Alp22.ru

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

Делаем лазерный гравер на основе Arduino

Делаем лазерный гравер на основе Arduino

Лазерный гравер на Arduino – приспособление, роль которого – гравировка древесины и других материалов. За последние 5 лет лазерные диоды продвинулись вперед, что позволило сделать достаточно мощные граверы без особой сложности управления лазерными трубами.

Стоит осторожно гравировать другие материалы. Так, например, при использовании в работе с лазерным прибором пластмассы появится дым, который содержит опасные газы при сжигании.

В этом уроке я постараюсь дать направление мысли, а со временем мы создадим более подробный урок по реализации этого непростого устройства.

1. 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.

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

2. Материалы и инструменты

Ниже представлена таблица с материалами и инструментами, необходимыми для проекта «лазерный гравер на Aрдуино».

ПунктПоставщикКоличество
Шаговый двигатель NEMA 23 + драйверeBay (продавец: primopal_motor)2
Диаметр 16 мм, шаг 5 мм, шариковый винт длиной 400 мм (тайваньский)eBay (продавец: silvers-123)2
16-мм ая поддержка BK12 с шариковым винтом (приводной конец)eBay (продавец: silvers-123)2
16 мм BF12 Поддержка шарикового винта (без ведомого конца)eBay (продавец: silvers-123)2
16 вал длиной 500 мм(продавец: silvers-123)4
(SK16) 16 опоры вала (SK16)(продавец: silvers-123)8
16 линейный подшипник (SC16LUU)eBay (продавец: silvers-123)4
eBay (продавец: silvers-123)2
Держатель вала 12 мм (SK12)(продавец: silvers-123)2
A4-размер 4,5 мм прозрачный акриловый листeBay (продавец: acrylicsonline)4
Алюминиевая Плоская штанга 100 мм x 300 мм x 3 ммeBay (продавец: willymetals)3
50 мм x 50 мм 2.1 м Алюминиевый заборЛюбой тематический магазин3
Алюминиевая Плоская штангаЛюбой тематический магазин1
Алюминиевый уголЛюбой тематический магазин1
Алюминиевый угол 25 мм x 25 мм x 1 м x 1,4 ммЛюбой тематический магазин1
Винты с головной головкой M5 (различные длины)boltsnutsscrewsonline.com
M5 гайкиboltsnutsscrewsonline.com
M5 шайбыboltsnutsscrewsonline.com

3. 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.

4. 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:

5. Программное обеспечение

Эскиз Arduino интерпретирует каждый блок команд. Существует несколько команд:

1 – переместите ПРАВО на один пиксель FAST (пустой пиксель).

2 – переместите ПРАВО на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

3 – переместите ЛЕВЫЙ на один пиксель FAST (пустой пиксель).

4 – переместите LEFT на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

5 – перемещение вверх на один пиксель FAST (пустой пиксель).

6 – переместите UP на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

7 – переместите ВНИЗ одним пикселем FAST (пустой пиксель).

8 – переместите ВНИЗ одним пикселем SLOW (сгоревший пиксель).

9 – включить лазер.

0 – выключить лазер.

r – вернуть оси в исходное положение.

С каждым символом Arduino запускает соответствующую функцию для записи на выходные выводы.

Arduino контролирует скорость двигателя через задержки между ступенчатыми импульсами. В идеальном случае машина будет запускать двигатели с одинаковой скоростью, независимо от того, гравирует ли ее изображение или пропускает пустой пиксель. Однако из-за ограниченной мощности лазерного диода машина должна немного замедляться при записи пикселя. Вот почему есть две скорости для каждого направления в списке символов команд выше.

Читайте так же:
Сплав цинка и алюминия как называется

Скетч 3-х программ для лазерного Arduino-гравера ниже:

6. Запуск и настройка

Arduino представляет мозг для машины. Он выводит сигналы шага и направления для шаговых драйверов и сигнала разрешения лазера для драйвера лазера. В текущем проекте для управления машиной требуется только 5 выходных контактов. Важно помнить, что основания для всех компонентов должны быть связаны друг с другом.

7. Проверка работоспособности

Эта схема требует, по меньшей мере, питания 10 В постоянного тока, и имеет простой входной сигнал включения/выключения, который предоставляется Arduino. Микросхема LM317T представляет собой линейный регулятор напряжения, который настроен, как регулятор тока. В схему включен потенциометр, позволяющий регулировать регулируемый ток.

Как собрать лазерный гравёр

Покупка лазерного гравировального станка — это важное решение для бизнеса и частных лиц. Эта сложная технология использует мощные лазеры для гравировки рисунков на различных поверхностях.

Как и 3D-принтеры, лазерный гравировальный станок также управляется компьютером и эффективно выполняет свою работу, как только он поставляется с дизайном САПР.
Однако перед покупкой лазерного гравировального станка необходимо учитывать разные вещи. С таким большим количеством вариантов, доступных на рынке, определение подходящего для вас может быть сложной задачей.
В этой статье мы рассмотрели некоторые факторы, которые необходимо учитывать перед покупкой лазерного гравировального станка.

5 вещей, которые нужно учитывать перед покупкой лазерного гравировального станка

1. требования
Ваше решение купить лазерный гравировальный станок должно основываться на ваших потребностях в нем. Во-первых, определите, что вам нужно выполнить с помощью машины.
Определите, какой тип материала вам нужен для выполнения гравировки. Существуют различные виды материалов, доступных на рынке, которые включают дерево, пластик, бумагу, акрил и металлы для гравировки.

Не все граверы могут гравировать на всех этих типах материалов. Таким образом, выберите тот, который соответствует вашим требованиям. Кроме того, определите необходимую площадь гравировки. Некоторые лазерные граверы предлагают большую площадь, а другие — небольшую.

Определите, нужен ли он вам для личного использования в домашних условиях или он необходим для профессионального использования? Тратить много денег не имеет особого смысла для личного использования дома.

Однако, если это необходимо для профессиональных требований, стоит инвестировать в машину с оптимальной производительностью и эффективностью с высокой мощностью лазера.

2. Бюджет

Ваш бюджет на покупку будет определять вид машины, которую вы купите. Хотя цена лазерного гравировального станка не обязательно будет диктовать его качество, бюджет-это одна из вещей, которые следует учитывать при принятии решения о покупке.

Бюджет на лазерный станок

Если вы ищете машину, которая разрезает различные материалы, она будет более дорогостоящей по сравнению с другими. Возможно, есть более дешевый вариант, но он может потреблять много энергии и энергии. В долгосрочной перспективе это может дорого обойтись. Вы должны учитывать все эти факторы, необходимые при определении бюджета.

Существуют различные виды лазерных граверов, доступных на рынке, начиная от 70 до 20 000 долларов. Некоторые из факторов, влияющих на цены, включают мощность лазера, площадь гравировки, материал гравировки и тип лазера.

3. Запасные Части

Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, легко ли найти запасные части, когда лазерный гравировальный станок выходит из строя. Независимо от того, какое устройство вы купите, оно рано или поздно сломается.

Придет время, когда вам придется заменить некоторые детали — как бы тщательно вы ни обслуживали машину. Таким образом, становится жизненно важным знать, доступны ли запасные части лазерного гравировального станка с легкостью, или вам придется ждать месяцами, прежде чем получить их.

Лазерный гравер на деталях от DVD или CD привода

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.

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.

Читайте так же:
Как заправить клей в пистолет

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.

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).

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.

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
  • 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

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.

Читайте так же:
Как из одного выключателя сделать два

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.

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.

станок ЧПУ из CD-ROM в работе

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. Имея в наличии сломанный привод можно без лишних затрат достать нужный элемент. Но нужно учесть, что его тип и свойства зависят от модификации привода.

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.

Лазерный модуль D8-L2500 для гравера

Обзор про самосборный лазерный гравер/резак на основе 2,5 Ваттного лазерного модуля.
Если коротко – лазерный модуль D8–L2500 очень удобный. Он имеет и линзу, и драйвер питания лазерного диода. Умеет и выжигать, как точками, так и линией, а самое главное — резать!

Подробности читайте далее…

Сразу напомню про ТБ: при работе с лазером используйте очки (специальные, с учетом длины волны лазера), не направляйте его в глаза. Лазер очень мощный — даже небольшое отраженное излучение может серьезно повредить сетчатку.

Итак, в последнее время я все бился над улучшением лазерного гравера Neje с целью увеличения (в первую очередь) рабочей зоны и мощности для обработки различных материалов. В итоге, я пришел к тому, что проще сделать еще один, по образу китайских простеньких граверов на профиле.

Читайте так же:
Уточка также относятся к рыбаку как рубанок

На муське были обзоры подобных граверов (первый и второй обзоры). За основу я взял китайский комплект на алюминиевом конструкционном профиле 2020 и 2040. Забегая вперед, я скажу, что практика показала – проще делать все на одинаковом профиле 2040, так как значительно повышается удобство монтажа и жесткость рамы (на двойной профиль проще крепить элементы корпусных панелей, ножки, кабель-каналы).

Основа любого лазерного гравера – это лазерный модуль. Опыт работы с диодами, выдранными из всевозможной техники, а также с модулем от Neje у меня был, но захотелось чего-то большего. У китайцев продаются твердотельные лазерные сборки все-в-одном: модуль в виде алюминиевого радиатора цилиндрической (реже) или прямоугольной формы (чаще всего). Внутри радиатора установлен цилиндрик с лазерным диодом, из которого торчат два контакта для подключения питающего тока. Также внутри лазерного модуля установлен (и залит некой субстанцией) токовый драйвер для диода, чаще всего СС (continuous current), реже – драйвер с поддержкой ТТЛ-сигналов для управления мощностью лазера. Часто – имеется вентилятор охлаждения сбоку или с торца радиатора. С другого торца на выходе лазера располагается фокусирующая или коллимирующая линза (в зависимости от назначения модуля). Питание, как правило, бывает 5В или 12В. Лазерный твердотельные модули (диодные) бывают от сотен милливатт (например, от 0,3 Вт) до нескольких единиц (например, 5,5 китайских ватт). Чем больше мощность, тем выше цена, причем за мощные модули цена настолько высокая, что проще рассмотреть возможность установки трубки СО2, но это совсем другая история. Имейте ввиду, что китайские ватты не всегда соответствуют реальности (очень тяжело оценить реальную мощность излучения). И запросто можно купить один и тот же лазерный диод, промаркированный как 5,5W, так и 8W или 10W. Возможно, они будут отличаться завышенным током на сам диод, что сильно (в разы) сокращает время жизни диода.

Так как хотелось не только выжигать по дереву, но и резать что-либо (пластик, фанера, картон и т.п. – но не металлы!), то модуля от Neje мне уже не хватало, тем более выдранные из сидюков не катят, да и сгорают быстро. Было принято решение поискать и приобрести лазерный модуль на несколько ватт из Китая, в основном я выбирал из лазерных модулей на 450 нанометров (одни из самых доступных).
Существуют следующие разновидности лазерных головок на гирбесте:

1. 2,5Вт 12в;
2. 0,5 вт 12в;
3. 0,5 вт 5 в.
Все лазеры на 445нм (фиолетовый лазер), с вентилятором охлаждения и блоком питания в комплекте.

Помимо отличия в мощности, очевидно, что отличается и питающее напряжение. Модули для 5В очень удобны для питания павербанками/батарейками, ну а также для готовых корпусов с приводами на 5В. Не забывайте, что вентилятор тоже должен быть на 5В.
При питании шаговых двигателей от 12В есть смысл приобрести и лазерный модуль на 12В с целью унификации питания гравера (то есть потребуется только 1 БП на 12В). Это как раз мой вариант. В комплекте с D8-2500 идет блок питания на 12В и 5А, что явно за глаза хватает лазерному диоду, и в придачу остается для питания электроники Ramps и сервоприводов.

Лазерный модуль пришел упакованный в пупырчатый пакет, сам модуль запаян в антистатический пакетик.





Блок питания упакован отдельно.


Блок питания со стандартным джеком, 12В/5А. Я хочу его использовать для питания всего гравера в целом (в том числе и RAMPS и сервоприводов).

Вот несколько фото самого лазерного модуля.




Как то не сообразил установить поглощающую подложку, в итоге прожег свой фотофон.

Итак, расскажу про свой проект гравера, в который вылился апгрейд моего Neje. Эдакая каша из топора. Скрутил лазер, снял электронику. Понял, что из этого каши не сваришь. Заменил электронику и лазер. В итоге сам Neje я решил оставить в покое и отложить подальше (хотя, если интересно — появились версии с BlueTooth).

Хочу сказать, что существуют готовые рамы для установки лазера (XY плоттеры).

Но я решил собрать раму самостоятельно, тем более это не так уж и сложно.
Идея была очень простая – это применение конструкционного профиля 2020/2040 в качестве рамы и направляющих для простенького гравера формата А3, как в китайских граверах. Жесткость обеспечивается специальными (штатными) соединениями для конструкционного профиля. (внутренние соединители, уголки). Размеры профиля – размеры печатной области (минус каретки). Формат выбирал чуть больше листа А4 с расчетом на материалы небольших размеров. После Neje с его 3.5х3.5 разница просто огромная.

Электронику я обозревал ранее (есть варианты для RAMPS/LCD/SD/Marlin или CNCshield/GRBL). Шаговые двигатели демонтировал со старого устройства (nema17 – можно приобрести, они стандартные. Большие усилия не нужны, так как лазерная головка легкая. Я думаю, при небольших размерах осей можно использовать недорогие nema17 типа 17H2408). Заказал напиленный в размер профиль и фурнитуру (уголки и метизы). Заказал ролики (ролики фторопластовые или detilin’овые, есть V образные, есть комплектом с кареткой под ремень).

В любом случае, если Вас заинтересует самостоятельная сборка принтера, то практически нет проблем найти чертежи для печати на принтере (stl) или чертежи для резки акрила. Существует несколько вариаций кареток и множество поделок на тему

Однозначно плюс комплекта лазерного модуля D8-L2500 – это наличие блока питания 12В 5А, что очень удобно. Буду запитывать шаговики от этого же БП.

Читайте так же:
Как подключить выключатель с диодом

Что потребуется для сборки

1 Лазерная головка Гравер/выжигатель — 1 шт.
2 Блок питания 12В Для питания лазера и приводов (1 шт, входит в комплект
лазера)
3 Блок питания 5в Для питания платы электроники (опционально)
4 2040 профиль продольные части рамы, Х-ось -2шт х420mm
5 2040 профиль поперечные части рамы — 2 шт х350mm
6 2040 профиль Перекладина Y оси — 1 шт х380mm
7 Nema17 Два по X, один по Y — 3 шт
с приводными не обязательно мощные
шестернями
8 Ремень GT2-6mm Два отрезка по X, один по Y -1,5 метра примерно
9 Концевики Крайние положения X Y осей — 2 шт.
10 RAMPS 1.4 Набор управляющей — 1 шт (брал все комплектом
11 Ardu Mega R3 электроники* — 1 шт
12 Display+SD shield+шлейфы — 1 шт.
13 A4988 driver, с радиаторами — 2 шт
14 Набор метизов (винты М3, М4, М5, гайки М3 — Комплект
М4, М5, Т-гайки, шайбы и т.д.)
Для крепления рамы, ремней,
двигателей, для сборки кареток,
и т.д.
15 Уголки внутренние Для крепления углов рамы — 4 шт.
16 Ножки или стойки По углам — 4 шт
17 Комплект проводов -К-т
18 Кабель-каналы** — 1,5 метра примерно
19 Ролики Для кареток*** 12 (три каретки по 4 шт)

* Электронику можно заменить на Arduino Uno/Nano и CNC shield c драйверами (A4988/DRVxxxx)
**Есть еще спиральный кабель-канал.
*** Можно использовать по 3 ролика, или разные ролики (по диаметру), в зависимости от выбранных кареток.

По метизам могу подсказать только примерно, брал с запасом разных номиналов, потом по факту смотрел что подойдет. Рекомендую покупать на оптовках или заказать с али (я в итоге потратил в несколько раз больше, покупая в розницу, чем взял бы пару лотов на Али по 50-100 гаек и винтов).
Если каретки из акрила, можно не делать двойную – я перестраховался, из-за этого увеличилась толщина каретки и уменьшилась рабочая зона почти на 6 см. Можно и ролики взять поудобнее, с запрессованной втулкой М5.
Оригинальный вариант OpenBuilds предполагал использование всего 3 роликов — два ходовых и один, помельче, прижимающий.

Для облегчения кареток, вместо нескольких шайб я использовал печатные втулки. Подбирается и делается все за три минуты, печатается примерно также по времени. Можно набирать шайбами или делать другие проставки. При проектировании лучше учитывать небольшой запас по размерам отверстий в плюс, из-за усадки пластика.

Вот что получилось.








Нагрев проверял иногда – при периодической работе в течении часа на полную мощность (с перерывами) лазер не нагревался больше 40-50 градусов. В длительном режиме я не гонял, я думаю если потребуется в случае большего прогрева лазера, установлю дополнительный вентилятор на радиатор.

Вот результаты работы

Пробуем выживать точками

Здесь на видео 8-й проход по одному и тому же заданию по 5-6 мм деревянной рейке.

Видно, что еще одного раза не хватило, чуть чуть не прорезал. Края ровные, без обугливания.

Второй проход по гофрокартону. Два прохода делал из-за толщины. Так то картон неплохо режет.

К сожалению, не успел приехать второй заказ с удлинителями проводов для сервоприводов и с кабельканалом – у меня сейчас органичена рабочая область – провода внатяг идут, так что теста на большом полотне не будет (ну или попозже выложу).

Небольшой минус – работа подобного гравера в квартире это зло))) Очень много дыма от картона и дерева. Пластик и акрил я по этой причине не резал. Нужна хорошая вытяжка.

В планах – сделать ножки, подобие корпуса, убрать провода в каналы (есть возможность пустить провода внутри профиля или по пазам, с фиксацией их клипсами). Очень нужна вентиляция, вытяжка и корпус.
пока в планах адаптировать лазерный модуль для работы с ШИМ заменой драйвера на внешний.
И я нахожусь в поисках программного обеспечения для конвертации изображений в жкод. То, что испоробовал мне не помогло.
Еще есть мысль — можно добавить третью ось с кротким ходом. Это позволит более гибко подстраиваться под материалы с большой толщиной.

Есть кстати очень интересный проект выжигателя. Ось Z понадобится, с небольшим ходом.

Долго общался с техподдержкой по поводу ШИМ-управления мощностью.
ШИМ или ТТЛ модуляции в лазере нет.




Вот тут даже тема есть по этому поводу.
ТТЛ контакты — это Т- и Т+, сигналы внешней модуляции. Как видно, на плате есть два Т+: один должен был бы уходить вовнутрь на плату драйвера, второй — припаивается внешний сигнал. Ничего на плате не распаяно. На драйвер уходит только питание. То есть драйвер «не умеет» ТТЛ.

Выводы
В целом приобретение данного модуля высвободило мне время, которое уходило на переделки диодов без корпусов. Не надо под каждый подбирать линзу, питание, пихать все в корпус. Стоимость модуля достаточно высокая, но если сравнивать стоимость готовой конструкции лазерного гравера типа такого, то в итоге выгода очевидна. Дело в том, что стоимость лазера – это больше половины стоимости гравера целиком. В остальном – это стоимость профиля, двигателей и электроники (по мелочи).

P.s. Пишите в комментариях, интересен ли проект и надо ли далее рассказывать: я могу выложить обзор на электронику под данный гравер с описанием прошивки (и корректировки) для работы с ЖК и SD.

… при использовании условно бесплатного ПО

Софт просто не позволяет добиться окончательного результата. Выдает только обрезки ж-кода.
Выжег только две буквы MY и дальше остановился…

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector