Kijkend door lasergraveerders op AliExpress, kwam de meester verschillende USB-gevoede modellen tegen. Het was verbazingwekkend dat ze op verschillende materialen konden graveren, maar ook vormen en patronen van stickers en papier konden snijden en al deze stroom van 5V USB konden gebruiken. Maar het nadeel van deze graveurs was dat ze een klein werkgebied hadden, in de meeste gevallen slechts 40 mm x 40 mm.
Vervolgens besloot de meester om zelfstandig een graveur te ontwerpen en te vervaardigen met behulp van een 3D-printer voor productie. Onderweg besloot hij om de laserhouder modulair te maken, zodat de laser gemakkelijk kon worden vervangen door een pen of marker. Er is ook een Bluetooth-verbindingsfunctie toegevoegd.
Technische specificaties van de graveur zijn als volgt:
- Werkgebied 200 x 162 mm
-1000 mw lasermodule
-Werkt vanaf een USB-stroombron (5V)
-Auto begeleiding functie
- Bluetooth-communicatie tussen lasergraveerder en pc
- PWM-laserbesturing. (Helpt bij het maken van verschillende zwarttinten bij het graveren van portretten)
-102,4 stappen per mm resolutie
- De machine kan op verschillende materialen graveren, snijden en tekenen
Gereedschap en materialen:
-Arduino UNO;
-Uitbreidingsbord;
- A4988 stappenmotor driver - 2 stuks;
-1000 mW lasermodule;
- Arduino Nano;
- XL6009 Boost Converter;
- LM8UU lineaire kogellagers - 6 stuks;
Katrol - 4 stuks;
- Staven diameter 8 mm, lengte 300 mm -4 stuks;
-module IRF520 Mosfet;
- relais;
- Eindschakelaars - 2 stuks;
-Stapmotoren 2 stuks;
- Neodymium magneten 18 x 5 mm x 3 mm;
-30 * 30 mm 5 volt koelventilator;
-Gordel;
-HC-05 Bluetooth-module;
-SG90 servomotor;
Schroefklemmen
-Krimpbuis;
- Superlijm;
-Kabelbinders;
-Fasters
M3 30 mm
M3 12 mm bouten
M4 40mm
M3-moeren
M4 noten;
- Multiplex 8mm 48 x 42 cm;
-5 mm transparant acrylblad 22 x 22 cm;
- MicroUSB-kabel;
-Afvalpapier;
-Nadfil;
- schroevendraaier;
-Soldeeraccessoires;
- Tang;
- schaar;
-Nippers;
-Computer met software;
Stap één: ontwerp
De tovenaar begon met het ontwerpen van de basis en houders van de Y-as.Omdat de houders uit twee identieke componenten bestaan, maakte de spiegelfunctie in de Fusion 360 het werk gemakkelijker. De spiegelfunctie is meerdere malen gebruikt bij de ontwikkeling van deze lasergraveerder.In tegenstelling tot andere CAD-software is een van de geweldige functies van Fusion 360 dat u meerdere componenten op één scherm kunt maken met een link naar andere componenten, d.w.z. het model kan gemonteerd worden ontworpen.
De hoogte van de X-asgeleiders is afhankelijk van de brandpuntsafstand van de gebruikte laser. U hoeft er alleen maar voor te zorgen dat de laserhoogte binnen dit bereik valt. De uiteindelijke scherpstelling van de laserstraal kan worden gedaan door de lens op de laser aan te passen.
Met Fusion 360 kunt u ook het uiterlijk en het materiaal van de componenten kiezen om het uiteindelijke ontwerp er echt uit te laten zien. Met het programma kunt u ontwikkelde componenten rechtstreeks converteren en opslaan in het STL-formaat voor 3D-printen.
Hieronder kunt u het Fusion 360-bestand downloaden met het graveurproject.
lasergraveerder v16.f3d
Stap twee: 3D-printen
Vervolgens begint de wizard de details af te drukken. Alle onderdelen zijn zo ontworpen dat ze zonder ondersteuning gemakkelijk kunnen worden geprint in een 3D-printer.
De wizard print de details op een TEVO 3D-printer.
Materiaal: PLA (donkergroen)
Laag Hoogte: 0,3 mm
Vulling: 30%
Wanddikte: 0,8 mm
Dikte boven / onder: 0,9 mm
Af te drukken bestanden kunnen worden gedownload door hierop te klikken de link.
Stap drie: De Y-as monteren
De wizard adviseert u om het Fusion 360 pc-buildbestand te openen voordat u het in elkaar zet. Dit helpt het bouwproces begrijpelijker te maken.
De wizard installeert de staven en lineaire lagers. De master is ontworpen om het lijmen van onderdelen, d.w.z. de pasvorm is strak. De staven moeten met een hamer in de zitting worden gevuld.
Controleer na montage of de wagen vrij kan bewegen.
Stap vier: Desktop
Op een acrylplaat is een gat geboord. Schroeft het vel aan de wagen en zet de randen van het vel precies parallel aan de randen van de wagen. Markeert en boort vier montagegaten. Schroeven acryl op de wagen.
Stap vijf: X-as
Vervolgens verzamelt de meester de X-as De gidsen voor de as zijn door de meester gedrukt, aangezien de gekochte defecten bleken te zijn. Volgens hem werken deze geleiders na slijpen en smeren niet slechter dan gekochte.
Stap zes: de 28BYJ-48 unipolaire motor ombouwen tot bipolair
Er zijn twee belangrijke redenen waarom u een unipolaire motor in een bipolaire motor moet veranderen.
Het bipolaire motorbesturingsalgoritme met de stappenmotor A4988 is eenvoudiger dan het besturen van een unipolaire motor
De uitbreidingskaart ondersteunt alleen bipolaire stappenmotoren.
U kunt de motor in drie stappen opnieuw maken.
Open de blauwe plastic behuizing, koppel de rode draad los van het bord, zoals weergegeven in de eerste foto.
Nu moet je de baan beschadigen, zoals op de tweede foto en de draden in het blok veranderen, zoals op de derde foto.
Zevende stap: het installeren van de motor, katrol, riem
Installeert de motor. Op de as zet de motor een katrol vast. De tweede poelie zit aan de andere kant van de motor. Bevestigt het uiteinde van de riem met banden. Gaat het tweede uiteinde van de riem door de katrollen en maakt ook vast.
Stap acht: Stichting
De basis is gemaakt van multiplex. Voor hem fixeert de meester de X-as
Stap negen: Y-as
Verzamelt de Y-as Dit is een moeilijke stap.
Monteer de poeliehouder met de Y-as poeliehouder, poelie, 40 mm M4 bout / moer en metalen ringen zoals getoond in de eerste twee foto's.
Bind nu het ene uiteinde van de distributieriem aan een van de sleuven onder de Y-aswagen.
Steek het vrije uiteinde van de riem door de eerder gemaakte poeliesamenstelling en klik hem in de tweede groef onder de Y-aswagen.
Nadat deze 3 stappen zijn voltooid, moet u de Y-asmontage op de multiplexbasis schroeven.
Bevestig de stappenmotor aan de Y-as motormontage met behulp van twee 12 mm M3 bouten en moeren.
Schroef nu de Y-as poeliehouder en motorsteun op de multiplex basis.Doe dit nadat u beide kanten hebt afgesteld om de juiste riemspanning te krijgen. Later komt er nog een riemspanner bij.
Stap tien: lasermodule
Zoals aangegeven in de specificaties, implementeerde de machine een snelle vervanging van de lasermodule door andere uitvoerende modules. Hiervoor heeft de meester twee rechthoekige delen (kappen) gemaakt. In elk zijn zes neodymiummagneten geïnstalleerd. De ene afdekking is bevestigd aan de X-as, de lasermodule is bevestigd aan de andere.
De draden zijn als volgt gemonteerd.
+ en - lasers zijn verbonden met respectievelijk V + en V- van de MOSFET-module. Stroom is aangesloten op respectievelijk VCC en GND. De signaaldraad is aangesloten op de signaalpin van de MOSFET-module.
Stap elf: plotter
Verzamelt een plotter. Zodra beide delen zijn bedrukt, poetst de meester de vlakken die met elkaar in contact staan, maakt ze glad met een vijl en schuurpapier tot beide delen met zeer weinig wrijving aan elkaar glijden.
Draai nu de 40 mm M3-schroeven vast en stel de veer in.
De servomotor, terminals en Arduino-sticks zoals getoond op de foto.
Hier Arduino nano wordt gebruikt om laserbesturingssignalen om te zetten in PWM-signalen die een micromotor kunnen aandrijven.
Het is als volgt verbonden:
+5 Volt - Vin
-5 Volt - GND
Signaal - D10
Servo power + ve - 5V
Servo power -ve - GND
Servosignaal - D3
Vervolgens wordt de code geladen.
#inclusief Servo myservo;
ongeldige setup ()
{
myservo.attach (3);
pinMode [10, INPUT];
}
leegte lus ()
{
if (digitalRead (10) == HIGH)
{
myservo.write (20);
}
anders
{
myservo.write (60);
}
}
Stap twaalf: installatie
Installatie volgens het schema.
De boost converter is ingesteld op 12V.
Arduino is geïnstalleerd in de CNC-uitbreidingsmodule.
De ventilator is met hotmelt lijm op het daarvoor bestemde gat gelijmd.
Er is een LED-strip toegevoegd voor zowel uiterlijk als stroomindicatie.
De bedrukte kast wordt op het triplex geschroefd.
Als bodembedekking wordt een transparante acrylplaat van 87 x 75 mm 2 mm dik gebruikt. Het kan door de daarvoor bestemde groef aan één kant van de behuizing worden gestoken.
De eindschakelaars zijn zo bevestigd dat de knop 3 mm wordt ingedrukt voordat de lagers van elke wagen met de tractiehouders botsen.
De draden voor motoren en eindschakelaars zijn langwerpig en de aansluitingen zijn geïsoleerd.
De draden zijn met superlijm op de multiplex basis gelijmd.
Hier wordt de boost converter alleen gebruikt om de A4988 motor driver chips van stroom te voorzien. Elke motor verbruikt slechts 150 mA stroom.
Stap dertien: Bluetooth-module
Bevestigt de bluetooth-module.
Om gegevens of in dit geval G-codes via de HC05 Bluetooth-module te kunnen verzenden en ontvangen, moet u eerst de module configureren.
Sluit de HC05-module aan op de Arduino Uno, zoals weergegeven in de eerste afbeelding.
Download de code die bij deze stap hoort bij Arduino.
BLUE_P.ino
Voer nu de codes in die op de tweede foto worden getoond.
Na het voltooien van de instellingen, koppelt u de HC05-module los van de Arduino die u voor het programmeren hebt gebruikt en sluit u deze aan op het Arduino CNC-schild volgens het schakelschema op de derde foto.
Stap veertien: code en setup
Voor een lasergraveerder downloadt de meester de code.
GRBL.zip
Laser GRBL is een van de beste gratis G-code streamers voor lasergraveerders. Het kan G-codes rechtstreeks naar Arduino overbrengen via de som-poort. Het heeft een ingebouwde tool om afbeeldingen naar G-codes te converteren.
Alle instellingen moeten worden gedaan zoals op de foto, rekening houdend met het volgende:
Installeer de meervalpoort waarop uw lasergraveerder is aangesloten.
De configuratiewaarden kunnen worden aangepast aan uw graveermachine.
Stap vijftien: testen
Nadat de laser is aangesloten, is het tijd om de nauwkeurigheid te controleren.
Er zijn een paar dingen die u moet controleren:
Bewegen de X- en Y-assen in de juiste richting?
Werkt homing correct?
Slaat de motor stappen over vanwege hoge wrijving of te strakke riemen.
Komen de formaten van de afgedrukte afbeeldingen overeen met de formaten die in de software worden aangegeven. Komt het aantal stappen per mm overeen met de gebruikte stappenmotor.
De riemspanning kan worden aangepast met behulp van de spanner. Draai de bout totdat de juiste spanning is bereikt.
Om te controleren of de motor stappen en de juiste afmetingen heeft, voert u een eenvoudige doorlopende geometrische figuur uit, bijvoorbeeld een vierkant, driehoek of cirkel. Als de laser vanaf één punt start en idealiter op hetzelfde punt stopt, betekent dit dat uw laser geen enkele stap heeft gemist en perfect werkt. Nadat de driehoek of het vierkant is afgedrukt, meet u handmatig de grootte met een liniaal en kijkt u of deze overeenkomt met de afmetingen die u hebt opgegeven.
Volgens de meester is hij helemaal tevreden met de machine.
Kan op verschillende materialen worden gegraveerd, zoals hout, karton, leer, plastic, enz.
Omdat de motor ongeveer 102 stappen per mm had, kunnen er kleine gravures met fijne details worden gemaakt.
De graveur werkte probleemloos op de USB-voeding.
