуры. Корпус изначально был спроектирован в мебельной программе Pro100. Для вытяжки изначально был применен канальный вентилятор диаметром 100 мм, но его производительности не хватало при резке фанеры – в отличие от гравировки это весьма дымный процесс, и мощности вентилятора не хватало для нормального движения воздуха через зону реза. Поэтому данный вентилятор был заменен улиткой от печки переднеприводных жигулей. Чтоб ее запитать в конструкции появился дополнительный блок питания ATX на 12вольт. Также эта улитка была подключена через регулятор оборотов и включается и выключается независимо от станка – это нужно чтобы можно было менять производительность вытяжки в зависимости от выполняемых работ и не высасывать понапрасну теплый воздух с балкона, работая зимой. Иногда после окончания работ в корпусе остается задымление, тогда я оставляю поработать улитку на какое-то время уже после завершения станком выполнения задания.

В качестве помпы трудится электропомпа газели, запитана от того же 12 вольтового блока питания, что и вытяжка. Система охлаждения представлят собой ведро на 15л, в которое погружен заборный патрубок помпы, сюда же подведена обратка от трубки. Для контроля за температурой в ведро погружен датчик термометра. Летом охлаждение осуществляется с помощью замороженных полторашек с водой, зимой подогрев – с помощью аквариумного подогревателя. И подогрев, и охлаждение нужно включать заранее, но т.к. емкость системы охлаждения около 10 литров, то в среднем за час охлаждающая жидкость и зимой и летом набирает необходимую для работы температуру. По этой же причине включение и выключение помпы осуществляется независимо от станка.

Вместо сотового стола применил гвоздевую доску из строймагазина. Циркуляция воздуха внутри станка сделана таким образом, чтобы воздух двигался сквозь короб от передней стенки к задней, обдувая деталь снизу и сверху. На фото видны воздухозаборные отверстия снизу корпуса, через них же удобно выметать мелкие обрезки фанеры после работы.

Компрессор – от советского холодильника, без ресивера, управляется через реле, розетка на 220в для управляемой станком внешней нагрузки выведена на боковину корпуса. В ней напряжение появляется только когда этого требует контроллер. Минусы – не регулируется давление, плюсы – тихий, неубиваемый. Есть мысль спарить два таких компрессора на общем ресивере, с манометром, реле давления, всей необходимой арматурой. Получится вполне производительный и почти бесшумный агрегат.

Всего на постройку было потрачено около 45 тыс. рублей, за эти деньги получился станок с рабочим полем 50х50 см, мощностью 40 вт и оснащенный многозадачным промышленным лазерным контроллером.

Фото с этапов строительства:

/>

Компрессор от холодильника:


Бутылка на выходе — маслоотделитель.

Каретка крупным планом:

Привод портала, левая сторона с зеркалодержателем:

С откинутыми крышками:

Немного фото готовых изделий:

На последнем фото — зарядное устройство для самодельного электровелосипеда, корпус ЗУ сделан на этом станке. Список компонентов с ценами и ссылками docs.google.com/spreadsheets/d/1joKW8KuucEmBGf7lU36CTv3CdwDrqRRVp9NWxvvC1XU/edit?usp=sharing

Читайте так же:
Как переделать батареи на шуруповерте на литиевые

П.С. Отдельная благодарность выражается моей жене за то, что достойно переносила все тяготы и лишения жизни с техногиком, пока я использовал квартиру в качестве мастерской и лаборатории и даже иногда позволял себе делать пробные резы без вытяжки…:-)

Лазерный гравер из старых принтеров

Мощности такого лазера на многое не хватит. Лучше всего заказать уже готовый. И лучше выбирать лазер на 12В. И брать сразу с драйвером. Так вы лишите себя большого количества проблем. Двигатели и электроника будет работать от 12В. Если и лазер будет на 12В, да и еще и с драйвером, подключить его к станку будет просто. Питание можно будет подавать напрямую от блока питания. А управляющий провод (TTL) напрямую к Arduino CNC Shield. Если у вас, как и у меня, лазер на 5В, да и еще без драйвера — пойдем сложным путем. Лазер будет питать от 5В, включать его через транзистор. Начнем расчеты. Стабилизатор питания на 5В 7805 максимально выдерживает 1,5 А. Если лазер мощнее надо будет использовать два таких стабилизатора, включенных параллельно. Так мы увеличим максимальный допустимый ток до 3А. Берем радиатор:

Чтобы прикрутить к нему стабилизатор и при этом ничего не закоротить, нам понадобится изоляторы:

А также пластиковые шайбы для прикручивания стабилизаторов:

Схема включения стабилизатора:

Крепим стабилизатор напряжения 7805 к радиатору. Не забываем про изолятор и пластиковую шайбу:

Если у вас лазер не мощный и 1,5 А достаточно для него, одного стабилизатора будет достаточно. В таком случае на тот же радиатор крепим транзистор TIP 120 или TIP 122:

Если же у вас лазер мощнее, следует включить в схему второй стабилизатор напряжения 7805, включенный параллельно первому. В таком случае нагрузка будет распределяться равномерно на два стабилизатора и максимальный ток будет достигать 3А. Транзистор TIP 122 позволяет управлять нагрузкой до 5А, поэтому его достаточно одного. Крепим все на радиатор:

Чтобы меньше проблем и работы, я рекомендую заказать уже готовый лазер с корпусом и драйвером. Получиться дороже, конечно, но и станок получиться лучше. Лазером из DVD максимально получается гравировать пластик. Фанеру от тоже может выжигать, но только при очень малой скорости, да и местами получаются пробелы. Качество гравировки страдает.

Шаг 2 Подбор принтеров и разборка их.
Главное при выборе старой техники – это наличие шаговых двигателей. В современной технике они редко используются, там ставят обычные коллекторные электродвигатели. Для станка нам нужно два шаговых двигателя. Подойдет такая техника, как МФУ Xerox 4118, Xerox M15, принтер Canon BJC-1000. Или искать примерно такого же года выпуска.

Нам нужно два шаговых двигателя. Один для оси X, второй для оси Y. Разбираем принтер. Достаем из него все возможные валы. А также двигатели. Нам нужны такие, биполярные шаговые:

Теперь нам нужно присоединить этот двигателей к строительной шпильке. Лучше всего брать шпильку M5, то есть 5 мм. Для соединения мы будем использовать соединительную гайку и палочку от Чупа-чупса. Берем палочку и нарезаем резьбу на ней:

Подходящий отрезок палочки надеваем на шаговый двигатель:

А затем, придерживая вал двигателя от проворачивания, накручиваем на палочку соединительную гайку М5:

Позже мы будем соединять этот двигатель со шпилькой.

Шаг 3 Сборка корпуса.
Корпус нашего будущего лазерного гравера очень похож на плоттер, собранный мною ранее. Подробно про сборку корпуса можно прочитать в этой статье.

Вкратце, сборка выглядит так:
Для начал, определимся с размерами. Основной параметр, определяющий размер станка и рабочую площадь станка, это длина валов, которые вы достали из принтеров. Валы потолще лучше использовать на ось Y, так ода будет двигать ось X и лазер вместе. На ось X можно взять валы тоньше. Направляющие валы необходимо будет закрепить на станке, это уменьшит их рабочую длины на 20-30 мм, в зависимости от толщины материала из которого будем делать основу станка. Если достать валы из принтеров, указанных ранее мы получим станок размером 366 х 248 мм.

Используйте достаточно прочный материал (например, фанеру толщиной не менее 6 мм или OSB панель толщиной 12 мм, как это сделал я) собираем основу станка. Ось Y это ось продольного перемещения рабочего инструмента (в нашем случае лазера) а вместе с ним и оси X. Собираем, красим и получаем основу станка:

Для оси X лучше взять материал полегче, чем на ось Y, например, фанеру 4 мм, этого будет достаточно.

Собираем все вместе.

Шаг 4 Электрика.
Все электрику мы будем прятать внутри станка. Для начала крепим блок питания на 12В:

Рядом фиксируем на основе Arduino Uno:

Сверху ставит CNC Shield v3 с драйверами:

Электрика в сборе выглядит так:

Мы будем использовать GRBL 1.1 поэтому лазер надо подключать к контакту Z+.

Шаг 5 Прошивка и программы.
Мы будем использовать GRBL для управления станком. Чтобы залить его в Arduino на понадобиться последняя версия Arduino IDE. Скачиваем его с официального сайта:

Затем скачиваем сам GRBL:

Устанавливаем, как обычную библиотеку. Распаковываем архив в папку «libraries», находящуюся в папке с установленной Arduino IDE. Затем открываем Arduino IDE, в примерах выбираем grbl-master и заливаем скетч и нашу Arduino. Осталось подготовить программу для управления станком с компьютера. Скачиваем LaserGRBL с официального сайта:

Читайте так же:
Алмазная пилка для сабельной пилы

Далее следуем инструкции программы LaserGRBL

Примеры гравировки. Лазер у меня слабый поэтому я могу гравировать только пластик. Примеры работ:

Лазерный станок с ЧПУ своими руками

Лазерный станок с ЧПУ — высокоточное устройство, которое предназначено для гравировки по фанере, а при достаточной мощности лазера — и для резки фанерных листов. Тем не менее, собрать такой аппарат можно в домашней мастерской, в гараже и даже на кухне. Главное — правильно подобрать компоненты и точно их установить.

Читайте нашу подробную инструкцию, если интересуетесь сборкой самодельного лазерного станка.

Содержание

Материалы для сборки лазерного станка ЧПУ своими руками

Материалы, необходимые для самостоятельной сборки лазерного ЧПУ-станка, зависят от требуемых модификаций. Чем более мощный и производительный требуется станок, тем больше деталей, и тем сложнее необходимые компоненты (особенно, оптическая составляющая). То же самое можно сказать про процесс сборки. Создание аппарата с рабочим столом площадью от 0,5 кв. м требует гораздо больше сил и опыта, чем постройка небольшого настольного станка с рабочим полем формата A4.

Параметры компонентов зависят от модификации будущего станка, в целом, список компонентов для самодельного лазерного станка с ЧПУ стандартный:

  • Лазер мощностью от минимальной, достаточной для выжигания по фанере, около 0,5 Вт, до 40 Вт;
  • 3 зеркала на шарнирах;
  • Фокусирующая линза, установленная в специальную голову;
  • Система охлаждения (комплекс воздушного и/или жидкостного охлаждения);
  • Древесная плита для корпуса;
  • Направляющие – металлические профили;
  • Держатели направляющих;
  • Подшипники (линейные и опорные) и втулки скольжения;
  • 3 шаговых двигателя;
  • Контроллер двигателей;
  • Блок питания контроллера;
  • Ходовые винты и гайки;
  • Электрические провода;
  • Шкивы для ременной передачи и ремни зубчатого типа;
  • Концевые выключатели.

Главный вопрос — где найти лазер. Для начала стоит определить, какой источник лазера необходим — диодный лазер или CO2-трубка. Приобрести источники лазера можно как на AliExpress или eBay, так и в специализированных магазинах. Также можно найти аналог диодного лазера, например — использовать лазер из пишущего DVD-плеера. В любом случае, необходимо понимать, как работает излучатель на максимальной мощности. От этого зависит назначение и конструкция станка. На стадии сборки необходимо определить, какой трансформатор понадобится для лазера, и какая система нужна для охлаждения излучателя, а также лазерной головы с линзой.

Прежде всего, необходимо спроектировать лазерный станок. Для этого подходит любая CAD-программа. Некоторые детали, например — держатели зеркал и корпус лазерной головы, рекомендуется для простоты напечатать на 3D-принтере. Чтобы обеспечить максимальную точность и прочность деталей за разумную цену, рекомендуется использовать PETG. Это прочный пластик, со стойкостью к нагреву до 75 °C.

Как собрать лазерный станок с ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Сборка лазерного станка с ЧПУ из вышеперечисленных компонентов состоит из нескольких этапов.

  1. Создание основания. Чаще всего используют 10-мм фанеру, для крупных станков стоит задуматься о металлическом сварном каркасе.
  2. Фиксация боковых стенок, которые изготовлены из древесных плит или тонкого металла.
  3. Изготовление подвижных боковых стенок, с отверстиями для направляющих по оси Х.
  4. Крепление направляющих по оси Y. На этих направляющих предварительно размещают подвижные боковые стенки.
  5. Сборка рабочей головы станка. Принципиально конструкция должна предусматривать возможность крепления на направляющих, а также горизонтальное размещение фокусирующей линзы.
  6. Монтаж оптической установки — лазера и зеркал, монтаж электроники и охлаждающей системы.
  7. Подключение ЧПУ-станка к электросети и отладка оборудования.

После проверки всех элементов можно начинать подготовку станка к работе.

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ-станка

Точность работы станка с ЧПУ непосредственно зависит от особенностей управляющей электроники. Электронные «мозги» станка — контроллер, — обеспечивают передачу команд с компьютера на шаговые двигатели. Для этого необходима управляющая программа, передающая команды в форме G-кода. Также контроллер отвечает за включение и выключение лазера в нужные моменты.

Контроллер можно приобрести в собранном виде, либо создать устройство самостоятельно, используя в качестве основы популярную управляющую плату. Среди распространенных плат можно выделить KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable) и Arduino.

Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Самой ответственной частью работы является настройка оптической системы. Работа по отладке узлов производится пошагово: от лазерного излучателя к лазерной голове. Следует помнить, что в процессе работы с лазером обязательно необходимо носить защитные очки, которые рассчитаны на блокировку оптического излучения с определенной длиной волны. Также следует помнить, что лазеры обладают большой оптической мощностью, поэтому следует аккуратно работать с оборудованием при включенном лазере и всегда надевать защитные очки.

Самостоятельная настройка станка с ЧПУ:

  1. Убедиться, что охлаждающая система CO2-трубки или вентиляторы охлаждения диодного лазера функционируют исправно;
  2. Перемещая излучатель, добиться, чтобы луч попадал в центр первого зеркала;
  3. Регулируя первое зеркало, получить на втором зеркале отражение в центре;
  4. Регулируя второе зеркало, добиваемся попадания луча в зеркало, расположенное в лазерной голове станка.

Самостоятельная сборка лазерного станка с ЧПУ требует, в первую очередь, хороших знаний электротехники. Если инженер способен собрать оборудование с учетом всех параметров, ему не составит труда построить корпус с направляющими и провести отладку оптической системы.

А если вы не готовы тратить время на это в высшей степени увлекательное, но трудоемкое занятие, и рисковать деньгами, — покупайте лазерные станки различной мощности в Top 3D Shop.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector