Niekedy musíte darček krásne podpísať, ale nie je jasné, ako to urobiť. Farba sa rýchlo rozotiera a mizne, fixka neprichádza do úvahy. Na to sa najlepšie hodí gravírovanie. Nemusíte na to ani míňať peniaze, pretože každý, kto vie, ako spájkovať, môže vyrobiť laserový rytec z tlačiarne vlastnými rukami.
Dizajn a princíp činnosti
Hlavným prvkom rytca je polovodičový laser. Vyžaruje zaostrený a veľmi jasný lúč svetla, ktorý horí cez spracovávaný materiál. Úpravou sily žiarenia môžete zmeniť hĺbku a rýchlosť horenia.
Základom laserovej diódy je polovodičový kryštál, na ktorého vrchnej a spodnej strane sú oblasti P a N. K nim sú pripojené elektródy, cez ktoré je privádzaný prúd. Medzi týmito oblasťami je P - N križovatka.
V porovnaní s bežnou laserovou diódou vyzerá ako obrie: jej kryštál možno podrobne preskúmať voľným okom.
Hodnoty možno dešifrovať takto:
- P (pozitívna) oblasť.
- P - N prechod.
- N (záporná) oblasť.
Konce kryštálu sú vyleštené do dokonalosti, takže funguje ako optický rezonátor. Elektróny prúdiace z pozitívne nabitej oblasti do negatívnej excitujú fotóny v P-N prechode. Odrážajúc sa od stien kryštálu, každý fotón generuje dva podobné fotóny, ktoré sa zase delia a tak ďalej do nekonečna. Reťazová reakcia vyskytujúca sa v polovodičovom laserovom kryštáli sa nazýva proces čerpania. Čím viac energie je kryštálu dodávané, tým viac je napumpované do laserového lúča. Teoreticky ho môžete nasýtiť donekonečna, no v praxi je všetko inak.
Počas prevádzky sa dióda zahrieva a musí sa ochladiť. Ak neustále zvyšujete výkon dodávaný do kryštálu, skôr či neskôr príde čas, kedy si chladiaci systém už neporadí s odvodom tepla a dióda vyhorí.
Výkon laserových diód zvyčajne nepresahuje 50 wattov. Ak je táto hodnota prekročená, je to ťažké efektívny systém chladenie, preto je výroba vysokovýkonných diód extrémne nákladná.
Existujú polovodičové lasery s výkonom 10 kilowattov alebo viac, ale všetky sú kompozitné. Ich optický rezonátor je čerpaný nízkovýkonnými diódami, ktorých počet môže dosiahnuť niekoľko stoviek.
Zložené lasery sa v rytcoch nepoužívajú, pretože ich výkon je príliš vysoký.
Vytvorenie laserového gravírovača
Pre jednoduchá práca, ako vypaľovacie vzory na dreve, nepotrebujete zložité a drahé zariadenia. Postačiť bude domáci laserový gravírovač napájaný batériou.
Pred zhotovením rytca, na jeho montáž je potrebné pripraviť nasledujúce diely:
Odstráňte zapisovaciu hlavu z jednotky DVD.
Opatrne vyberte zaostrovaciu šošovku a rozoberte kryt hlavy, kým neuvidíte 2 lasery skryté v puzdrách rozvádzajúcich teplo.
Jeden z nich je infračervený, na čítanie informácií z disku. Ten druhý, červený, je ten písací. Aby ste ich rozlíšili, použite na ich svorky napätie 3 volty.
Pinout:
Pred testovaním si určite nasaďte tmavé okuliare. Nikdy netestujte laser pozeraním sa do okienka diódy. Stačí sa pozrieť na odraz lúča.
Musíte vybrať laser, ktorý sa rozsvieti. Zvyšok môžete vyhodiť, ak neviete, kde ho použiť. Na ochranu pred statickou elektrinou spojte všetky vodiče diódy dohromady a odložte ich. Z profilu odrežte 15 cm úsek. Vyvŕtajte do nej otvor pre tlačidlo hodín. V krabici urobte výrezy pre profil, nabíjaciu zásuvku a vypínač.
Schematický diagram DIY DVD laserového gravírovača vyzerá takto:
Pocínujte kontaktné podložky na doske ovládania nabíjania a držiaku:
Pomocou vodičov ku kolíkom B+ a B- regulátora nabíjania prispájkujte priehradku na batérie. Kontakty + a - idú do zásuvky, zvyšné 2 idú do laserovej diódy. Najprv nástenný Spájkujte napájací obvod lasera a dobre ho izolujte páskou.
Dbajte na to, aby sa svorky rádiových komponentov navzájom neskratovali. Prispájkujte laserovú diódu a tlačidlo k napájaciemu obvodu. Zostavené zariadenie umiestnite do profilu a laser prilepte teplovodivým lepidlom. Zvyšné časti zaistite obojstrannou páskou. Znovu nainštalujte dotykové tlačidlo.
Vložte profil do krabice, vytiahnite drôty a zaistite ho horúcim lepidlom. Spájkujte spínač a nainštalujte ho. Vykonajte rovnaký postup s nabíjacou zásuvkou. Pomocou horúcej lepiacej pištole prilepte priehradku na batérie a regulátor nabíjania na miesto. Vložte batériu do držiaka a zatvorte krabicu vekom.
Pred použitím je potrebné laser nastaviť. Za týmto účelom umiestnite 10 centimetrov od neho list papiera, ktorý bude cieľom laserového lúča. Umiestnite zaostrovaciu šošovku pred diódu. Posúvaním ďalej a bližšie docielite prepálenie cieľa. Šošovku prilepte na profil v mieste, kde bol dosiahnutý najväčší efekt.
Zostavený rytec je ideálny pre malé práce a zábavné účely, ako je zapaľovanie zápaliek a horiacich balónov.
Pamätajte, že rytec nie je hračka a nemal by sa dávať deťom. Laserový lúč má pri kontakte s očami nezvratné následky, preto zariadenie uchovávajte mimo dosahu detí.
Výroba CNC zariadení
Pri veľkých objemoch práce sa konvenčný rytec nebude vyrovnávať s nákladom. Ak ho budete používať často a veľa, budete potrebovať CNC zariadenie.
Zostavenie interiéru
Laserový gravírovač si môžete vyrobiť aj doma. Ak to chcete urobiť, musíte odstrániť krokové motory a sprievodcov. Budú riadiť laser.
Úplný zoznam potrebné detaily nasledovne:
Schéma zapojenia všetkých komponentov:
Pohľad zhora:
Vysvetlenie symbolov:
- Polovodičový laser s chladičom.
- Preprava.
- Vodidlá osi X.
- Prítlačné valce.
- Krokový motor.
- Hnacie zariadenie.
- Ozubený pás.
- Vodiace upevnenia.
- Ozubené kolesá.
- Krokové motory.
- Plechová základňa.
- Vodidlá osi Y.
- Vozíky osi X.
- Rozvodové remene.
- Montážne podpery.
- Koncové spínače.
Zmerajte dĺžku vodítok a rozdeľte ich do dvoch skupín. Prvý bude obsahovať 4 krátke, druhý - 2 dlhé. Vodidlá z rovnakej skupiny musia mať rovnakú dĺžku.
K dĺžke každej skupiny vodítok pridajte 10 centimetrov a odrežte základňu na výsledné rozmery. Ohnite podpery v tvare U na upevnenie zo zvyškov a privarte ich k základni. Označte a vyvŕtajte otvory pre skrutky.
Vyvŕtajte otvor do radiátora a prilepte tam laser pomocou teplovodivého lepidla. Prispájkujte k nemu vodiče a tranzistor. Priskrutkujte chladič k vozíku.
Nainštalujte držiaky vodiacich koľajníc na dve podpery a zaistite ich skrutkami. Vložte vodiace lišty osi Y do držiakov, nasaďte vozíky osi X na ich voľné konce Vložte zostávajúce vodidlá s namontovanou laserovou hlavou. Umiestnite upevňovacie prvky na vodidlá osi Y a priskrutkujte ich k podperám.
Vyvŕtajte otvory v miestach, kde sú namontované elektromotory a nápravy ozubených kolies. Znova nainštalujte krokové motory a nasaďte hnacie ozubené kolesá na ich hriadele. Vložte do otvorov vopred vyrezaných z kovová tyč nápravy a zaistite ich epoxidové lepidlo. Po vytvrdnutí nasaďte na nápravy ozubené kolesá a prítlačné valčeky s vloženými ložiskami.
Nainštalujte rozvodové remene podľa obrázka. Pred pripevnením ich pevne utiahnite. Skontrolujte pohyblivosť osi X a laserovej hlavy. Mali by sa pohybovať s malým úsilím a otáčať všetky valčeky a ozubené kolesá cez pásy.
Pripojte vodiče k laseru, motorom a koncovým spínačom a zviažte ich pomocou zipsov. Výsledné zväzky umiestnite do pohyblivých káblových kanálov a pripevnite ich k vozíkom.
Vyveďte konce drôtov von.
Výroba puzdra
Vyvŕtajte otvory v základni pre rohy. Odstúpte 2 centimetre od jeho okrajov a nakreslite obdĺžnik.
Jeho šírka a dĺžka opakujú rozmery budúceho tela. Výška skrinky musí byť taká, aby sa do nej zmestili všetky vnútorné mechanizmy.
Vysvetlenie symbolov:
- Slučky.
- Dotykové tlačidlo (štart/stop).
- Vypínač Arduino.
- Laserový spínač.
- Zásuvka 2,1 x 5,5 mm pre napájanie 5 V.
- Ochranný box pre DC-DC menič.
- Drôty.
- Arduino ochranný box.
- Upevňovacie prvky krytu.
- Rohy.
- Základňa.
- Nohy vyrobené z protišmykového materiálu.
- Veko.
Vystrihnite všetky časti tela z preglejky a pripevnite ich rohmi. Pomocou pántov nainštalujte kryt na telo a priskrutkujte ho k základni. Vyrežte otvor v prednej stene a vložte cez ňu drôty.
Zostavte z preglejky ochranné kryty a vyrežte do nich otvory pre tlačidlá, vypínače a zásuvky. Umiestnite Arduino do krytu tak, aby sa USB konektor zhodoval s otvorom, ktorý je preň určený. Nastaviť DC-DC menič na napätie 3 V pri prúde 2 A. Zaistite ho v plášti.
Znovu nainštalujte tlačidlo, zásuvku, spínače a spájku elektrická schéma rytec spolu. Po spájkovaní všetkých vodičov nainštalujte kryty na puzdro a priskrutkujte ich samoreznými skrutkami. Aby rytec fungoval, musíte nahrať firmvér do Arduina.
Po flashnutí firmvéru zapnite rytec a stlačte tlačidlo „Štart“. Nechajte laser vypnutý. Stlačením tlačidla sa spustí proces kalibrácie, počas ktorého mikrokontrolér zmeria a zapamätá si dĺžku všetkých osí a určí polohu laserovej hlavy. Po jeho dokončení bude rytec úplne pripravený na prácu.
Skôr ako začnete pracovať s rytcom, musíte obrázky previesť do formátu zrozumiteľného pre Arduino. To je možné vykonať pomocou programu Inkscape Laserengraver. Presuňte do nej vybraný obrázok a kliknite na Konvertovať. Pošlite výsledný súbor cez kábel do Arduina a spustite proces tlače, pričom najskôr zapnite laser.
Takýto rytec dokáže spracovať iba predmety pozostávajúce z organických látok: drevo, plast, tkaniny, náterové hmoty a ďalšie. Nedajú sa naň vyryť kovy, sklo a keramika.
Nikdy nezapínajte rytec s otvoreným vekom. Laserový lúč, ktorý vstupuje do očí, sa sústreďuje na sietnicu a poškodzuje ju. Reflexné zatvorenie viečok vás nezachráni – laser stihne vypáliť oblasť sietnice ešte skôr, ako sa zatvoria. Možno nič necítite, no po čase sa začne sietnica odlupovať, čo môže viesť k úplnej alebo čiastočnej strate zraku.
Ak chytíte laserového „zajačika“, čo najskôr kontaktujte oftalmológa - pomôže to vyhnúť sa vážnym problémom v budúcnosti.
Takže. Prestali sme piť, už máme zmontovanú frézu, kúpili sme si Arduinu, ruky sa nám postupne narovnávajú – čoskoro budeme úplne ako Homo Sapiens. A ako viete, je zvyknutý vytvárať si problémy ako čínsky člen Komsomolu a potom ich riešiť. Taký je ruský charakter.
Z „ničeho“ budeme potrebovať:
Arduino Uno
Štít s párom StepSticks
Laser.....ako voliteľné príslušenstvo je jednoduchšie kúpiť, ale ak máte zvedavú myseľ, môžete si zobrať DVD
Dve staré CD/DVD ROM, lepšie ako tie staré
Napájanie 12 voltov....ampéry tak málo 2-3-5-10, že na tom vôbec nezáleží
Trochu vŕtačky, pár skrutiek M4 a M3
Dva kusy štvorcové potrubie 20 x 20 mm a dĺžka 180 mm
Písmená čipu ULN2003 môžu byť rôzne - pre nás sú dôležité čísla 2003 Tento čip sa často používa v starých skeneroch Mastek na ovládanie krokového motora.
Všeobecne platí, že skutočný vlastník takýchto odpadkov má zvyčajne dostatok....
Ak v dome nenájdete Arduino, môžete hľadať napríklad na Avito alebo AliExpress
Aj štít je lepšie objednať vopred... napr 3D tlačiareň Gravírovací stroj A4988 Drive Extension Board CNC Shield V3 pre Arduino + StepStick 2 ks walkera new v120d02s 6ch 3d rc vrtuľník na diaľkové ovládanie bnf zelený (červený)
Ak z nejakého dôvodu nie je v koši laser, môžete ho hľadať tu: 405nm 50mW zaostriteľný modul fialového bodového lasera Dióda laserového generátora Zaostriteľný laserový modul Dióda laserového generátora červených bodiek 200-250mW 650nm, 450-500mW modul fialového lasera s držiakom pre mini gravírovací stroj A zrazu prišiel čas na hororové príbehy.Priatelia, pri práci s laserom dávajte pozor, aby sa vám do očí nedostali priame alebo dokonca odrazené laserové lúče. Môžete stratiť zrak navždy. Všetky práce je najlepšie vykonávať so špeciálnymi okuliarmi, ktoré sa vždy predávajú v oddeleniach predávajúcich laserové lasery. diódy.
Ak nemôžete čakať, kým Číňania pošlú dlho očakávaný balík, môžete experimentovať s laserovou diódou z DVD-RW. Pri poslednom sa zastavím. Pri rozoberaní zapisovateľného DVD buďte opatrní – väčšinou sa používajú dve diódy – jedna s viditeľným (zvyčajne červeným) spektrom žiarenia, druhá s neviditeľným infračerveným. Ten druhý vrelo odporúčam z hľadiska bezpečnosti nepoužívať.
Na testovanie LED k nej pripojíme bežnú 1,5 V batériu. Ak je žiarenie červené, všetko je v poriadku. .1421879657252.prev.jpg)
Začnime sa motať....prepáčte...rozoberať CD-ROM. Narovnajte kancelársku sponku a zatlačte ju do otvoru v prednej časti zariadenia. Priestor na disk sa otvorí, odstráňte kryt priestoru a odskrutkujte skrutky. Potom je všetko rovnaké ako všade inde.
Okamžite som prilepil veko priehradky na predný panel
Vyhodíme zásobník, dosky a celkovo čo najviac uvoľníme vnútorný priestor bývalej DVD skrinky. Tu následne nainštalujeme napájací zdroj
Zapojil som napájací zdroj z nejakej tlačiarne HP, previedol som ho z 38 voltov na 12. Jeho výkon je dostatočný pre oči.
Potom je to ešte jednoduchšie - vykopeme pár silných magnetov z DVD (v bloku šošoviek), prilepíme ich k laseru. Snažíme sa ho pri lepení tavnou pištoľou príliš nezahrievať.
Vŕtame a pílime štvorcové polotovary rúr.
Otvory Ф4mm s predná strana a na druhej vyvŕtame na 10mm
Priskrutkujeme ho k telu DVD-Yuka.
Pomocou gumených tlmičov zo samotného DVD priskrutkujeme lineárne mechaniky k telu.
Dostaneme niečo ako.....
Z druhého puzdra na DVD odrežeme pásik ocele a pomocou tavnej pištole ho prilepíme k horizontálnemu lineárnemu modulu - ako na fotografii (laser naň pripevníme pomocou magnetov)
Na spodný pohon opäť horúcim lepidlom nalepíme kúsok plexiskla/plastu hrúbky 4mm a veľkosti cca 45x35mm. Pracovnú plochu k nej prilepíme pomocou superglue s aktivátorom. Vyrezal som ho z tela starej 3,5" diskety
Stôl sa snažíme prilepiť striktne vodorovne.
S opačná strana Na nity nastrelíme kúsok plastu alebo plexiskla - obojstrannou páskou naň prichytíme elektroniku.
Áno, skoro by som zabudol - lineárne moduly som pripevnil na gumené puzdrá z niektorých starých tlačiarní - je celkom možné použiť akékoľvek vhodné rúrky - napríklad starú fixku rovnomerne narezať.
Tak sme sa dostali k elektronike. Je to vlastne jednoduché
Napriek tomu, že na typovom štítku je uvedené 12-36 voltov, malo by byť napájané 12 voltmi.
Ak sa motory točia opačným smerom, jednoducho vypnite napájanie a otočte konektor o 180 stupňov.
Konektor má pin AaBv (začiatok prvého vinutia, koniec prvého vinutia, začiatok druhého vinutia, koniec druhého vinutia)
Laser je napájaný a riadený čipom z roku 2003. Používajú sa iba štyri výstupy čipu.
Samotný program
(Mylaser.zip)
HEX firmvér
(grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600.hex.rar)
Firmvér Arduino
(grbl-master.rar)
Program regulátora GRBL
(GrblController361Setup.rar)
Je veľmi dôležité nahrať firmvér do Arduina s bitrate 9600. Pri inom bitrate program Arduino jednoducho neuvidí.
Je potrebné vyplniť EEPROM hodnotami „krok na mm“ v SD/DVD ROM majú zvyčajne 20 krokov na otáčku. StepSticks zvyčajne používajú multiplikátor 1/16 – t.j. 320 krokov. Pohon sa zvyčajne pohybuje 3 mm na otáčku (treba zmerať vzdialenosť medzi závitmi na skrutke pohonu). 320/3 = 106 krokov na 1 mm.
Túto hodnotu zadáme pomocou príkazového riadku v programe GRBL Controller
100 $ = 106 (Zadajte)
101 $ = 106 (Zadajte)
102 $ = 106 (Zadajte)
Firmvér môžete nahrať do Arduino Uno pomocou programu Arduino. spôsob:
Rozbaľovanie archívu
Premenovať (napríklad len na GRBL)
Skopírujte do priečinka "knižnica".
Otvorte program, menu Sketch - načítať knižnicu - vyberte GRBL.1421957319229.prev.jpg)
PS obrobok je pripevnený k pracovnej ploche pomocou rovnakých magnetov z hlavy DVD
PPS laserové zaostrovanie sa vykonáva zdvihnutím/spustením diódy vzhľadom na stôl. Na tento účel sme poskytli magnetický držiak.
Pozor! Pri používaní laserov buďte opatrní. Laser používaný v tomto zariadení môže spôsobiť poškodenie zraku a možno aj oslepnutie. Pri práci s výkonné lasery nad 5 mW vždy noste ochranné okuliare určené na blokovanie vlnovej dĺžky lasera.
Laserový gravírovač na Arduine je zariadenie, ktorého úlohou je gravírovať drevo a iné materiály. Za posledných 5 rokov pokročili laserové diódy, čo umožňuje vyrábať pomerne výkonné rytce bez veľkej zložitosti obsluhy laserových trubíc.
Pri gravírovaní iných materiálov by ste mali byť opatrní. Teda napríklad pri použití pri práci s laserové zariadenie plast bude pri spaľovaní produkovať dym, ktorý obsahuje nebezpečné plyny.
V tejto lekcii sa pokúsim nasmerovať myšlienku a postupom času vytvoríme ďalšie podrobná lekcia na realizáciu tohto komplexného zariadenia.
Na začiatok vám navrhujem pozrieť sa, ako vyzeral celý proces vytvárania rytca pre jedného rádioamatéra:
Silné krokové motory tiež vyžadujú od vodičov, aby z nich vyťažili maximum. V tomto projekte sa pre každý motor používa špeciálny krokový ovládač.
Nižšie sú uvedené niektoré informácie o vybraných komponentoch:
- Krokový motor - 2 kusy.
- Veľkosť rámu je NEMA 23.
- Krútiaci moment je 1,8 lb-ft pri 255 oz.
- 200 krokov/otáčok – 1 krok 1,8 stupňa.
- Prúd - do 3,0 A.
- Hmotnosť - 1,05 kg.
- Bipolárne 4-vodičové pripojenie.
- Krokový ovládač – 2 kusy.
- Digitálny krokový pohon.
- Čip.
- Výstupný prúd - od 0,5 A do 5,6 A.
- Obmedzovač výstupného prúdu – znižuje riziko prehriatia motora.
- Riadiace signály: Vstupy Krok a Smer.
- Pulzná vstupná frekvencia – do 200 kHz.
- Napájacie napätie – 20 V – 50 V DC.
Pre každú os motor priamo poháňa guľôčkovú skrutku cez konektor motora. Motory sú na ráme namontované pomocou dvoch hliníkových rohov a hliníkovej platne. Hliníkové rohy a platňa majú hrúbku 3 mm a sú dostatočne pevné, aby uniesli 1 kg motor bez ohýbania.
Dôležité! Hriadeľ motora a guľôčková skrutka musia byť správne zarovnané. Konektory, ktoré sa používajú, majú určitú flexibilitu na kompenzáciu menších chýb, ale ak je chyba zarovnania príliš veľká, nebudú fungovať!
Ďalší proces vytvárania tohto zariadenia je možné vidieť vo videu:
2. Materiály a nástroje
Nižšie je uvedená tabuľka s materiálmi a nástrojmi potrebnými pre projekt " laserový gravírovač na Arduine."
| Odsek | Poskytovateľ | Množstvo |
| NEMA 23 krokový motor + driver | eBay (predajca: primopal_motor) | 2 |
| Priemer 16mm, rozteč 5mm, guličková skrutka 400mm dlhá (taiwanská) | eBay (predajca: silvers-123) | 2 |
| 16mm podpera BK12 s guľôčkovou skrutkou (hnacia strana) | eBay (predajca: silvers-123) | 2 |
| 16 mm podpera guľôčkovej skrutky BF12 (bez hnaného konca) | eBay (predajca: silvers-123) | 2 |
| 16 hriadeľ dlhý 500 mm | (predajca: silvers-123) | 4 |
| (SK16) 16 podpera hriadeľa (SK16) | (predajca: silvers-123) | 8 |
| 16 lineárne ložisko (SC16LUU) | eBay (predajca: silvers-123) | 4 |
| eBay (predajca: silvers-123) | 2 | |
| Držiak hriadeľa 12 mm (SK12) | (predajca: silvers-123) | 2 |
| Priehľadný akrylový hárok veľkosti A4 4,5 mm | eBay (predajca: akrylsonline) | 4 |
| Hliníková plochá tyč 100 mm x 300 mm x 3 mm | eBay (predajca: willymetals) | 3 |
| 50 mm x 50 mm 2,1 m hliníkový plot | Obchod s ľubovoľnými témami | 3 |
| Hliníková plochá tyč | Obchod s ľubovoľnými témami | 1 |
| Hliníkový roh | Obchod s ľubovoľnými témami | 1 |
| Hliníkový roh 25 mm x 25 mm x 1 m x 1,4 mm | Obchod s ľubovoľnými témami | 1 |
| Skrutky s vnútorným šesťhranom M5 (rôzne dĺžky) | boltsnutsscrewsonline.com | |
| matice M5 | boltsnutsscrewsonline.com | |
| podložky M5 | boltsnutsscrewsonline.com |
3. Vývoj základne a osí
Stroj používa guľôčkové skrutky a lineárne ložiská na ovládanie polohy a pohybu osí X a Y.
Charakteristika guľôčkových skrutiek a príslušenstva k strojom:
- 16 mm guľôčková skrutka, dĺžka – 400 mm-462 mm, vrátane opracovaných koncov;
- rozstup – 5 mm;
- hodnotenie presnosti C7;
- Guľové čapy BK12/BF12.
Keďže guľôčková matica pozostáva z guľôčkových ložísk valiacich sa po dráhe proti guľôčkovej skrutke s veľmi malým trením, znamená to, že motory môžu bežať pri vyšších rýchlostiach bez zastavenia.
Rotačná orientácia guľovej matice je zaistená pomocou hliníkového prvku. Základná doska je pripevnená k dvom lineárnym ložiskám a ku guľovej matici cez hliníkový uholník. Otáčanie hriadeľa guľôčkovej skrutky spôsobuje lineárny pohyb základnej dosky.
4. Elektronická súčiastka
Vybraná laserová dióda je 1,5 W, 445 nm dióda umiestnená v 12 mm puzdre so zaostriteľnou sklenenou šošovkou. Tie možno nájsť, predmontované, na eBay. Keďže ide o 445 nm laser, svetlo, ktoré produkuje, je viditeľné modré svetlo.
Laserová dióda vyžaduje pri prevádzke chladič vysoké úrovne moc. Pri konštrukcii rytca sú použité dve hliníkové podpery pre SK12 12 mm, a to ako na montáž, tak aj na chladenie laserového modulu.
Výstupná intenzita lasera závisí od prúdu, ktorý ním prechádza. Dióda sama o sebe nemôže regulovať prúd a ak je pripojená priamo k zdroju energie, bude zvyšovať prúd, kým nezlyhá. Na ochranu laserovej diódy a riadenie jej jasu je teda potrebný nastaviteľný prúdový obvod.
Ďalšia možnosť pripojenia mikrokontroléra a elektronických častí:
5. Softvér
Náčrt Arduina interpretuje každý príkazový blok. Existuje niekoľko príkazov:
1 – pohyb DOPRAVA o jeden pixel RÝCHLO (prázdny pixel).
2 – pohyb DOPRAVA o jeden pixel POMALY (vypálený pixel).
3 – Presuňte sa DOĽAVA RÝCHLE o jeden pixel (prázdny pixel).
4 – Posuňte sa DOĽAVA o jeden pixel POMALY (vypálený pixel).
5 – posun o jeden pixel nahor RÝCHLO (prázdny pixel).
6 – Posunúť NAHOR o jeden pixel POMALY (vypálený pixel).
7 – RÝCHLO O jeden pixel nadol (prázdny pixel).
8 – posun o jeden pixel NADOL POMALY (vypálený pixel).
9 – zapnite laser.
0 – vypnite laser.
r – vrátiť osi do pôvodnej polohy.
S každým znakom Arduino spustí zodpovedajúcu funkciu na zápis na výstupné piny.
Ovládanie Arduina otáčky motora cez oneskorenia medzi krokovými impulzmi. V ideálnom prípade bude stroj bežať svoje motory rovnakou rýchlosťou, či už gravíruje obrázok alebo prechádza prázdnym pixelom. Kvôli obmedzenému výkonu laserovej diódy však stroj musí Spomaľ pri pixelové záznamy. Preto existuje dve rýchlosti pre každý smer v zozname príkazových symbolov vyššie.
Náčrt 3 programov pre laserový gravírovač Arduino je uvedený nižšie:
/* Riadiaci program krokového motora */ // sa tu nezmenia čísla pinov: const int ledPin = 13 // počet pinov LED const int OFF = 0; int XmotorDIR = 5 const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorPULSE = 3 //pozd.<8ms)
const unsigned int shortdelay = 936;
//half step delay for burnt pixels - multiply by 8 (<18ms)
const unsigned int longdelay = 2125;
//Scale factor
//Motor driver uses 200 steps per revolution
//Ballscrew pitch is 5mm. 200 steps/5mm, 1 step = 0.025mm
//const int scalefactor = 4; //full step
const int scalefactor = 8; //half step
const int LASER = 51;
// Variables that will change:
int ledState = LOW; // ledState used to set the LED
int counter = 0;
int a = 0;
int initialmode = 0;
int lasermode = 0;
long xpositioncount = 0;
long ypositioncount = 0;
//***********************************************************************************************************
//Initialisation Function
//***********************************************************************************************************
void setup()
{
// set the digital pin as output:
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(LASER, OUTPUT);
for (a = 2; a <8; a++){
pinMode(a, OUTPUT);
}
a = 0;
setinitialmode();
digitalWrite (ledPin, ON);
delay(2000);
digitalWrite (ledPin, OFF);
// Turn the Serial Protocol ON
Serial.begin(9600);
}
//************************************************************************************************************
//Main loop
//************************************************************************************************************
void loop()
{
byte byteRead;
if (Serial.available()) {
/* read the most recent byte */
byteRead = Serial.read();
//You have to subtract "0" from the read Byte to convert from text to a number.
if (byteRead!="r"){
byteRead=byteRead-"0";
}
//Move motors
if(byteRead==1){
//Move right FAST
fastright();
}
if(byteRead==2){
//Move right SLOW
slowright();
}
if(byteRead==3){
//Move left FAST
fastleft();
}
if(byteRead==4){
//Move left SLOW
slowleft();
}
if(byteRead==5){
//Move up FAST
fastup();
}
if(byteRead==6){
//Move up SLOW
slowup();
}
if(byteRead==7){
//Move down FAST
fastdown();
}
if(byteRead==8){
//Move down SLOW
slowdown();
}
if(byteRead==9){
digitalWrite (LASER, ON);
}
if(byteRead==0){
digitalWrite (LASER, OFF);
}
if (byteRead=="r"){
//reset position
xresetposition();
yresetposition();
delay(1000);
}
}
}
//************************************************************************************************************
//Set initial mode
//************************************************************************************************************
void setinitialmode()
{
if (initialmode == 0){
digitalWrite (XmotorDIR, OFF);
digitalWrite (XmotorPULSE, OFF);
digitalWrite (YmotorDIR, OFF);
digitalWrite (YmotorPULSE, OFF);
digitalWrite (ledPin, OFF);
initialmode = 1;
}
}
//************************************************************************************************************
// Main Motor functions
//************************************************************************************************************
void fastright()
{
for (a=0; a
6. Spustenie a nastavenie
Arduino predstavuje mozog pre stroj. Vydáva signály kroku a smeru pre krokové ovládače a signál aktivácie lasera pre ovládač lasera. V aktuálnom projekte je na ovládanie stroja potrebných iba 5 výstupných kolíkov. Je dôležité mať na pamäti, že základy pre všetky komponenty musia byť navzájom prepojené.
7. Kontrola funkčnosti
Tento obvod vyžaduje napájanie najmenej 10 V DC a má jednoduchý vstupný signál zapnutia/vypnutia, ktorý poskytuje Arduino. Čip LM317T je lineárny regulátor napätia, ktorý je nakonfigurovaný ako regulátor prúdu. Súčasťou obvodu je potenciometer, ktorý umožňuje nastaviť regulovaný prúd.
Nastal čas, keď sa hyperboloid inžiniera Garina z románu Alexeja Tolstého presťahoval na kuchynský stôl obyčajného moskovského bytu.
Pred pár rokmi ste v čínskych internetových obchodoch mohli nájsť lacné súpravy laserových gravírovačov. Najprv bol výkon lasera 100 mW, potom 500 mW... Nedávno sa objavil rytec s výkonom 5 W, tento výkon polovodičového lasera už umožňuje nielen napaľovanie obrázkov na preglejku, ale aj rezanie preglejky.
Montážna súprava laserovej rezačky dorazila vo vysokokvalitnom balení. Penový polystyrén v kartónovej krabici.
Laserový gravírovací stroj 5500mw A5 Mini Laser Gravírovací stroj je dodávaný ako súprava na montáž: hliníkové vodidlá, krokové motory, ovládacia doska, okuliare na ochranu očí pred laserovým žiarením, diely krytu na montáž a ovládacia doska s príslušenstvom. Zostavenie zariadenia trvalo jeden večer.
Konštrukcia laserového CNC je jednoduchšia ako konštrukcia 3D tlačiarne; rovnaké vodidlá, po ktorých poháňajú hlavu krokové motory. Len 3D tlačiareň ich má tri a pohybujú hlavou v troch rozmeroch. V našom prípade stačí, aby sa hlava jednoducho pohybovala po rovine v dvoch rozmeroch. Na pohyb nie je potrebná žiadna sila, pretože nedochádza k mechanickému kontaktu s materiálom obrobku. Laserová rytina sa pripája k počítaču cez štandardný USB port.
Časť, ktorú chcete vystrihnúť, alebo obrázok, ktorý chcete napáliť, musíte nakresliť vo vektorovom programe. Program musí uložiť súbor obrázka vo formáte wmf.
Súbor v tomto formáte je možné importovať do programu, ktorý riadi rytec.
Na to je lepšie použiť bezplatný program SketchUp (celkom jednoduchý program na vytváranie 3D modelov). Program BenBox, ktorý ovláda rytec, sa stiahne bezplatne z webovej stránky predajcu.
Výkon lasera, bohužiaľ, nie je nastaviteľný. Program nastavuje rýchlosť pohybu hlavy – čím rýchlejšie sa pohybuje, tým menej páli.
Ak chcete rezať, nastavte nižšiu rýchlosť. Na reguláciu výkonu je potrebné objednať prídavnú dosku; Po inštalácii môžete výkon nastaviť manuálne. Na gravírovanie stačí 100-500 mW a na rezanie materiálu - 2000-5000 mW.
Rytec počas prevádzky mierne dymí. Pri otvorenom okne mi dym veľmi neprekážal. Dym však oneskoruje laserový lúč, čím sa znižuje jeho výkon a tým aj hĺbka rezu.
Všetko by bolo v poriadku, ale odborníci na rezanie laserom píšu, že šošovka sa môže zadymiť. Preto ihneď po zakúpení stroja musíte vyrobiť výkonný odsávací kryt alebo aspoň nainštalovať ventilátor na hlavu rytca.
AKO REŽE LASER CNC STROJ
Ako viete, laser nereže, horí, čím vyšší je výkon lasera, tým odolnejší materiál dokáže spracovať. Podstatou laserového rezania je toto. že materiál sa stihne „vypariť“ v laserovom lúči skôr, ako okraje materiálu susediace s bodom rezu začnú horieť.
Pri hlbokom rezaní sa okraje horných vrstiev materiálu spália, preto má hlboký rez laserom lichobežníkový tvar so širokou stranou navrchu Pri rezaní materiálu slabým laserom sa okraje materiálu zahrejú a zapália Dá sa tomu zabrániť fúkaním tenkého prúdu vzduchu v mieste rezu a viacerými prechodmi po jednej a druhej rovnakej trajektórii.
Len tu nie je lineárny vzťah medzi výkonom lasera a počtom prechodov. Teda ak viete prerezať tenký plát balzy alebo preglejky 5W laserom. potom, aby ste urobili rez 2 W laserom, budete musieť urobiť nie 2-3 prechody, ale oveľa viac. Preto je lepšie vzdať sa nádejí „kúpiť si to lacnejšie a niekoľkokrát sa previezť pozdĺž rezných línií“. Treba si zobrať výkonnejší laser, najlepšie s výkonovou rezervou.
LASEROVÉ ZOSTÁVANIE
Laserové zaostrovanie je manuálne.
Umiestnite predmet, ktorý chcete gravírovať.
Pri zapnutí lasera na minimálny výkon, aby ste ho zaostrili na gravírovaný predmet, musíte manuálne otáčať nastavovaním zaostrovacej šošovky, kým sa veľkosť bodu nezmení na bod a nebude minimálna. V tomto prípade získame maximálny výkon.
Pri rezaní preglejky je laserový lúč, ktorý odrezal niekoľko milimetrov, už rozostrený, oslabuje a neprerezáva preglejku až do konca. Ukazuje sa, že čím hlbšie rezáme, tým je lúč slabší. V tomto prípade má zmysel zamerať laser na povrch, na ktorom bude ležať kus preglejky.
Praktické využitie rytca v domácnosti
Rytec je ideálny na rezanie kože. Na pokožku môžete aplikovať akýkoľvek dizajn a ihneď vystrihnúť vzory laserom. Veľkou výhodou lasera pri rezaní syntetických látok a kože je, že okraje sú spálené a potom sa nestrapkajú. Plast sa ľahko gravíruje. Kryt vášho obľúbeného smartfónu si môžete nechať štýlovo vygravírovať.
Domáce vylepšenie Obojstranná páska Nano Clear No Trace Acrylic Magic...
V predchádzajúcom článku som opísal skúsenosti s montážou a nastavením rytca z čínskej stavebnice. Po práci s prístrojom som si uvedomil, že v mojom laboratóriu nebude od veci. Úloha je zadaná, vyriešim ju.
Na obzore sú dve riešenia – objednať si stavebnicu v Číne a vyvinúť si vlastný dizajn.
DIZAJNOVÉ NEVÝHODY S ALIEXPRESSOM
Ako som písal v predchádzajúcom článku, zostava sa ukázala ako celkom funkčná. Prax práce so strojom odhalila nasledujúce konštrukčné chyby:
- Dizajn kočiara je zle navrhnutý. To je jasne viditeľné na videu v predchádzajúcom článku.
- Valčeky pohyblivých jednotiek sú na paneloch namontované skrutkami M5 a sú k panelu pripojené len jednou stranou. Zároveň, bez ohľadu na to, ako utiahnete skrutky, zostáva určitá vôľa.
PLASTOVÉ ČASTI
Keďže rám vyrobený zo strojovo vyrobeného profilu je celkom slušný, zistené nedostatky sa podarilo odstrániť recykláciou plastových dielov.
Držiak lasera som celkom dobre opísal v. Do dizajnu som pridal aj ďalší kus, ktorý spája všetky štyri valčeky na pravom a ľavom paneli. Tento detail umožnil eliminovať vôle pri presúvaní panelov.
Všetky časti majú pomerne jednoduché tvary a pri tlači nevyžadujú podpery ani iné ťažkosti.
Ak chcete objednať sadu plastových dielov, musíte prejsť do internetového obchodu:
K dispozícii sú modely plastových dielov na tlač:
PREDKÁZANIE PRÁCE
Prácu a vzhľad rytca môžete posúdiť v nasledujúcom videu.
KONŠTRUKCIA RYTCA
Rám rytca je postavený na strojovo vyrobenom hliníkovom profile 20x40. Diely nesúce pohyblivé časti rytca sú vyrobené na 3D tlačiarni. Pohyblivé časti sa pohybujú na štandardných valčekoch. Vozík nesúci laserový modul umožňuje nastaviť výšku lasera nad pracovnou plochou, čo umožňuje sústrediť výkon laserového lúča v pomerne veľkom rozsahu.
Zostava konštrukcie je zobrazená vo formáte 3D PDF.
ZHROMAŽDENIE
Dizajn je veľmi jednoduchý. Z tohto dôvodu vám montáž nezaberie veľa času a bolesti, ak budete postupovať podľa odporúčaného poradia montáže.
KROK 1. RÁMEC
Ako je uvedené vyššie, rám je vyrobený z konštrukčného profilu 20x40. Vnútorné rohy sa používajú na skrútenie profilu dohromady.
Na dlhších dieloch sú v stredových otvoroch koncov vyrezané závity pre montáž nôh a bočných panelov (na strednej dĺžke).
Rám je v rohoch skrútený, s krátkymi časťami dovnútra. V tejto fáze by ste nemali úplne utiahnuť skrutky - je lepšie to urobiť po inštalácii nožičiek.
Nohy sú pripevnené skrutkami v štyroch bodoch. To sa deje tak, že rám je zostavený bez možných skreslení.
Najprv musíte zaistiť všetky štyri nohy, opäť bez úplného utiahnutia upevňovacích prvkov.
Teraz musíte nájsť čo najrovnejší povrch! Usporiadajte všetky diely tak, aby rám „stál“ pevne, bez hrania na povrchu.
Natiahneme všetky upevňovacie prvky, počnúc od vnútorných rohov a kontrolujeme možné deformácie pomocou štvorca.
KROK 2. PRAVÝ PANEL
Pred montážou pravého panelu musí byť na hriadeľ motora nainštalovaná pružná spojka.
Potom musíte krokový motor priskrutkovať cez plastovú rozperu.
Poloha káblového vývodu a rozpery sú jasne viditeľné na obrázku nižšie.
KROK 3. ĽAVÝ PANEL
Na montáž ľavého panelu stačí vtlačiť ložisko do otvoru.
Operáciu lepenia som sa snažil eliminovať. Za týmto účelom „poslal vlnu“ pozdĺž povrchu otvoru na inštaláciu ložiska. Z tohto dôvodu je potrebné ložisko pevne stlačiť.
KROK 4. INŠTALÁCIA ĽAVÉHO PANELU
Potom nainštalujte zostavu na profil.
A zaistite spodné valčeky. Obrázok jasne ukazuje, že montážne otvory skrutiek na upevnenie valčekov majú zdvih niekoľko milimetrov. To sa deje tak, že horné a spodné valčeky môžu byť pevne utiahnuté na profile, čím sa eliminuje vôľa. Jediná vec je, že musíte konať opatrne a nie príliš utiahnuť. V tomto prípade bude krokový motor vyžadovať nadmernú silu na pohyb panelov.
KROK 5. INŠTALÁCIA PRAVÉHO PANELU
Na inštaláciu budú potrebné nasledujúce diely.
Najprv musíte nainštalovať horné valčeky.
Potom nainštalujte zostavu na profil a nainštalujte spodné valčeky. Ďalšia inštalácia je totožná s inštaláciou ľavého panelu.
Po utiahnutí skrutiek budete musieť skontrolovať priebeh panelu. Mal by sa pohybovať celkom ľahko a nemala by tam byť žiadna vôľa.
KROK 6. INŠTALÁCIA VOZÍKA VODIČA
Tento dizajn využíva oba panely na prenos pohybu pozdĺž osi Y. Aby neboli použité 2 krokové motory, krútiaci moment sa prenáša na ľavý panel cez hriadeľ s priemerom 5 mm. Po príprave detailov začneme.
Najprv sa nainštaluje hriadeľ spojky a upevní sa pomocou zaisťovacích skrutiek ohybnej spojky.
Pri montáži je potrebné zabezpečiť, aby sa nezabudlo na kladky. Momentálne ich nie je potrebné pevne pripevňovať. Pri uťahovaní pásov bude potrebné nastavenie.
KROK 7. PREPRAVA
Zostava vozíka je podrobne popísaná v predchádzajúcom článku...
Montáž nie je zvlášť náročná.
KROK 8. INŠTALÁCIA VOZÍKA NA KOĽAJNICU
Najprv musíte zhromaždiť všetky potrebné časti.
Všetky operácie inštalácie sú identické s operáciami inštalácie panela.
KROK 9. INŠTALÁCIA PÁSOV
Pásy sú utiahnuté skrutkami pod profilové matice. Budete musieť odrezať 3 popruhy na mieste a pripraviť upevňovacie prvky.
Na začiatok je okraj pásu umiestnený vo výklenku profilu so zubom nadol. Potom sa nainštaluje matica. Inštalácia matice bude vyžadovať určitú silu.
Pri napínaní remeňa budete musieť nastaviť polohu kladky. Kladka je umiestnená tak, aby sa remeň počas celého chodu čo najmenej odieral o bočné okraje kladky.
Ak chcete nainštalovať vodiaci pás, je lepšie ho zdvihnúť, ako je znázornené na obrázku nižšie, pretože je stále lepšie inštalovať matice do výklenku z konca.
Potom sa vodidlo spustí na svoje normálne miesto.
Pred utiahnutím druhého „chvostu“ pásu sa musíte uistiť, že je pás dostatočne napnutý.
Tým je montáž mechaniky hotová.
OVLÁDAČ
Popis ovládačov na ovládanie rytca plánujem pripraviť v samostatnom článku. Sledujte publikácie!
MONTÁŽNA SÚPRAVA A LASEROVÝ GRAVÍR NA KĽÚČ
Od decembra 2017 prijímam objednávky na kompletnú montážnu sadu a zostavený, nakonfigurovaný a kompletne pripravený na použitie laserový gravírovač popísaný v článku. Informácie sú dostupné v internetovom obchode.
Ak vám článok pomohol a chcete podporiť nové projekty, odkaz na podporu:
