Per mitjà de gravadors làser a aliexpress, el mestre va trobar diversos models alimentats amb USB. Va ser sorprenent que poguessin gravar en diferents materials, així com tallar formes i patrons d’adhesius i paper, i fer tota aquesta potència des de USB de 5V. Però l’inconvenient d’aquests gravadors era que tenien una àrea de treball petita, en la majoria dels casos només de 40 mm x 40 mm.
Aleshores, el mestre va decidir dissenyar i fabricar de forma independent un gravador mitjançant una impressora 3D per a la seva fabricació. Al llarg del camí, va decidir fer que el suport del làser sigui modular de manera que es pogués substituir el làser fàcilment amb un bolígraf o retolador. També s'ha afegit una funció de connexió Bluetooth.
Les especificacions tècniques del gravador són les següents:
- Àrea de treball 200 x 162 mm
Mòdul làser -1000 mw
-Treballs d’una font d’alimentació USB (5V)
-Funció de guia automàtica
- Comunicació Bluetooth entre gravador làser i PC
- Control làser PWM. (Ajuda a crear diferents tons de negre quan es graven retrats)
-102,4 passos per mm de resolució
- La màquina pot gravar, tallar i dibuixar diferents materials
Eines i materials:
-Arduino UNO;
-Junta d’expansió;
- Motor de pas a pas A4988 - 2 unitats;
Mòdul làser de -1000 mW;
- Arduino Nano;
- Convertidor Boost XL6009;
- Rodaments de boles lineals LM8UU - 6 unitats;
Politja - 4 peces;
- Barres de diàmetre 8 mm, longitud 300 mm -4 unitats;
-mòdul IRF520 Mosfet;
- Relé;
- Interruptors límit - 2 unitats;
-Per motors de 2 pcs;
- Imants de neodim 18 x 5 mm x 3 mm;
-30 * 30 mm ventilador de refrigeració de 5 volts;
-Bel;
Mòdul Bluetooth HC-05;
-Servomotor SG90;
Terminals de cargol
-Tubo de rosca;
- Superglue;
-Llaços de cable;
-Atxulladors
M3 30mm
M3 Cargols de 12mm
M4 40mm
M3 fruits secs
Fruits secs M4;
- Contraxapat 8mm 48 x 42 cm;
-5mm xapa acrílica transparent 22 x 22 cm;
- Cable MicroUSB;
-Residu de paper;
-Nadfil;
- tornavís;
-Accessoris de venda;
- Alicates;
- tisores;
-Nippers;
-Informàtica amb programari;
Primer pas: Disseny
L’assistent va començar dissenyant la base i els suports de l’eix de l’eix Y. Com que els portaeus es componen de dos components idèntics, la funció de mirall del Fusion 360 va facilitar el treball. La funció de mirall es va utilitzar diverses vegades en el desenvolupament d’aquest gravador làser.A diferència d'altres programes CAD, una de les grans característiques de Fusion 360 és que permet crear diversos components en una pantalla amb un enllaç a altres components, és a dir. el model es pot dissenyar muntat.
L’alçada de les guies de l’eix X depèn de la distància focal del làser utilitzat. Només heu d’assegurar-vos que l’alçada del làser està en aquest rang. L’enfocament final del feix làser es pot fer ajustant la lent sobre el làser.
Fusion 360 també permet triar l’aspecte i el material dels components perquè el disseny final sembli real. El programa us permet convertir i desar els components desenvolupats directament en format STL per a la impressió 3D.
A continuació, podeu descarregar el fitxer Fusion 360 amb el projecte de gravador.
Gravador làser v16.f3d
Segon segon: Impressió 3D
A continuació, l’assistent comença a imprimir els detalls. Totes les peces estan dissenyades de manera que es puguin imprimir fàcilment en una impressora 3D sense suports.
L’assistent imprimeix els detalls en una impressora 3D TEVO.
Material: PLA (Verd Fosc)
Alçada de la capa: 0,3 mm
Omple: 30%
Gruix de paret: 0,8 mm
Gruix superior / inferior: 0,9 mm
Podeu descarregar els fitxers per imprimir fent clic sobre aquest l’enllaç.
Tercer Pas: Muntatge de l'Eix Y
L’assistent us aconsella que obriu el fitxer de creació de PC Fusion 360 abans de muntar-lo. Això ajuda a fer més comprensible el procés de creació.
L’assistent instal·la les varetes i els coixinets lineals. El mestre ha dissenyat per tal d’evitar enganxar peces, és a dir. l'ajust és ajustat. Les varetes s’han d’omplir al seient amb un martell.
Després del muntatge, assegureu-vos que el transport es mou lliure.
Quatre pas: Escriptori
Es perfora un forat en una xapa acrílica. Cargola la xapa al carro i estableix les vores del full exactament paral·leles a les vores del carro. Marques i perforacions de quatre forats de muntatge. Cargols acrílics al carruatge.
Cinquè pas: eix X
A continuació, el mestre recull l’eix X. Les guies de l’eix van ser impreses pel mestre, ja que les que va comprar van resultar defectuoses. Segons ell, després de la trituració i la lubricació, aquestes guies no funcionen pitjor que les comprades.
Pas sisè: reconstruir el motor unipolar 28BYJ-48 en un bipolar
Hi ha dues raons principals per les quals cal convertir un motor unipolar en motor bipolar.
L’algorisme de control del motor bipolar que utilitza el controlador pas a pas A4988 és més senzill que controlar un motor unipolar
La placa d’expansió només admet motors bipolars.
Podeu tornar a fer el motor en tres passos.
Obriu la caixa de plàstic blau, desconnecteu el fil vermell del tauler, com es mostra a la primera foto.
Ara heu de malmetre la pista, com a la segona foto i canviar els fils del bloc, com a la tercera foto.
Setè pas: instal·lació del motor, politja, cinturó
Instal·la el motor. A l’eix, el motor assegura una politja. La segona politja es situa al costat oposat del motor. Fixa els extrems del cinturó amb els llaços. Passa el segon extrem del cinturó per les politges i també es fixa.
Pas vuit: Fundació
La base és de fusta contraplacada. Per a ell, l’amo lliga l’eix X.
Nou pas: eix Y
Recull l’eix Y. Aquest és un pas difícil.
Muntar el porta-politges mitjançant el suport de politges de l'eix Y, politja, cargol / rosca M4 de 40 mm i rentadores metàl·liques tal com es mostra a les dues primeres fotos.
Ara lliga un extrem de la corretja de distribució a una de les ranures situades al carro de l'eix Y.
Feu lliscar l’extrem lliure de la corretja pel conjunt de politges que heu fet anteriorment i, a continuació, poseu-lo a la segona ranura situada sota el carro de l’eix Y.
Un cop acabats aquests 3 passos, heu de cargolar el conjunt de l’eix Y a la base de contraplacat.
Fixeu el motor pas a pas al motor de l’eix Y amb dos cargols i rosques M3 de 12 mm.
Ara torneu el suport de politges i el motor de l’eix Y a la base de la fusta contraplacada.Feu això després d’ajustar els dos costats per obtenir la tensió del cinturó correcta. Més endavant s’afegirà un tensor de cinturó.
Pas deu: mòdul làser
Tal com s’indica, a les especificacions, la màquina va implementar una substitució ràpida del mòdul làser per altres mòduls executius. Per a això, el mestre va fer dues parts rectangulars (cobertes). S’instal·len sis imants de neodimi a cada un. Una tapa està enganxada a l’eix X, una altra està connectada al mòdul làser.
Els cables es munten de la manera següent.
+ i - els làsers estan connectats a V + i V-, respectivament, del mòdul MOSFET. L'alimentació està connectada a VCC i GND, respectivament. El fil de senyal està connectat al pin de senyal del mòdul MOSFET.
Onze pas: plotter
Recull un traçador. Tan aviat com s'imprimeix ambdues parts, el mestre poleix els plànols que estan en contacte entre ells, els suavitza amb un arxiu i paperera fins que les dues parts es llisquen amb molt poc fregament.
Ara estreny els cargols M3 de 40 mm i posa la molla.
Els servomotors, els terminals i els paquets Arduino com es mostra a la foto.
Aquí Arduino nano s'utilitza per convertir senyals de control làser en senyals PWM que puguin conduir un micromotor.
Està connectat de la següent manera:
+5 Volt - Vin
-5 volts: GND
Senyal - D10
Servo power + ve - 5V
Servo power -ve - GND
Senyal Servo - D3
Aleshores es carrega el codi.
#inclou Servo myservo;
nul configuració ()
{
myservo.attach (3);
pinMode [10, INPUT];
}
bucle void ()
{
if (digitalRead (10) == HIGH)
{
myservo.write (20);
}
més
{
myservo.write (60);
}
}
Pas dotze: Instal·lació
Instal·lació segons l’esquema.
El convertidor d’impuls està establert en 12V.
Arduino està instal·lat al mòdul d'expansió CNC.
El ventilador està enganxat al forat previst per això amb un adhesiu de fusió calenta.
S'ha afegit una tira LED tant per a l'aparença com per a la indicació de potència.
El estoig imprès es cargola al contraxap.
Com a coberta del cos s’utilitza una làmina acrílica transparent de 87 x 75 mm de gruix de 2 mm de gruix. Es pot inserir a través de la ranura prevista per a un costat de la carcassa.
Els interruptors de límit s’adhereixen de manera que es prem el botó 3 mm abans que els rodaments de cada carruatge xoquin amb els porta-tracció.
Els cables per a motors i interruptors de límit són allargats i les connexions estan aïllades.
Els fils estan enganxats a la base de contraplacat amb superglue.
En aquest cas, el convertidor impulsor només s'utilitza per encendre els xips del controlador del motor A4988. Cada motor només consumeix 150 mA de corrent.
Pas tretze: mòdul Bluetooth
Munta el mòdul bluetooth.
Per enviar i rebre dades o, en aquest cas, codis G mitjançant el mòdul Bluetooth HC05, primer heu de configurar el mòdul.
Connecteu el mòdul HC05 a l'Arduino Uno, tal com es mostra a la primera figura.
Baixeu el codi adjunt a aquest pas a Arduino.
BLUE_P.ino
Ara introduïu els codis que es mostren a la segona foto.
Després de completar la configuració, desconnecteu el mòdul HC05 de l'Arduino que vau utilitzar per a la programació i connecteu-lo al protector CNC Arduino d'acord amb el diagrama de circuit de la 3a foto.
Pas catorze: codi i configuració
Per a un gravador làser, el mestre descarrega el codi.
GRBL.zip
Làser GRBL és un dels millors fabricants gratuïts de codis G per a gravadors de làser. Es pot transferir directament codis G a Arduino a través del port som. Té una eina integrada per convertir imatges en codis G.
Tota la configuració s'ha de fer com a la foto, tenint en compte el següent:
Instal·leu el port del bagre al qual està connectat el gravador làser.
Els valors de configuració es poden canviar per adaptar-se al millor gravador.
Quinze pas: Prova
Un cop connectat el làser, ha arribat el moment de comprovar-ne la precisió.
Hi ha algunes coses per comprovar:
Els eixos X i Y es mouen en la direcció correcta?
Funciona correctament l’homing?
El motor salta els seus passos degut a la fricció elevada o els cinturons massa ajustats.
Les mides de les imatges impreses són compatibles amb les mides indicades al programari. El nombre de passos per mm es correspon amb el motor pas a pas utilitzat.
La tensió del cinturó es pot ajustar amb el tensor. Gireu el cargol fins aconseguir la tensió correcta.
Per comprovar si el motor té passos i les dimensions correctes, emet una simple figura geomètrica contínua, per exemple, un quadrat, un triangle o un cercle. Si el làser comença des d’un punt i s’atura idealment al mateix punt, això vol dir que el vostre làser no ha perdut ni un sol pas i funciona perfectament. Després que s'hagi imprès el triangle o quadrat, mesura la seva mida manualment amb una regla i mira si coincideix amb les dimensions que especifiqueu.
Segons el mestre, està completament satisfet amb la màquina.
Es pot gravar en diversos materials, com ara fusta, cartró, cuir, plàstic, etc.
Com que el motor tenia uns 102 passos per mm, es poden fer petits gravats amb detalls fins.
El gravador funcionava sense problemes en la font d’alimentació USB.
