Чпу из cd-rom своими руками: arduino, лазерный гравер

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:

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

Поскольку двигатель от DVD – биполярный, достаточно обе обмотки прозвонить тестером, чтобы определить их предназначение. 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. Основание станины – 13,5х17 см, а высота брусков для вертикальной стойки станка 24 см. Хотя DVD приводы производителей могут отличаться габаритами. Далее надо взять шаговые двигатели, чтобы припаять провода управления (не важно – это будут контакты двигателя или кабельный шлейф). Поскольку соединение с помощью винтов здесь не приемлемо, деревянные прямоугольники (будущие платформы), которые будут передвигаться вдоль трех осей, надо приклеить к подвижным деталям двигателя. Шпинделем послужит электродвигатель, имеющий два винтовых зажима

Он должен быть предельно легким, иначе механизмам от CD/DVD его будет трудно поднять.

Завершение оси Y

В лазере используется диод М140 на 2 Вт. Диод продается в металлическом корпусе и контактами. Греются они достаточно сильно так, что пришлось предусмотреть охлаждение. Для этого был сделан алюминиевый блок радиаторов и использованы кулеры со старого контроллера робота. Кроме того, в блоке для лазера 1″ x 1″ сделано отверстие 31/64″ и добавлен болт к боковой грани. Блок также соединен с другой напечатанной на 3-D принтере деталью, которая будет перемещаться вдоль оси y. Движение передается с помощью зубчатого ремня.

Завершенный модуль лазера установлен на направляющие оси y. Другой конец был установлен на напечатанной детали таким образом, чтобы ремень был зафиксирован и корпусная деталь могла скользить вдоль направляющих оси x. На этом же этапе устанавливается шаговый двигатель, устанавливаются шкивы и зубчатые ремни.

gantry2.stl

idler gantry.stl

clip.stl

pulley2.stl

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:

Окончательная настройка и подготовка к работе

Сделав своими руками лазерный гравировальный станок и загрузив в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте сразу к работе — оборудование нуждается в окончательной настройке и настройке. Что это за регулировка? Прежде всего, необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при конвертации векторного файла. Также в зависимости от толщины материала, из которого изготовлена деталь, необходимо регулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы изделие не пригорело на поверхности, которую вы хотите выгравировать.

Очень важный и ответственный процесс — точная юстировка (юстировка) лазерной головки. Юстировка необходима для регулировки мощности и разрешения луча, создаваемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных станков юстировка производится с помощью дополнительного маломощного лазера, установленного в основной рабочей головке. Однако в самодельных граверах обычно используются недорогие лазерные головки, поэтому такой способ настройки луча для них не подходит.

Сначала проверьте свой лазерный гравер DIY с помощью простых дизайнов

Достаточно качественную юстировку самодельного лазерного гравера можно произвести с помощью снятого с лазерной указки светодиода. Провода светодиода подключаются к источнику питания с напряжением 3 В и крепятся к рабочему концу штатного лазера. Путем попеременного включения и регулировки положения лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, они достигают совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировку с его помощью можно производить без риска повредить как руки, так и глаза оператора гравировального станка.

На видео показан процесс подключения гравера к компьютеру, настройки программного обеспечения и подготовки станка к работе.

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.

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.

Установка и настройка grbl.

Как загрузить прошивку grbl в Arduino UNO уже рассказывал не однократно, например в статье: «Установка и настройка программы LaserGRBL.», но тут будем использовать немного модифицированную прошивку, как раз под данный проект. Поэтому повторю все шаги, которые нужно сделать.

Установка Arduino IDE.

Сперва, нужно установить среду программирования Arduino IDE. Если она у вас установлена, то можете смело пропустить данный пункт.

Я уже рассказывал, как установить и настроить программу Arduino IDE, в статье: «Программа Arduino IDE, бесплатно для Windows, Mac OS, linux. Прошиваем Arduino». Поэтому, расскажу вкратце основные этапы установки и настройки, для операционной системы Windows.

Установка драйвера ch340.

Скачайте драйвер внизу статьи в разделе «файлы для скачивания»;
Распакуйте архив;
Запустите исполнительный файл «CH341SER.EXE»;
В открывшемся окне нажмите кнопку Install;
На этом установка завершена.

Обратите внимание: Простая и полезная вещица в стиле лофт: делаем подставку для бутылок из доски и труб

Теперь можно приступать непосредственно к загрузке библиотеки GRBL.

Установка библиотеки grbl.

Как и писал ранее, использовать будем не стандартную библиотеку GRBL. Найти необходимую библиотеку можно по запросу в поисковике «Grbl Pen Servo», либо скачать внизу страницы в разделе «файлы для скачивания».

Внимание!!! Нужно обязательно удалить библиотеку GRBL, если вы ставили раньше. Для этого заходим в папку «Документы\Arduino\libraries» и ищем папку «grbl», и удаляем ее

Дальше нужно установить библиотеку grbl. Это можно сделать двумя способами:

Скопировать папку grbl, из архива, в папку с библиотеками Arduino, которая располагается по следующему пути: Документы\Arduino\libraries.
Установить через менеджер библиотек:

Заходим в Arduino IDE и выбираем в меню: Скетч –> Подключить библиотеку –> Добавить .ZIP библиотеку…

Выбираем скаченный архив grbl.zip и нажимаем кнопку «Открыть». После установки вы увидите надпись, что библиотека успешно добавлена.

Загрузка grbl в Arduino UNO.

После установки библиотеки grbl, заходим в меню Файлы –> Примеры, и в списке ищем пример «grbl». Открываем пример «grblUpload».

В примере ничего менять не нужно, его нужно загрузить в Arduino UNO. Для этого, в пункте меню «Инструменты», выбираем плату «Arduino UNO» и порт, к которому подключена плата. В моем случае это «COM9».

Теперь мы можем загрузить прошивку GRBL в Arduino UNO. Для этого нажимаем на кнопку «Загрузить». После компиляции скетча, код будет загружен в микроконтроллер. И вы увидите надпись «Загрузка завершена».

Также вы увидите надпись оранжевого цвета «Недостаточно памяти, программа может работать нестабильно». Но не пугайтесь, все будет работать отлично.

Установка программного обеспечения

Ваш лазерный культиватор, который должен работать в автоматическом режиме, потребует не только установки, но и настройки специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такой поддержки является программа, позволяющая создать контуры нужной модели и преобразовать их в понятное расширение для элементов управления лазерного гравера. Эта программа доступна бесплатно, и вы можете без проблем скачать ее на свой компьютер.

Программа, загруженная на компьютер, управляющий гравировальным устройством, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам понадобится библиотека контуров и программа, которая будет отправлять данные о созданном чертеже или надписи на контроллер Arduino. Эту библиотеку (а также программу для передачи данных контроллеру) также можно найти в открытом доступе. Чтобы ваше самодельное лазерное изделие работало исправно и выполняемая с его помощью гравировка была качественной, вам потребуется настроить сам контроллер под параметры гравировального устройства.

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:

Шаговый двигатель – 2 штуки.
Размер кадра – NEMA 23.
Крутящий момент 1.8 Нм на 255 унций.
200 шагов/оборотов – за 1 шаг 1,8 градусов.
Ток – до 3,0 А.
Вес – 1,05 кг.
Биполярное 4-проводное соединение.
Шаговый драйвер – 2 штуки.
Цифровой степпинг-драйв.
Микросхема.
Выходной ток – от 0,5 А до 5,6 А.
Ограничитель выходного тока – снижает риск перегрева двигателей.
Сигналы управления: входы Step и Direction.
Частота импульсного входа – до 200 кГц.
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.

Важно! Нужно правильно выровнять вал двигателя и шариковый винт. Соединители, которые используются, имеют некоторую гибкость, чтобы компенсировать незначительные ошибки, но если ошибка выравнивания слишком велика, они не сработают!. Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

Запуск лазерного гравера на Arduino!

На фото выше приведены несколько примеров изделий, изготовленных на этом лазерном гравировщике. Конечно, Мона Лиза получилась не очень, но более простые вещи вроде черно-белого изображения дракона, выходят неплохо. Можно использовать этот станок и для лазерной резки. Например, можно резать пробковое дерево (шестерня вырезана именно из пробкового дерева).

На видео ниже показаны основные этапы проекта и гравировка на завершенном гравере.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

А как насчет взаимодействия

Удивительно слушать заявления некоторых умельцев, что для ЧПУ Ардуино не подходит, тем более, невозможен симбиоз mach3 arduino, якобы они не желают взаимодействовать.

Другие же уверены в противном: ардуину можно реализовать для ЧПУ при помощи трёх вариантов:

Полностью автономный контроллер.
Плата-интерпретатор отвечает за движения, но они рассчитываются на компьютере.
Плата-транслятор (переходник) – выполняет роль виртуального ЛПТ-порта.

Многие пользователи в сети, у которых проблемная электроника, просят посоветовать им программу, чтобы станки под управлением таковой, могли работать чётко и бесперебойно. Фрезеры на станке призваны заготовку обрабатывать равномерно, выполняя сигналы программного блока.

Особенности использования контуров

Если вы уже разобрались с вопросом, как сделать ручной лазерный гравер, то вам необходимо уточнить вопрос о параметрах контуров, которые можно наносить с помощью такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не закрашивается даже при перекрашивании исходного рисунка, следует передавать в контроллер гравера через файлы не в пиксельном (jpeg), а в векторном формате. Это значит, что изображение или надпись, нанесенные на поверхность заготовки с помощью такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Размер таких изображений и надписей можно изменять по желанию, ориентируясь на поверхность, на которую они будут наноситься.

С помощью лазерного гравера практически все рисунки и надписи можно нанести на поверхность изделия, но для этого их компьютерные модели необходимо преобразовать в векторный формат. Процедура эта несложная — для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, который уже был преобразован в векторный формат, необходимо снова преобразовать, чтобы он мог правильно восприниматься контроллером гравировального станка. Для этого преобразования используется Inkscape Laserengraver.

Источники

https://met-all.org/oborudovanie/prochee/lazernyj-graver-svoimi-rukami-iz-printera-dvd-pleer.html
https://homius.ru/lazernyj-gravjor-svoimi-rukami.html
https://tpspribor.ru/svoimi-rukami/izgotovlenie-lazernogo-gravera-svoimi-rukami.html
https://electronicparts.ru/svoimi-rukami/lazernyj-graver-na-arduino-delaem-svoimi-rukami.html
https://Gistroy.ru/article/lazernyj-graver-svoimi-rukami-1/
https://tokar.guru/samodelkin/izgotovlenie-lazernogo-gravera-svoimi-rukami.html
https://VseOChpu.ru/lazernyj-stanok-svoimi-rukami/
https://SuTime.ru/pro-stanki/graver-svoimi-rukami.html
https://zetsila.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BA-%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%BA%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B8%D0%BC%D0%B8-%D1%80%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B8/
https://3dradar.ru/3dmodels/50714/
https://instanko.ru/drugoe/lazernyj-graver-svoimi-rukami.html

[свернуть]

Программа для создания G-Code и управляющая программа.

С выбором программы для создания G-code у меня возникла проблема. Но об этом расскажу в следующий раз, а сейчас напишу список программ, которые я использовал. В следующей статье расскажу, почему выбор пал именно на эти программы.

Inkscape.

Программа для работы с векторной графикой. В программе есть плагин для создания G-code, но для нашей работы не подходит. Делает двойную обводку. Про данную программу я уже рассказывал в статье: «Inkscape где скачать русскую версию. Настройка Inkscape»

Carbide Create V5.

Carbide Create — бесплатная CAD/CAM программа, разработанная производителями небольших ЧПУ станков “Carbide 3D”. В данной программе можно создавать небольшие чертежи, а также генерировать G-Code из векторных рисунков формата .svg. Программа неплохая, но есть ряд минусов. О них в следующей статье.

Candle.

Candle – управляющая программа для ЧПУ станков. Она полностью на русском языке. Достаточно функциональная и при этом не сложная. Но нет простой настройки конфигурации GRBL.

Обратите внимание: Характеристики смарт часов: часть 2-я

Universal G-codeSender.

Отличная управляющая программа. В настройках можно выбрать русский язык. Но, к сожалению, на компьютере, с операционной системой Windows, постоянно возникают проблемы. Работал на ней в Linux, работает отлично. Использую данную программу для демонстрации простоты настройки конфигурации GRBL.

Продолжение в следующей статье.

Понравился проект ЧПУ плоттер на Arduino своими руками? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу , в группу на .

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Фотографии к статье

Файлы для скачивания

Скачивая материал, я соглашаюсь с Правилами скачивания и использования материалов.

Grbl Pen Servo.zip	143 Kb	199	Скачать
Universal G-code Sender.zip	28368 Kb	209	Скачать
Carbide Create.zip	48999 Kb	245	Скачать
Candle 1.1.7.zip	29095 Kb	225	Скачать
драйвер CH340G.zip	186 Kb	190	Скачать

Зачем нужны шилды

Обладатели самодельных устройств наслышаны о платах расширения – Arduino cnc shield, применение которых расширяет функционал фрезерного оборудования.

Обычно шилду изготавливают под форм-фактор платы. Используют и несколько шилдов одновременно, устанавливая их на микроконтроллер (один на другой). Спектр их применения:

при помощи официального устройства Arduino – Ethernet cnc shield можно добиться независимости проекта от ПК, да и для хостинга веб-сервера его используют;
4 Relay Shield – возможность для того, чтобы подключать 4-х периферийные устройства;

ВАЖНО: надо соблюдать осторожность с контактами этого устройства, чтобы не повредить Arduino. https://www.youtube.com/embed/1ZX3qf8x9iA

Рrotoshield – весьма полезный шилд в момент, когда собирается схема;
LCD Shield позволяет информацию с Arduino выводить напрямую на периферийный экран;
еnergy Shield – расширенные возможности для питания на Arduino. Реальна подзарядка мобильников и гаджетов;
мotor shield обеспечивает управление большим числом моторов и их защиту;
SD Card Shield служит для обработки и хранения больших массивов информации;

Wi-fi Shield, подключенный к серийному порту, обеспечит дистанционное управление приводами роботизированных проектов;
GPRS Shield оснащается антеннами для использования сети GSM/GPRS;
E-Ink shield – путь для использования технологии электронных чернил, дисплею нужен для питания минимум энергии;
мusic Shield способен воспроизводить музыку через Arduino в отличном качестве.

Реально создать лазерный 3D принтер, ЧПУ станок, употребляя бюджетные платы Arduino. С платой расширения CNC Shield можно работать на станках с числовым программным управлением, в гравировальной или фрезерной машине. А шилд для управления тремя ШД (трехосевой станок) имеет три разъема, чтобы не было проблем с каждым драйвером при подключении.

Сборка Самодельного плоттера на Arduino.

Для проекта понадобиться следующая электроника:

ARDUINO UNO.
CNC shield v3, описание читайте в статье: «Плата для ЧПУ на Arduino UNO, CNC shield v3 и драйвера A4988 (DRV8825)».
2 шаговых двигателя NEMA 17 17HS4401. С проводами, которые идут в комплекте.
2 драйвера A4988. Про них можно почитать в статье: «Драйвер шагового двигателя A4988».
Блок питание на 12 вольт.
Servo 9g.

Сборка механики станка.

Недавно делал узел из карандашей (каретку для ЧПУ), и на основе данной каретки решил собрать ЧПУ плоттер. Но нужно, как минимум, 2 оси, поэтому собрал второй узел, но немного уже. Вот так выглядят узлы осей X и Y для самодельного станка.

Как собирал каретку, можете почитать в предыдущей статье. Про нее могу сказать одно: сделана она из карандашей, строительной шпильки и фанеры.

У широкой каретки поменял основание, на более широкое. Это поможет устранить лишнюю вибрацию станка, и будет поверхность, на котором можно закрепить листок бумаги.

На подвижную часть первой каретки, под углом 90 градусов, устанавливаю вторую каретку. И закрепляю ее с помощью саморезов.

Обычную ручку использовать в данном проекте не получится, так как нужен подвижный механизм, а также крепеж для нее. Для этого купил в канцелярском магазине: гелевую ручку, авторучку и циркуль «козья ножка».

Из гелевой ручки достал пасту и на край установил пружинку из авторучки. Также срезал бортик внизу пасты. Чтобы она проваливалась в корпус ручки.

Установил пасту в ручку и проверил нажатием пальца. Паста проваливается и потом обратна возвращается под действием пружинки.

Намотал и приклеил нитку на пасту. Тут я допустил ошибку, использовал хлопчатобумажную нить. Она у меня притёрлась буквально через 2 часа работы. Заменил капроновой нитью и нанес на нее смазку.

В корпусе ручки сделал отверстия, и продернул нить. Установил пасту на место.

На ось X установил сервопривод, прикрепив его саморезами.

Используя держатель от циркуля «козья ножка», прикрепил ручку на ось X.

Привязал нить от ручки к качалке сервопривода. Закрепил винтом качалку.

Все механику собрали, сейчас можно устанавливать остальные компоненты и проверять работоспособность станка.

Установка электроники плоттера.

Большая часть электроники у нас установлена. А именно, шаговые двигателя стоят на месте, сервопривод установлен. Осталось установить управляющую электронику.

Обратите внимание: Каркас для гамака — разновидности конструкций и этапы изготовления

На подготовленную фанерку, установил плату Arduino UNO.

Сверху двигателя оси Y установил фанерку с Arduino.

На Arduino UNO установил CNC shield v3 и 2 драйвера A4988.

Осталось все подключить, а для этого нужна схема подключения.

Схема подключения электроники ЧПУ плоттера на Arduino UNO и CNC shield v3.

Схема подключения очень простая и не требует дополнительных проводов.

Шаговые двигателя подключаю проводами, которые идут в комплекте.

Для подключения сервопривода нужно достать информационный провод из колодки, он обычно оранжевого цвета, и подключить к пину Z+, а провода питания сервопривода подключить к выводам 5v и GND, на CNC shield.

Подключение самое простое, из всех моих самодельных ЧПУ станков. Вот почему многие начинают сборку своих первых ЧПУ станков с плоттера.

Лазерный гравер своими руками: материалы, сборка, установка программного обеспечения

Многие из тех домашних мастеров, которые в своей мастерской занимаются изготовлением и декорированием изделий из дерева и других материалов, наверняка задумывались, как сделать лазерный гравер своими руками.

Наличие такого оборудования, серийные модели которого достаточно дороги, позволяет не только с высокой точностью и детальностью наносить на поверхность заготовки сложнейшие узоры, но и выполнять лазерную резку различных материалов.

Самодельный лазерный станок в процессе гравировки по дереву

Самодельный лазерный гравер, который будет стоить намного дешевле серийной модели, можно сделать, даже если у вас нет глубокого понимания электроники и механики.

Лазерный гравер предлагаемого проекта собран на аппаратной платформе Arduino и имеет мощность 3 Вт, тогда как для промышленных моделей этот параметр составляет не менее 400 Вт.

Однако даже такая небольшая мощность позволяет использовать этот станок для резки изделий из пенополистирола, пробковых листов, пластика и картона, а также для качественной лазерной гравировки.

Этот гравер справится даже с тонким пластиком

Необходимые материалы

Чтобы самостоятельно сделать лазерный гравер на Ардуино, вам потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

аппаратная платформа Arduino R3;
плата прототипа оснащена дисплеем;
шаговые двигатели, которые могут быть электродвигателями для принтеров или DVD-плееров;
лазер мощностью 3 Вт;
устройство лазерного охлаждения;
регулятор постоянного напряжения постоянного и постоянного тока;
мОП-транзисторы;
электронные платы, с помощью которых управляются двигатели лазерного гравера;
выключатель остановки;
футляр, в котором можно разместить все конструктивные элементы самодельного гравера;
зубчатые ремни и шкивы для их установки;
шариковые подшипники различных типоразмеров;
четыре деревянных доски (две 135х10х2 см и две другие 125х10х2 см);
четыре металлических прутка круглого сечения диаметром 10 мм;
болты, гайки и винты;
смазка;
кабельные стяжки;
компьютер;
сверла различного диаметра;
циркулярная пила;
наждачная бумага;
порок;
стандартный набор слесарного инструмента.

Наибольших вложений потребует электронная часть станка

Электрическая часть самодельного лазерного гравера

Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение, величина которого не превышает допустимых параметров.

При несоблюдении этого требования лазер может просто сгореть.

Лазерный излучатель, используемый в установке гравировки представленной конструкции, рассчитан на напряжение 5 В и ток не более 2,4 А, поэтому регулятор DC-DC необходимо настроить на ток 2 А и напряжение до 5 В.

Электрическая схема гравера

MOSFET-транзистор, который является наиболее важным элементом электрической части лазерного гравера, необходим для включения и выключения лазерного излучателя при получении сигнала от контроллера Arduino.

Электрический сигнал, генерируемый контроллером, очень слаб, поэтому только полевой МОП-транзистор может обнаружить его, а затем включить и выключить цепь питания лазера.

В электрической схеме лазерного гравера такой транзистор установлен между положительным контактом лазера и отрицательным регулятором постоянного тока.

Шаговые двигатели лазерного гравера подключаются через электронную плату управления, что гарантирует их синхронизацию. Благодаря такому соединению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не опускаются и сохраняют стабильное натяжение во время своей работы, что гарантирует качество и точность выполняемой работы.

Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается эта проблема довольно просто — рядом с диодом устанавливается обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых двигателей, рядом с ними ставят и компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с этой задачей не справляются.

Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предлагаемой конструкции представляет собой устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, соединенных друг с другом, за перемещение по оси X.

Ось Z, которая также указывается в параметрах такого 3D-принтера, — это глубина, на которой обжигается обрабатываемый материал.

Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна быть не менее 12 мм.

Алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм могут служить направляющими элементами, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства.

Если алюминиевые стержни найти не удается, для этих целей можно использовать стальные направляющие того же диаметра.

Необходимость использования прутков такого диаметра объясняется тем, что в этом случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не пойдет вниз.

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для устройства лазерной гравировки, необходимо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать для получения идеальной гладкости. Затем они должны быть покрыты белой смазкой на литиевой основе, которая улучшит процесс скольжения.

Сборка корпуса

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства производится с помощью скоб из листового металла.

Чтобы сделать такую скобу, лист металла примерно шириной самого мотора и вдвое длиннее его основания сгибают под прямым углом.

На поверхности этого кронштейна, где будет располагаться основание электродвигателя, просверливаются 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два других необходимы для крепления кронштейна к корпусу с помощью штатной самоподдержки саморезы.

Кусок листового металла подходящего размера также используется для установки приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта на валу электродвигателя.

Для установки такого устройства из листового металла формируется U-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и выхода из вала двигателя. Шкивы, на которых будут крепиться зубчатые ремни, устанавливаются на валу тягового двигателя и размещаются во внутренней части П-образного профиля.

Зубчатые ремни, которые устанавливаются на шкивы, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями с помощью саморезов.

Установка программного обеспечения

Ваш лазерный культиватор, который должен работать в автоматическом режиме, потребует не только установки, но и настройки специального программного обеспечения.

Важнейшим элементом такой поддержки является программа, позволяющая создать контуры нужной модели и преобразовать их в понятное расширение для элементов управления лазерного гравера.

Эта программа доступна бесплатно, и вы можете без проблем скачать ее на свой компьютер.

Чтобы ваше самодельное лазерное изделие работало исправно и выполняемая с его помощью гравировка была качественной, вам потребуется настроить сам контроллер под параметры гравировального устройства.

Особенности использования контуров

Такие контуры, внутренняя часть которых не закрашивается даже при перекрашивании исходного рисунка, следует передавать в контроллер гравера через файлы не в пиксельном (jpeg), а в векторном формате.

Это значит, что изображение или надпись, нанесенные на поверхность заготовки с помощью такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Размер таких изображений и надписей можно изменять по желанию, ориентируясь на поверхность, на которую они будут наноситься.

Процедура эта несложная — для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, который уже был преобразован в векторный формат, необходимо снова преобразовать, чтобы он мог правильно восприниматься контроллером гравировального станка.

Для этого преобразования используется Inkscape Laserengraver.

Окончательная настройка и подготовка к работе

Что это за регулировка? Прежде всего, необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при конвертации векторного файла.

Также в зависимости от толщины материала, из которого изготовлена деталь, необходимо регулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы изделие не пригорело на поверхности, которую вы хотите выгравировать.

На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных станков юстировка производится с помощью дополнительного маломощного лазера, установленного в основной рабочей головке.

Однако в самодельных граверах обычно используются недорогие лазерные головки, поэтому такой способ настройки луча для них не подходит.

Сначала проверьте свой лазерный гравер DIY с помощью простых дизайнов

Путем попеременного включения и регулировки положения лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, они достигают совмещения в одной точке.

Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировку с его помощью можно производить без риска повредить как руки, так и глаза оператора гравировального станка.

Для любителей выжигать на различных материалах

В сети можно увидеть многочисленные самодельные модели выжигателей, которые способны создавать рисунок на фанере, пластике, металле и даже на стекле. Причем достигается фотографическая схожесть и некоторая объемность изображения. Поверхность очищают, обезжиривают, грунтуют белым акрилом марки Kudo и, применяя лазерный ЧПУ выжигатель, его ещё называют пиропринтер, создают уникальные изображения. Иногда процесс длится 6 и больше часов.

Скорость работы выжигателя – стабильная 10 м/мин, и у программистов есть идеи, как ее поднять, не вмешиваясь в работу блока управления. Управлять выжигателем можно и с ноутбука (ОС Windows XP и 7), отказавшись от LPT кабеля. Это превратит выжигание в увлекательное занятие для детей и подростков с применением возможностей лазерных фрезеров.

Самодельный инструмент для вырезания и обработки фанеры

Учитывая дороговизну заводского оборудования, все больше и больше людей пытаются сделать станок для лазерной резки фанеры своими руками. Однако перед тем, как приступить к такой процедуре, убедитесь, что у вас есть определенные навыки и вы готовы вложить много времени и усилий в предстоящее дело.

При изготовлении лазерного оборудования следует учитывать ряд особенностей:

Определите силовые показатели будущего автомобиля. Не секрет, что на этапе создания системы необходимо использовать специальные дорогостоящие устройства с высокими показателями мощности, поэтому общая стоимость финальной модели составляет не менее 600 долларов.
Найдите подходящие батареи и охлаждение. Как уже было сказано выше, для охлаждения газа, движущегося по трубе, необходимо использовать воду и насос, который будет перекачивать его в наиболее уязвимые узлы системы. Для нормальной работы машине требуется не менее 100 литров жидкости.
Поэтому необходимо провести тонкую настройку всех элементов лазерной системы. Для совершения такого действия необходимо иметь хотя бы минимальный опыт и затратить много времени. Это говорит о том, что иногда гораздо проще приобрести готовое изобретение, чем пытаться создать его самостоятельно, но все неоднозначно.

Лазерная резка листов фанеры остается сложным процессом, но при правильном подходе позволяет создавать настоящие произведения искусства и замысловатые орнаменты.

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).

ЧПУ станок из дерева

Для него нужна Аrduino uno R3, G-сode Sender и GRBL. Необходимо заранее подготовить материалы и компоненты: фанеру, гайки с болтами, резьбовой вал и стержни из стали, шарикоподшипники, ШД Nema 23 и драйвера к ним, источник питания 24 В, 15 А, втулки из капролона, фторопласта и металла, провода.

Многое, входящее в электронику, прислали из Китая.

Основанием служат бруски из древесины с глухими, сквозными отверстиями. Стальной резьбовой вал, установленный по центру станка, служит приводом для оси Х. В момент его вращения – каретка (рабочий стол) выполняет перемещение вдоль этой оси Х.

ВНИМАНИЕ: чём толще фанера или деревянный брусок, тем меньшей будет вибрация, выше точность позиционирования. https://www.youtube.com/embed/r3K3FaF_o8M

Портал (ось Y) устанавливают на подвижном столе, фиксируя гайкой под столом. Ось Z служит для перемещения рабочего органа (он подает инструмент в вертикальном положении).

Для сборки понадобятся болты и гайки. Не стоит склеивать поломанные делали, лучше их заменить новыми. Подключая Arduino, ШД и драйверы к каждому из них, надо предусмотреть и блоки питания для них. Загрузив и настроив код GRBL, можно открыть G-сode Sender и подключить Arduino к ПК. Плата готова участвовать в процессе управления чпу станком.

Чтобы задать траекторию обработки, используются чертежи любой CAD программы. Затем используется CAM программа, формирующая G-код.

Материалы и инструменты

Пункт	Поставщик	Количество
Шаговый двигатель NEMA 23 + драйвер	eBay (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 лист	eBay (продавец: acrylicsonline)	4
Алюминиевая Плоская штанга 100 мм x 300 мм x 3 мм	eBay (продавец: willymetals)	3
50 мм x 50 мм 2.1 м Алюминиевый забор	Любой тематический магазин	3
Алюминиевая Плоская штанга	Любой тематический магазин	1
Алюминиевый угол	Любой тематический магазин	1
Алюминиевый угол 25 мм x 25 мм x 1 м x 1,4 мм	Любой тематический магазин	1
Винты с головной головкой M5 (различные длины)	boltsnutsscrewsonline.com
M5 гайки	boltsnutsscrewsonline.com
M5 шайбы	boltsnutsscrewsonline.com