DIY Gravor laser ieftin și robust: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

În acest instructable vă voi arăta cum mi-am creat propriul meu gravator laser DIY pentru foarte ieftin. De asemenea, majoritatea pieselor sunt fie recuperate din lucruri vechi, fie sunt foarte ieftine. Acesta este un proiect foarte interesant pentru orice pasionat de electronice. Acest gravor va putea să graveze lemn, carton, autocolante de vinil etc., precum și pentru tăierea hârtiei datorită laserului de 250 mW pe care îl vom folosi.

Dacă acest instructable vă ajută în orice fel să vă creați propriul gravator cu laser, împărtășiți-mi proiectul. asta mă va face mai mult decât fericit.

Pasul 1: Piese / Materiale și Instrumente necesare

• 2x - Unități DVD vechi pentru salvarea mecanismului motorului pas cu pas.
• 1x - GRBL shield v4 (poate utiliza și alte versiuni).
• 2x - șoferi de motor pas cu pas A4988.
• 1x - 250 mw 650 nm laser cu obiectiv reglabil (de la banggood.com)
• Alimentare 12v 2-2,5 Amperi.
• PCB gol pentru realizarea circuitului driverului laser.
• Anteturi masculine și feminine.
• Rezistor 1x - 47 ohmi.
• Rezistor 1x- 100k ohm.
• 1x - IRFZ44N mosfet pentru acțiunea de comutare laser.
• Unii magneți de neodim.
• Foaie acrilică.
• Șuruburi și piulițe M3.
• Ochelari de protecție cu laser.
• 1x - Arduino Nano.

INSTRUMENTE NECESARE:

• Mașină de găurit.
• Pistol de lipit fierbinte.
• Ferăstrău pentru tăierea acrilului.
• Fișier pentru finisare.
• Menghină de masă.
• Șurub șurub Phillips și cap plat.
• Ciocan de lipit.

Pasul 2: Salvarea magneștilor pas cu pas și a magneților de neodim

Sunt necesare două mecanisme pas cu pas pentru axa x și respectiv axa y, care pot fi recuperate din două unități DVD utilizate. Salvarea mecanismului pas cu pas și a magneților din neodim este destul de ușoară. Îl puteți salva cu ușurință deschizând driverul CD folosind un șurubelniță cu cap Philips.

Asigurați-vă că nu deteriorați piesele legate de proiect în timp ce salvați piesele necesare de pe unitățile DVD.

Dacă nu sunteți familiarizați cu sapa pentru a face acest lucru, vă voi lăsa un link al unui videoclip YouTube care arată cum să salvați părțile respective.

Pasul 3: Realizarea bazei pentru mașină

Pentru realizarea bazei folosesc o foaie acrilică transparentă de 4 mm. Dimensiunea foii acrilice este de aproximativ 9 x 6,6 în.

Acum va trebui să ne creăm suportul pentru montarea axei y cu această bază acrilică.

Lăsați 1in de sus și 1,5in din lateral și așezați mecanismul pas cu pas pe bază. Acum marcați găurile respective și găuriți-le pentru a acumula mecanismul pas cu pas pe axa y.

Aceste măsurători nu sunt atât de importante. îți poți folosi propriul spațiu în funcție de nevoile tale.

De asemenea, am echipat această bază cu 4 plăcuțe din cauciuc siliconic, astfel încât baza să rămână fermă pe sol sau oriunde este așezată.

Pasul 4: Identificarea bobinei Stepper și a cablajului

• Motoarele pas cu pas DVD sunt motoare pas cu pas bipolare formate din două bobine și 4 fire.
• Trebuie să identificăm firele bobinei 1 și 2.
• Pentru identificarea bobinei motorului Stepper, folosim un tester de continuitate care ne va arăta că o lumină de două fire are în vedere aceeași bobină.
• Conform scutului nostru grbl, sunt patru anteturi masculine ale căror cabluri sunt după cum urmează.

1A 1B 2B 2A

Aceasta arată că 1A și 1B fac parte din bobina 1 și 2A și 2B fac parte din a doua bobină

NOTĂ - Sunt oferite imagini pentru fiecare proces, așa că asigurați-vă că aruncați o privire amănunțită asupra acestuia, ceea ce va face mai ușor de înțeles

Pasul 5: Realizarea platformei principale de gravare

• Pentru realizarea platformei pentru gravură, voi folosi câteva bucăți de foi acrilice subțiri de 2 mm de dimensiuni 40mmx22, 5mm.
• Voi folosi piese similare copacului de dimensiunile de mai sus, astfel încât să pot crea o înălțime de 6 mm.
• Acum atașați bucățile împreună una câte una deasupra celeilalte folosind niște lipici fierbinți.
• Odată ce totul este lipit, trebuie atașat la baza mecanismului driverului pas cu pas.
• Acest lucru asigură că există un spațiu decent între mecanismul driverului pas cu pas și platforma de bază pe care o vom instala.
• Pentru om

Pasul 6: Realizarea structurii pentru axa Y

• Pentru realizarea suportului pentru axa y și crearea spațiului între mecanism și bază, am folosit patru distanțieri pe care le-am realizat tăind un stilou folosind o lamă. Lungimea stimulatoarelor de care avem nevoie este de aprox. 25 mm, care trebuie să fie suficient pentru a crea suficient spațiu între bază și mecanism.
• Acum folosiți șuruburi m3 introducându-le de sub baza acrilică așa cum se arată în imagine.
• Acum, folosind niște șaibe atât deasupra cât și sub mecanism, fixați mecanismul pas cu pas Y folosind piulițe
• Asigurați-vă că șuruburile sunt fixate corect

Pasul 7: Realizarea structurii pentru axa X

• După ce ați făcut o bază de studiu pentru axa y, acum este rândul său să faceți o rețea pentru axa X.
• Pentru realizarea structurii axei X folosesc tablă de 1,5 mm grosime. Materialul este din oțel inoxidabil.
• O puteți obține ieftin din resturi.
• De asemenea, puteți utiliza alte materiale, cum ar fi unghiurile de aluminiu etc.
• Pentru realizarea suportului vom solicita două prețuri de la această tablă de oțel cu lățimea de 30 mm fiecare. Deci, folosind un dispozitiv de măsurare stocabil, vom marca liniile.
• După aceasta, va trebui să îndoim acest lucru la 90 ° la o distanță de 80 mm pentru ambele benzi de oțel.
• Acum tot ce este necesar este să tăiați aceste benzi și să le îndoiți la 90 °
• Pentru tăierea benzilor, este posibil să aveți nevoie de unele instrumente, astfel încât să aveți un atelier care va fi bun, altfel puteți primi ajutor de la cineva care deține un atelier.
• După tăiere, asigurați-vă că părțile din tablă de oțel sunt finisate corect, asigurându-vă că nu dăunează nimănui.
• Pentru îndoirea benzilor, puteți prinde piesa de prelucrat într-o menghină de masă și, folosind un ciocan, o puteți îndoi cu adevărat la 90 °
• Verificați dacă îndoirea este exact de 90 ° sau nu utilizând un pătrat setat.
• O îndoire necorespunzătoare va crește doar munca dvs., astfel încât acest proces ar trebui să fie perfect.

Pasul 8: Electronica

• Aici vine cea mai importantă parte a proiectului.
• Pentru funcționarea mașinii vom avea nevoie de o sursă de alimentare de 12v 2 - 2,5 Amperi.
• Trebuie să configurăm driverele Arduino Nano și 2 A4988 pe scutul CNC GRBL v4 în modul corect așa cum se arată în imagine.
• Dacă alinierea este necorespunzătoare și se furnizează alimentarea, aceasta poate deteriora driverele pas cu pas sau microcontrolerul.
• După alinierea corectă a driverelor și Nano, trebuie să o conectăm la sursa de alimentare și la computer și să testăm dacă axa se mișcă sau nu în direcția respectivă.
• În cazul meu, când am încercat, scutul nu răspundea la comenzile mele din software-ul GRBL cu laser.
• Apoi am verificat conexiunile de pe ecran cu referire la schema de circuite pe care am găsit-o pe internet.

NOTĂ - A apărut un defect de fabricație cu scutul meu. Pentru rectificare, am încercat același lucru cu scutul prietenilor mei și am constatat că și el are aceeași problemă. Așa că am lipit din nou pinii de direcție și pas ai A4988 ai axei X și respectiv a axei Y.

După ce am lipit din nou pasul și direcțiile, am reușit să rulez perfect axele x și y

Pasul 9: Schema circuitului de comutare laser

• Laserul este comutat prin utilizarea unui MOSF n canal Irfz44.
• Pinul digital 11 al arduino Nano este conectat la Poarta mosfetului folosind rezistențele prezentate în schemă.
• Laserul funcționează cu 5 volți, astfel încât un regulator de tensiune LM7805 este utilizat pentru a furniza alimentarea.

Pasul 10: Adăugarea picioarelor de cauciuc la bază

• Pentru a face structura robustă, trebuie să adăugăm niște tampoane de cauciuc.
• Pentru plăcuțele de cauciuc folosesc o foaie de cauciuc siliconic cu grosimea de 3,5 mm și tăi patru dintre plăcuțele de cauciuc circulare cu diametrul de 20 mm.
• Acum trebuie să atașăm aceste tampoane de cauciuc la baza mașinii noastre. Pentru aderarea la bază vom folosi adeziv din cauciuc sintetic FEVIBOND.
• Adezivul trebuie fixat uniform pe ambele suprafețe. După aplicarea adezivului lipiți tamponul de cauciuc pe bază și lăsați-l să se usuce timp de cel puțin 30 de minute.
• Nu este necesară adăugarea acestor plăcuțe, dar va ajuta atunci când mașina este așezată pe suprafețe aspre.
• De asemenea, acest lucru va proteja baza acrilică de zgârieturi.

Pasul 11: Calibrarea motorului pas cu pas și calcularea pașilor / mm

• Pentru calibrarea oricărei mașini care implică motoare pas cu pas necesită câteva calcule. Aceste calcule sunt diferite pentru diferite motoare pas cu pas.
• Deci, trebuie să calculați pentru motorul dvs. pas cu pas.
• Pași / mm = Pași / Revoluție * (micro-pas al A4988)
• Pași / Revoluție = 360 / Unghi de pas
• Pentru motoarele mele pas cu pas, Steps / Rev = 192
• Prin urmare, Pas / mm = 192 * 1/16 = 12 Pași / mm.
• Acum, aceste valori pot fi adăugate în setările grbl ale software-ului laser grbl.

Pasul 12: Încărcarea bibliotecii GRBL și configurarea laser GRBL

ÎNCĂRCARE GRBL LA ARDUINO -

• Pentru ca această mașină să ruleze, trebuie să încărcăm biblioteca grbl pe Arduino.
• Puteți descărca fișierele de pe acest link.
• github.com/grbl/grbl
• După descărcare, trebuie să extrageți fișierul.
• După extragere, trebuie să plasați folderul în următoarea locație - Fișiere de program-> Arduino-> Biblioteci. Lipiți-l în această locație.
• Acum deschide ideea Arduino și conectează Arduino nano și selectează portul corect. Acum includeți biblioteca grbl și încărcați-o pe Arduino.

CONFIGURAREA LASERGRBL SOFTWARE-

• Deschideți software-ul LASERGRBL și conectați Arduino la computer.
• Asigurați-vă că ați selectat rata de transmisie corectă 11500.
• Acum alimentați circuitul cu 12 V 2,5 Amperi. După alimentarea cu energie electrică, ambele motoare pas cu pas trebuie blocate și nu ar trebui să fie libere.
• Acum faceți clic pe butonul de conectare.
• Acum Faceți clic pe fișier> Deschideți fișierul> Selectați fișierul pe care doriți să-l gravați> Faceți clic pe OK.
• Acum nu puteți seta imaginea în funcție de nevoile dvs. În cazul meu, folosesc vectorizarea imaginii și nu folosesc niciuna dintre umpluturi.

Pasul 13: Concentrarea laserului și Începerea gravării

• Acum trebuie să montăm laserul pe axa x folosind un lipici fierbinte.
• Acum trebuie să păstrăm o piesă de lucru sub laser pe platforma y pe care am creat-o mai devreme.
• Acum încercăm încet să rotim obiectivul laserului și încercăm să-l transformăm într-un fascicul mai concentrat.
• Asigurați-vă că punctul fasciculului laser trebuie să fie cât mai mic posibil.
• Odată ce fasciculul laserului este suficient de focalizat pentru a arde piesa de lucru, ar trebui să puteți vedea fum care să asigure că piesa de lucru a început să ardă.
• Am încărcat un videoclip despre cum să faceți acest lucru dacă nu sunteți sigur.
• Odată ce acest pas este finalizat, începem în cele din urmă să gravăm orice vrem.
• Pentru gravare, folosesc pentru prima dată imaginile unor forme geometrice simple care ne vor arăta acuratețea mașinii.
• După mai multe gravuri și modificări ale sistemului, încetul cu încetul, am obținut în cele din urmă câteva rezultate curate și precise.

Pasul 14: Materiale care pot fi gravate

1. Carton.
2. Hardboard.
3. MDF.
4. Lemn.
5. Materiale plastice mai slabe.

Materiale care pot fi tăiate.

1. Hârtie.
2. Autocolante de vinil.

Pasul 15: Gravarea videoclipurilor

Iată câteva timelaps-uri pentru gravuri video pentru dvs.!