Лазерний гравер на Arduino

1. 3-D модель лазерного гравера на Arduino в Inventor
2. Друк на 3-D принтері та збирання осі Y
3. Завершення осі Y
4. Розробка підстави і осі X
5. Установка Arduino і перевірка електроніки
6. Корпус лазерного гравера
7. Запуск лазерного гравера на Arduino!

Наши партнеры ArtmMisto

Робота над цим проектом лазерного гравера на Arduino зайняла близько чотирьох місяців.

Потужність гравера становить 2 вати, він не такий вже потужний, але може гравірувати більшість порід дерева і пластик. Може різати коркове дерево. Відмінно підійде для гравіювання і різання деталей для ваших подальших проектів на Arduino. Сподіваюся, наведена інструкція надихне вас на створення подібного проекту або повної копії цього верстата для лазерного різання.

Практично повний список необхідних матеріалів, STL файли для друку вузлів конструкції і схеми підключення електроніки: Arduino, мотори, лазер і т.п. можна завантажити тут .

3-D модель лазерного гравера на Arduino в Inventor

Початок - розробка каркаса верстата для лазерного різання в Autodesk Inventor.

Конструкція по ходу розробки дещо змінювалася, однак рама залишилася по суті такий же.

Друк на 3-D принтері та збирання осі Y

Перша деталь, яку треба надрукувати на 3-D принтері виконує наступні функції:

1. Установка крокової мотора для осі y.

2. Підтримка сталевих валів осі y.

3. Ковзання уздовж одного з валів осі x.

Після того як деталь готова, в отвори треба встановити дві бронзові втулки, які служать в якості опор ковзання. Для зменшення тертя, втулки бажано змастити. Відмінний недорогий варіант опор, які використовуються в 3-D принтерах і подібних мехатронних проектах.

Як напрямні використовуються прості стрижні з нержавіючої сталі 5/16 ". Нержавіюча сталь добре підходить для підшипників ковзання, так що змащені бронзові втулки ходять дуже легко. Спочатку використовувався шматок 36", який був розрізаний на дві частини по 18 ".

motor gantry.stl

Завершення осі Y

У лазері використовується діод М140 на 2 Вт. Діод продається в металевому корпусі і контактами. Гріються вони досить сильно так, що довелося передбачити охолодження. Для цього був зроблений алюмінієвий блок радіаторів та використані кулери з старого контролера робота. Крім того, в блоці для лазера 1 "x 1" зроблено отвір 31/64 "і доданий болт до бічної грані. Блок також з'єднаний з іншого надрукованій на 3-D принтері деталлю, яка буде переміщатися уздовж осі y. Рух передається за допомогою зубчастого ременя.

Завершений модуль лазера встановлений на напрямні осі y. Інший кінець був встановлений на надрукованій деталі таким чином, щоб ремінь був зафіксований і корпусні деталь могла ковзати уздовж напрямних осі x. На цьому ж етапі встановлюється кроковий двигун, встановлюються шківи і зубчасті ремені.

gantry2.stl

idler gantry.stl

clip.stl

pulley2.stl

Розробка підстави і осі X

Підстава було зроблено з дерева. Найвідповідальніша частина - переконатися, що дві напрямні по осі X паралельні. Замість того, щоб використовувати два мотора для переміщення уздовж координати X або використання складної системи ременів / шківів, був використаний окремий мотор для осі X і приводний ремінь в центрі по осі Y. Виглядає трохи незграбно, але зате система проста і добре працює.

На першому етапі поперечна балка, яка з'єднує ремінь з віссю y була трималася на простому суперклей. Чи не краще рішення, від якого в подальшому довелося відмовитися і надрукувати на 3-D принтері спеціальні кронштейни для кріплення.

idler plate.stl

Установка Arduino і перевірка електроніки

На першому малюнку нижче показаний лазерний діод M140, який можна купити в DTR's Laser Shop . Можна купити і більш потужний діод, але ціна, відповідно, теж виросте. Крім того, треба купити лінзу для фокусування і регульований джерело живлення. Так що були додатково куплені драйвер і лінза G-2. Лінза встановлена ​​на модель лазера за допомогою термопасти.

Важливо! При роботі з подібними лазерами треба використовувати захисні окуляри!

Для перевірки вся електроніка ( Arduino , Блок живлення, макетке, доайвера) була підключена за межами підстави лазерного ГРАВІРУВАЛЬНИХ верстата. Для охолодження використовувався кулер з персонального комп'ютера. Верстат управляється за допомогою плати Arduino Uno, який взаємодіє з grbl . Для передачі сигналу в режимі онлайн використовується Universal Gcode Sender . Для перетворення векторних зображень в G-код використовується Inkscape з плагіном gcodetools . Для включення / вимикання лазера використовується контакт, який призначений для керування напрямком обертання шпинделя. Це один з найпростіших варіантів з використанням gcodetools.

На третьому малюнку показаний приклад першої вдалої гравіювання. На цьому етапі можна сказати, що лазерний гравіровщіка готовий. Але для того, щоб зробити його красивішим і безпечніше, треба зробити для нього корпус.

Схема підключення лазерного гравера в pdf

На відео нижче показаний один з перших запусків лазерного гравера на Arduino.

Корпус лазерного гравера

Бічні грані корпусу зроблені з фанери з білим покриттям. Боковини кріпляться болтами. На задній грані довелося зробити прямокутний отвір, так як кроковий двигун трохи виходить за межі корпусу в крайньому положенні. Крім того, передбачені отвори для охолодження, кабелів живлення і USB порту. Краю передньої і верхньої частин корпусу зроблені з тієї ж фанери, центральна частина залишається вільною для установки акрилових стінок. Над Arduino, драйверами і т.п., які встановлені на нижній частині боксу встановлена ​​додаткова дерев'яна платформа. Вона служить базою для матеріалу, який ріжеться лазером.

На 5-й фотографії показаний процес різання акрилу для корпусу. Акрил спеціально вибраний оранжевого кольору, щоб блокувати випромінювання від лазера. Не забувайте, що навіть відбиті промені подібного лазера можуть серйозно пошкодити ваші очі! Акрилові стінки встановлені на петлях. Вуаля! Лазерний гравіровщіка готовий! Виглядає він вражаюче. Упевнений, можна спокійно виставляти на вітрину магазину!

Запуск лазерного гравера на Arduino!

На фото вище наведені кілька прикладів виробів, виготовлених на цьому лазерному гравіровщіка. Звичайно, Мона Ліза вийшла не дуже, але більш прості речі на зразок чорно-білого зображення дракона, виходять непогано. Можна використовувати цей верстат і для лазерного різання. Наприклад, можна різати коркове дерево (шестерня вирізана саме з коркового дерева).

На відео нижче показані основні етапи проекту та гравірування на завершеному гравер.

Залишайте Ваші коментарі, щодо вашого особистим досвідом нижче. У дискусії часто народжуються нові ідеї і проекти!