Лазерный гравер на Arduino своими руками

Содержание

Лазерный резак/гравер своими руками

Лазерный гравер на Arduino своими руками

 Перевел SaorY для mozgochiny.ru

Доброго дня, мозгоинженеры! Сегодня поделюсь с вами руководством о том, как сделать лазерный резак мощностью 3Вт и рабочим столом 1.2х1.2 метра под управлением микроконтроллера Arduino.

Эта мозгоподелка родилась для создания журнального столика в стиле «пиксель-арт». Нужно было нарезать материал кубиками, но вручную это затруднительно, а через онлайн-сервис очень дорого.

Тогда и появился этот 3-х ватный резак/гравер для тонких материалов, уточню, что промышленные резаки имеют минимальную мощность около 400 ватт.

То есть легкие материалы, такие как пенополистирол, пробковые листы, пластик или картон, этот резак осиливает, а вот более толстые и плотные только гравирует.

Шаг 1: Материалы

• Arduino R3• Proto Board – плата с дисплеем• шаговые двигатели• 3-х ватный лазер• охлаждение для лазера• блок питания• регулятор DC-DC• транзистор MOSFET• платы управления двигателями• концевые выключатели• корпус (достаточно большой, чтобы вместить почти все детали списка)• зубчатые ремни• шарикоподшипники 10мм• шкивы для зубчатых ремней• шарикоподшипники• 2 доски 135х 10х2 см• 2 доски 125х10х2 см• 4 гладких стержня диаметром 1см• различные болты и гайки• винты 3.8см• смазка• стяжки-хомуты• компьютер• циркулярная Пила• отвертка• различные сверла• наждачная бумага

• тиски

Шаг 2: Электросхема

Электроцепь лазерной самоделки информативно представлена на фото, есть лишь несколько уточнений.

Шаговые двигатели: думаю, вы заметили, что два двигателя запускаются от одной платы управления. Это нужно для того чтобы одна сторона ремня не отставала от другой, то есть два двигателя работают синхронно и сохраняют натяжения зубчатого ремня, нужное для качественной работы поделки.

Мощность лазера: при настройке регулятора DC-DC убедитесь, что на лазер подается постоянное напряжение, не превышающее технические характеристики лазера, иначе вы его просто сожжете. Мой лазер рассчитан на 5В и 2.4А, поэтому регулятор выставлен на 2А и напряжение немного ниже 5В.

Транзистор MOSFET: это важная деталь данной мозгоподелки, так как именно этот транзистор включает и выключает лазер, получая сигнал от Arduino.

Так как ток от микроконтроллера очень слабый, то только этот транзистор MOSFET может его воспринимать и запирать или отпирать контур питания лазера, другие транзисторы на такой слаботочный сигнал просто не реагируют.

MOSFET монтируется между лазером и «землей» от регулятора постоянного тока.

Охлаждение: при создании своего лазерного резака я столкнулся с проблемой охлаждения лазерного диода, для избежания его перегрева.

Проблема решилась установкой компьютерного вентилятора, с которым лазер отлично функционировал даже при работе 9 часов подряд, а простой радиатор не справлялся с задачей охлаждения.

Еще я установил кулеры рядом с платами управления двигателями, так как они тоже прилично греются, даже если резак не работает, а просто включен.

Шаг 3: Сборка

В приложенных файлах корпус находится 3D модель лазерного резака, показывающая размеры и принцип сборки рамки рабочего стола.

Челночная конструкция: она состоит одного челнока отвечающего за ось Y, и двух спаренных челнока отвечающих за ось X.

Ось Z не нужна, так как это не 3D принтер, но вместо нее лазер будет попеременно включаться и выключаться, то есть ось Z заменяется глубиной прожига.

Все размеры челночной конструкции я постарался отразить на фото, уточню лишь, что все установочные отверстия для стержней в бортах и челноках глубиной 1.2см.

Направляющие стержни: стержни стальные (хотя алюминиевые предпочтительней, но стальные проще достать), довольно большим диаметром в 1 см, но такая толщина стержня позволит избежать провисания.

Заводская смазка со стержней удалена, а сами стержни тщательно отшлифованы шлифмашинкой и наждачной бумагой до идеальной гладкости для хорошего скольжения.

А после шлифовки стержни обработаны смазкой с белым литием, которая предотвращает окисление и улучшает скольжение.

Ремни и шаговые двигатели: Для установки шаговых двигателей и зубчатых ремней я пользовался обычными инструментами и материалами, попавшимися под руку. Сначала монтируются двигатели и шарикоподшипники, а затем сами ремни. В качестве кронштейна для двигателей был использован лист металла примерно одинаковый по ширине и в два раза больше по длине, чем сам двигатель.

В этом листе просверлено 4 отверстия для крепления на двигатель и два для крепления к корпусу самоделки, лист согнут под углом 90 градусов и прикручен саморезами к корпусу. С противоположной стороны от места крепления двигателя аналогичным образом установлена подшипниковая система, состоящая из болта, двух шарикоподшипников, шайбы и металлического листа.

По центру этого листа сверлиться отверстие, с помощью которого он крепится к корпусу, далее лист загибается пополам и уже по центру обоих половинок сверлится отверстие для установки подшипниковой системы. На полученную таким образом пару двигатель-подшипник надевается зубчатый ремень, который крепится к деревянному основанию челнока обычным саморезом.

Более понятно этот процесс представлен на фото.

Шаг 4: Софт

К счастью программное обеспечение для данной мозгоподелки бесплатно и с открытым исходным кодом. Все необходимое находится по нижеприведенным ссылкам:

Inkscape (для создания и преобразования контуров для прожига), с расширением для лазерного гравера.

UniversalGcodeSender-v1.0.7

Arduino IDE

With the GBRL Library
Все необходимое загружается на компьютер и сохраняется. Далее устанавливается Inkscape, и распаковывается архивlasergraver. Все что было в архиве копируется в папку Inkscape, чтобы было вот так C: \ Program Files (x86) \ Inkscape \ Share \ Extensions. На картинке показано что именно нужно копировать.

Далее по отдельности устанавливается Arduino IDE и GRBL библиотека, а потом просто распаковывается UniversalGcodeSender-v1.0.7.zip. Этот Universal G code является программой, которая посылает данные дизайна (контуров гравировки/резки) в Arduino. После распаковки этого архива, нужно найти и запустить файл start-windows.bat.

Настройка параметров Arduino: Первым делом загружается GRBL код в Arduino, для этого в Arduino IDE открывается вкладка Sketch/Import Library и выбирается пункт GRBL, затем из списка выбирается нужный код и загружается на Arduino.

Для дополнительной информации полезно перейти по ссылке With the GRBL Library. Когда код загружен, необходимо настроить параметры в соответствии со своим лазерным резаком и в этом поможет вот эта ссылка, где подробно описывается каждый параметр настройки.

А еще полезна эта ссылка, которая поможет рассчитать значения параметров для используемых материалов.

Шаг 5: Контуры для резки

Важные моменты: необходимо понимать и помнить, что это мозгоподелка не заполняет контур, если рисунок закрашен. Более понятно это показано на рисунке.

И еще, файл дизайна примерфайлаконтура использует не пиксельный формат, как jpeg, а векторный.

То есть изображение состоит из точек, а не пикселей, и его можно как угодно масштабировать, то есть изменять размеры контура для резки.

Создание векторного рисунка: После определения того, что нужно вырезать/выгравировать, необходимо перенести это в векторный рисунок. Для этого подходят Inkscape или Adobe Illustrator, но не Photoshop или GIMP, так как последние не работают с векторной графикой.

Преобразование векторного рисунка: Векторный рисунок должен быть преобразован в формат понятный лазерному резаку и для этого подходит расширение Inkscape Laserengraver. Более подробно на видео.

Шаг 6: Настройка и резка

На видео показано как подключить лазерную самоделку к компьютеру, настроить параметры софта и подготовить резак к работе.

Настройка параметров программы: главное убедиться, что максимальные значения X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла.

Регулировка оборудования: На фото показано, какой регулятор я подкручивал, чтобы понизить ток, шаг не обязательный, это просто быстрый и простой способ сфокусировать мозголазер без прожига материала.

Резка: скорость задана, лазер сфокусирован и направлен под нужным углом, остается только запустить лазерный резак и ждать!

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ЛАЗЕРА. Перед началом обязательно ознакомьтесь с информацией о том, что такое лазерное излучение, чем оно вредно и как с ним обращаться. Знайте, что неправильное использование лазера может вызвать ожоги или слепоту, поэтому обязательно ознакомьтесь с этой ссылкой.

Во и все что я хотел рассказать о своем лазерном резаке/гравере. Благодарю за внимание!

Удачных самоделок!

(A-z Source)

Your browser doesn't support canvas.

Источник: http://mozgochiny.ru/electronics-2/lazernyiy-rezak-graver-svoimi-rukami/

Делаем лазерный гравер на основе Arduino

Лазерный гравер на Arduino своими руками

28 марта в 15:29 / Уроки / Arduino

Внимание! Будьте осторожны при использовании лазеров. Лазер, применяемый в этой машине, может вызвать повреждение зрения и, возможно, слепоту. При работе с мощными лазерами, более 5 мВт, всегда надевайте пару защитных очков, предназначенных для блокировки длины волны лазера.

Лазерный гравер на Arduino – приспособление, роль которого – гравировка древесины и других материалов. За последние 5 лет лазерные диоды продвинулись вперед, что позволило сделать достаточно мощные граверы без особой сложности управления лазерными трубами.

Стоит осторожно гравировать другие материалы. Так, например, при использовании в работе с лазерным прибором пластмассы появится дым, который содержит опасные газы при сжигании.

В этом уроке я постараюсь дать направление мысли, а со временем мы создадим более подробный урок по реализации этого непростого устройства.

1. 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:

  1. Шаговый двигатель – 2 штуки.
  2. Размер кадра – NEMA 23.
  3. Крутящий момент 1.8 Нм на 255 унций.
  4. 200 шагов/оборотов – за 1 шаг 1,8 градусов.
  5. Ток – до 3,0 А.
  6. Вес – 1,05 кг.
  7. Биполярное 4-проводное соединение.
  8. Шаговый драйвер – 2 штуки.
  9. Цифровой степпинг-драйв.
  10. Микросхема.
  11. Выходной ток – от 0,5 А до 5,6 А.
  12. Ограничитель выходного тока – снижает риск перегрева двигателей.
  13. Сигналы управления: входы Step и Direction.
  14. Частота импульсного входа – до 200 кГц.
  15. 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:

Ниже представлена таблица с материалами и инструментами, необходимыми для проекта «лазерный гравер на Aрдуино».

ПунктПоставщикКоличество
Шаговый двигатель NEMA 23 + драйверeBay (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 листeBay (продавец: acrylicsonline)4
Алюминиевая Плоская штанга  100 мм x 300 мм x 3 ммeBay (продавец: willymetals)3
50 мм x 50 мм 2.1 м Алюминиевый заборЛюбой тематический магазин3
Алюминиевая Плоская штангаЛюбой тематический магазин1
Алюминиевый уголЛюбой тематический магазин1
Алюминиевый угол 25 мм x 25 мм x 1 м x 1,4 ммЛюбой тематический магазин1
Винты с головной головкой M5 (различные длины)boltsnutsscrewsonline.com
M5 гайкиboltsnutsscrewsonline.com
M5 шайбыboltsnutsscrewsonline.com

Машина использует шариковые винты и линейные подшипники для управления положением и движением осей X и Y.

Характеристики шариковых винтов и аксессуаров машины:

  • 16 мм шариковый винт, длина – 400 мм-462 мм, включая обработанные концы;
  • шаг – 5 мм;
  • C7 рейтинг точности;
  • BK12/BF12 шариковые опоры.

Так как шариковая гайка состоит из шариковых подшипников, катящихся в гусеничном ходу против шарикового винта очень малого трения, это означает, что двигатели могут работать на более высоких скоростях без остановки.

Вращательная ориентация шариковой гайки блокируется с помощью алюминиевого элемента. Базовая плита крепится к двум линейным подшипникам и к шариковой гайке через алюминиевый угол. Вращение вала Ballscrew приводит в линейное движение опорную плиту.

4. 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:

5. Программное обеспечение

Эскиз Arduino интерпретирует каждый блок команд. Существует несколько команд:

1 – переместите ПРАВО на один пиксель FAST (пустой пиксель).

2 – переместите ПРАВО на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

3 – переместите ЛЕВЫЙ на один пиксель FAST (пустой пиксель).

4 – переместите LEFT на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

5 – перемещение вверх на один пиксель FAST (пустой пиксель).

6 – переместите UP на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

7 – переместите ВНИЗ одним пикселем FAST (пустой пиксель).

8 – переместите ВНИЗ одним пикселем SLOW (сгоревший пиксель).

9 – включить лазер.

0 – выключить лазер.

r – вернуть оси в исходное положение.

С каждым символом Arduino запускает соответствующую функцию для записи на выходные выводы.

Arduino контролирует скорость двигателя через задержки между ступенчатыми импульсами.

В идеальном случае машина будет запускать двигатели с одинаковой скоростью, независимо от того, гравирует ли ее изображение или пропускает пустой пиксель.

Однако из-за ограниченной мощности лазерного диода машина должна немного замедляться при записи пикселя. Вот почему есть две скорости для каждого направления в списке символов команд выше.

Скетч 3-х программ для лазерного Arduino-гравера ниже:

/* Stepper motor control program */// constants won't change. Used here to set pin numbers:const int ledPin = 13; // the number of the LED pin const int OFF = 0;const int ON = 1; const int XmotorDIR = 5;const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorDIR = 6;const int YmotorPULSE = 3; //half step delay for blank pixels – multiply by 8 (

Источник: https://ArduinoPlus.ru/lazernii-graver-arduino/

Лазерный гравер 2500 мвт своими руками

Лазерный гравер на Arduino своими руками

В предыдущей статье я описал опыт сборки и наладки гравера из китайского набора. Поработав с аппаратом, понял, что в моей лаборатории он будет не лишним. Задача поставлена, буду решать.

На горизонте два варианта решения — заказ набора в Китае и разработка собственной конструкции.

Недостатки конструкции с aliexpress

Как и писал в предыдущей статье, набор оказался вполне работоспособным. Практика работы со станком выявила следующие недостатки конструкции:

  1. Плохо проработана конструкция каретки. На видео в предыдущей статье это хорошо заметно.
  2. Ролики подвижных узлов крепятся на панелях винтами М5 и связаны с панелью только с одной стороны. При этом, как ни затягивай винты, остается люфт.

Пластиковые детали

Поскольку каркас из станочного профиля вполне достойный, устранить выявленные недостатки получилось переработав пластиковые детали.

Держатель лазера я достаточно хорошо описал в предыдущей статье. Также в конструкцию я добавил дополнительную деталь, связывающую все четыре ролика на правой и левой панелях. Деталь позволила исключить люфты при перемещении панелей.

Все детали имеют достаточно простые формы и не требуют поддержек и других сложностей при печати.

Для заказа набора пластиковых деталей необходимо перейти в интернет-магазин:

ZDV-LASER-ENGRAVER-V1-PLASTIC

Модели пластиковых деталей для печати доступны:

https://www.thingiverse.com/thing:2703455

Демонстрация работы

Работу гравера и его внешний вид можно оценить в следующем видео.

Конструкция гравера

Каркас гравера построен на станочном алюминиевом профиле 20х40. Детали, несущие подвижные части гравера выполнены на 3D принтере. Подвижные части перемещаются на стандартных роликах. Каретка, несущая лазерный модуль позволяет регулировать высоту лазера над рабочим столом, что позволяет фокусировать мощность лазерного луча в достаточно большом диапазоне.

Сборка конструкции показана в формате 3D PDF.

СБОРКА

Конструкция весьма простая. По этой причине много времени и мучений на сборку не уйдет, если соблюдать рекомендованную последовательность сборки.

ШАГ 1. КАРКАС

Как описано выше, каркас построен из конструкционного профиля 20х40. Для скручивания профиля между собой используются внутренние уголки.

На более длинных деталях в центральных отверстиях торцов нарезана резьба для монтажа ножек и боковых панелей (на средней по длине).

Каркас скручивается на уголках, короткими деталями внутрь. На данном этапе не стоит до конца затягивать винты — сделать это лучше после установки ножек.

Ножки крепятся на винтах в четырех точках. Это сделано для того, чтобы каркас собирался без возможных перекосов.

Для начала потребуется закрепить все четыре ножки, снова не до конца затягивая крепеж.

Теперь необходимо найти максимально ровную поверхность! Выставить все детали таким образом, чтобы каркас «стоял» плотно, не играя на поверхности.

Протягиваем все крепежи, начиная с внутренних уголков и контролируя возможные перекосы угольником.

ШАГ 2. ПРАВАЯ ПАНЕЛЬ

Перед сборкой правой панели на вал двигателя необходимо установить гибкую муфту.

Затем необходимо прикрутить шаговый двигатель через проставку из пластика.

Положение кабельного вывода и проставка хорошо видны на рисунке ниже.

ШАГ 3. ЛЕВАЯ ПАНЕЛЬ

Для сборки левой панели потребуется только запрессовать подшипник в отверстие.

Я постарался исключить операцию склеивания. Для этого «пустил волну» по поверхности отверстия для установки подшипника. По этой причине необходимо с усилием вдавить подшипник.

ШАГ 4. МОНТАЖ ЛЕВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль.

И закрепить нижние ролики. На рисунке хорошо видно, что крепежные отверстия винтов для крепления роликов имеют ход в несколько миллиметров.

Это сделано для того, чтобы верхние и нижние ролики можно было хорошо стянуть на профиле, исключив люфт. Единственное, действовать потребуется аккуратно и не перетянуть.

В этом случае шаговому двигателю потребуется излишнее усилие для перемещения панелей.

ШАГ 5. МОНТАЖ ПРАВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль и установить нижние ролики. Дальнейший монтаж идентичен монтажу левой панели.

После протягивания винтов потребуется проконтролировать ход панели. Она должна перемещаться достаточно легко и при этом отсутствовать люфт.

ШАГ 6. МОНТАЖ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ КАРЕТКИ

Для передачи движения по оси Y в данной конструкции используются обе панели. Для того, чтобы не задействовать 2 шаговых двигателя, крутящий момент на левую панель передается через вал, диаметром 5мм. После подготовки деталей приступаем.

Сначала устанавливается связующий вал и зажимается стопорными винтами гибкой муфты.

При установке необходимо проконтролировать, чтобы не были забыты шкивы. Жестко крепить их в данный момент нет необходимости. При натягивании ремней потребуется регулировка.

ШАГ 7. КАРЕТКА

Сборка каретки детально рассмотрена в предыдущей статье…

Сборка не представляет особого труда.

ШАГ 8. МОНТАЖ КАРЕТКИ НА НАПРАВЛЯЮЩУЮ

Для начала потребуется собрать все необходимые детали.

Все операции монтажа идентичны операциям монтажа панелей.

ШАГ 9. МОНТАЖ РЕМНЕЙ

Ремни притягиваются винтами под гайки профиля. Потребуется по-месту отрезать 3 ремня и подготовить крепеж.

Для начала край ремень располагается в нише профиля зубом вниз. После этого устанавливается гайка. Для установки гайки потребуется усилие.

Во время натягивания ремня потребуется выставить положение шкива. Шкив выставляется так, чтобы на всем ходу ремень как можно меньше притирался к боковым граням шкива.

Для установки ремня направляющей каретки лучше приподнять ее как показано на рисунке ниже, поскольку гайки все же лучше установить в нишу с торца.

После направляющая опускается на штатное место.

Перед затягиванием второго «хвоста» ремня необходимо убедиться, что ремень натянут достаточно сильно.

На этом сборка механики завершается.

КОНТРОЛЛЕР

Описание контроллеров для управления гравером я планирую подготовить в отдельной статье. Следите за публикациями!

Набор для сборки и лазерный гравер под ключ

С декабря 2017 принимаю заказы на полный набор для сборки и собранного, настроенного и полностью готового к использованию лазерного гравера, описанного в статье. Стоимость набора для сборки 18500 руб., стоимость собранного гравера 21000 руб.

Для детальной информации звоните, пишите по координатам.

Источник: http://www.zhildv.ru/handmake/lazernyj-graver-2500-mvt-svoimi-rukami/

Чпу на ардуино | сборка простого станка для гравировки / выжигания лазером

Лазерный гравер на Arduino своими руками

Продолжаем дорабатывать простой станок с ЧПУ на Arduino. Теперь делаем из него лазерный гравер. Механическая часть в плане доработок отсутвует. Потребуется прикрепить радиатор лазера к платформе. Некоторая доработка потребуется для прошивки платы Ардуино, а также для программы управления станком.

TTL-модуляция, подключение драйвера лазера к Ардуино

Итак, нам потребуется лазерный модуль с драйвером и блоком питания. Я взял с с TTL-модуляцией. Это значит, что можно логическим сигналом включать и выключать лазер: +5v – включено, 0 – выключено. В случае, если к TTL ничего не подключено, драйвер находится в режиме «включено».

Так как нам необходимо то включать, то выключать лазер нам потребуется управление через вход TTL. Мы будем управлять лазером с помощью Ардуино и TTL входа драйвера лазера. Итак, подключаем питание 12В к входам питания драйвера лазера.

В качестве источника питания я использовал блок питания на 12В и 2А (24 Ватта), купленный в китайском интернет-магазине. Однако подойдёт любой блок питания на 12В и мощностью более 3 Ватт, например БП от компьютера.

Подключаем TTL вход к земле (Gnd) Ардуино, а ко входу + – цифровой пин Ардуино, находящийся в режиме Output. Теперь, если подать на цифровой пин сигнал HIGH, лазер включится, а если LOW, то выключится.

Максимальная частота включения выключения лазера для купленного мной драйвера составляет 20кГц, чего более чем достаточно.
Ниже представлена схема подключения драйвера лазера к Ардуино и источнику питания.

Внимание! Если для лазерной гравировки вы используете драйверы, построенные по схеме двойной мост, например L298N, то TTL+ надо подключать к АНАЛОГОВОМУ пину 2. На Ардуино UNO и Nano не хватает цифровых пинов.

Длина волны и мощность лазера для гравировки

Для выжигания по дереву подходят высокочастотные лазеры. Длина волны лазера 405нм соответствует фиолетовому свету видимого спектра. Выбор пал на 405нм лазер с выходной оптической мощностью 300мВ.

Излучение с длиной волны 405нм поглощается большим количеством материалов, что обеспечит большую универсальность граверу.

Фиолетовый цвет выбран потому, что наиболее эффективно гравирует / выжигает на деревянной поверхности.

Фото 12В лазерного модуля с длиной волны 405нм мощностью 300мв идрайвера с TTL-модуляцией. От драйвера наверх идут две пары проводов.

Красный-чёрный – питание 12В, подключены к блоку питания, белый синий – TTL -модуляция, подключены к Arduino к пинам Dout и Gnd соответственно. На обратной стороне драйвера лазерного диода указано, каким образом необходимо подключать входы драйвера.

Обратите внимание на то, что лазерный диод установлен внутри радиатора. На радиаторе стоит куллер. Лазерный модуль и драйвер я прикрепил к соответсвующей платформе.

Для ослабления воздействия на глаза я использовал специальные красные очки, купленные также в китайском интернет-магазине. Соблюдение техники безопасности крайне важно при работе с лазером.

Оптика лазерного гравера на Ардуино

Купленный мной комплект включает лазерный диод, установленный на радиаторе, который охлаждается с помощью небольшого вентилятора. При покупке я не обратил внимание на то, что комплект продаётся без системы фокусировки.

То есть отсутствует выпуклая линза или система линз, которые позволяют сфокусировать излучение лазерного диода в точку. Однако имеется трубка, которая вкручивается в радиатор. В неё должен встраиваться коллиматор.

Покупать коллиматор, а затем прикручивать его к радиатору я не стал. Вместо этого купил обычный дверной глазок и вытащил из него выпуклую линзу. Фокусное расстояние моей линзы 2-3 см, что меня устраивало.

Свет лазера видимый, так что оптическая линза из дверного глазка вполне подходит. Линзу я приклеил к трубке моментальным клеем. Полученную оптическую «систему» вкрутил в радиатор.

Фото лазерного гравера с ЧПУ. За основу взят недорогой станок с ЧПУ на базе контроллера Ардуино, шаговых двигателей 17HS3404N в корпусе Nema 17 и драйверов ШД DM420A. Все электронные составляющие лазерного гравера, управляемого компьютером, приобретены в китайских интернет-магазинах.

Фото морды гепарда, выгравированной лазерным станком с ЧПУ. Слева исходная фотография. Рядом лежит 50-копеечная монета для оценки размеров результата и точности выжигания с помощью лазерного гравера, управляемого программой на компьютере. Такой лазерный гравер с ЧПУ легко можно сделать самостоятельно в домашних условиях.

Источник: http://ecnc.ru/upgrade/etching

Лазерный гравер на Arduino

Лазерный гравер на Arduino своими руками

Работа над этим проектом лазерного гравера на Arduino заняла около четырех месяцев.

Мощность гравера составляет 2 ватта, он не такой уж мощный, но может гравировать большинство пород дерева и пластик. Может резать пробковое дерево. Отлично подойдет для гравировки и резки деталей для ваших дальнейших проектов на Arduino. Надеюсь, приведенная инструкция вдохновит вас на создание подобного проекта или полной копии этого станка для лазерной резки.

Практически полный список необходимых материалов, STL файлы для печати узлов конструкции и схемы подключения электроники: Arduino, моторы, лазер и т.п. можно скачать здесь.

3-D модель лазерного гравера на Arduino в Inventor

Начало – разработка каркаса станка для лазерной резки в Autodesk Inventor.

Конструкция по ходу разработки несколько изменялась, однако рама осталась по сути такой же.

Печать на 3-D принтере и сборка оси Y

Первая деталь, которую надо напечатать на 3-D принтере выполняет следующие функции:

1. Установка шагового мотора для оси y.

2. Поддержка стальных валов оси y.

3. Скольжение вдоль одного из валов оси x.

После того как деталь готова, в отверстия надо установить две бронзовые втулки, которые служат в качестве опор скольжения. Для уменьшения трения, втулки желательно смазать. Отличный недорогой вариант опор, которые используются в 3-D принтерах и подобных мехатронных проектах.

В качестве направляющих используются простые стержни из нержавеющей стали 5/16″. Нержавеющая сталь хорошо подходит для подшипников скольжения, так что смазанные бронзовые втулки ходят очень легко. Изначально использовался кусок 36″, который был разрезан на две части по 18″.

motor gantry.stl

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

Разработка основания и оси X

Основание было сделано из дерева. Самая ответственная часть – убедиться, что две направляющие по оси X параллельны.

Вместо того, чтобы использовать два мотора для перемещения вдоль координаты X или использования сложной системы ремней/шкивов, был использован отдельный мотор для оси X и приводной ремень в центре по оси Y. Выглядит немного несуразно, но зато система простая и хорошо работает.

На первом этапе поперечная балка, которая соединяет ремень с осью y была держалась на простом суперклее. Не лучшее решение, от которого в дальнейшем пришлось отказаться и напечатать на 3-D принтере специальные кронштейны для крепежа.

idler plate.stl

Установка Arduino и проверка электроники

На первом рисунке ниже показан лазерный диод M140, который можно купить в DTR's Laser Shop. Можно купить и более мощный диод, но цена, соответственно, тоже вырастет. Кроме того, надо купить линзу для фокусировки и регулируемый источник питания. Так что были дополнительно куплены драйвер и линза G-2. Линза установлена на модель лазера с помощью термопасты.

Важно! При работе с подобными лазерами надо использовать защитные очки!

Для проверки вся электроника (Arduino, блок питания, макетка, доайвера) была подключена за пределами основания лазерного гравировочного станка. Для охлаждения использовался кулер с персонального компьютера. Станок управляется с помощью платы Arduino Uno, который взаимодействует с grbl.

Для передачи сигнала в режиме онлайн используется Universal Gcode Sender. Для преобразования векторных изображений в G-код используется Inkscape с плагином gcodetools. Для включения/выключения лазера используется контакт, который предназначен для управления направлением вращения шпинделя.

Это один из самых простых вариантов с использованием gcodetools.

На третьем рисунке показан пример первой удачной гравировки. На этом этапе можно сказать, что лазерный гравировщик готов. Но для того, чтобы сделать его красивее и безопаснее, надо сделать для него корпус.

Схема подключения лазерного гравера в pdf

На видео ниже показан один из первых запусков лазерного гравера на Arduino.

Корпус лазерного гравера

Боковые грани корпуса сделаны из фанеры с белым покрытием. Боковушки крепятся болтами. На задней грани пришлось сделать прямоугольное отверстие, так как шаговый двигатель немного выходит за пределы корпуса в крайнем положении. Кроме того, предусмотрены отверстия для охлаждения, кабелей питания и USB порта.

Края передней и верхней частей корпуса сделаны из той же фанеры, центральная часть остается свободной для установки акриловых стенок. Над Arduino, драйверами и т.п., которые установлены на нижней части бокса установлена дополнительная деревянная платформа. Она служит базой для материала, который режется лазером.

На 5-й фотографии показан процесс резки акрила для корпуса. Акрил специально выбран оранжевого цвета, чтобы блокировать излучение от лазера. Не забывайте, что даже отраженные лучи подобного лазера могут серьезно повредить ваши глаза! Акриловые стенки установлены на петлях. Вуаля! Лазерный гравировщик готов! Выглядит он впечатляюще. Уверен, можно спокойно выставлять на витрину магазина!

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!

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-lazernyy-graver

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.