Мини CNC лазер жыгач граверери жана лазердик кагаз кескич: 18 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул кантип эски DVD дисктерин, 250 мВт лазерди, Arduino негизиндеги CNC жыгач граверин жана жука кагаз кескичти кантип жасаганым боюнча көрсөтмө. Оюн аянтчасы максимум 40х40 мм.

Эски нерселерден өз алдынча машина жасоо кызыктуу эмеспи?

1 -кадам: Бөлүктөр жана материалдар талап кылынат

• Arduino Nano (USB кабели менен)
• 2x DVD диск кадам механизм
• 2x A4988 тепкичтүү мотор айдоочу модулдары (же GRBL калканы)
• Жөнгө салынуучу линзасы бар 250 мВт лазер (же андан жогору)
• 12v 2Amps электр менен камсыздоо минималдуу
• 1x IRFZ44N N-КАНАЛЫ Mosfet
• 1x 10k каршылыгы
• 1x 47ohm каршылыгы
• 1x LM7805 чыңалуу жөндөгүчү (радиатор менен)
• Бош PCB Board
• Эркек жана Аял башы
• 2.5мм JST XH-Style 2pin эркек туташтыргычы
• 1x 1000uf 16v конденсатор
• Өтмө кабелдер
• 8x кичинекей неодимий магниттери (мен DVD линзаларынын механизминен куткардым)
• 1x 2pin сайгыч терминалдык блок туташтыргычы
• Zip галстуктар (100мм)
• Супер клей
• Эпокси клей
• Жыгач плитасы
• Акрил барагы
• Кээ бир M4 бурамалар, болттор жана гайкалар
• Лазердик коопсуздук көз айнеги

Бул проектте ЛАЗЕР КООПСУЗДУК айнектери керек

Бардык тетиктер куткарылган же Кытайдан BANGGOOD деп аталган сайт аркылуу алынып келинген.

2 -кадам: DVD диск Stepper Mechnaism бөлүп алуу

Эки DVD айдоочу механизми талап кылынат, бири X-Axis үчүн, экинчиси Y огу үчүн.

Кичинекей Филлипстин бурагычын колдонуп, мен бардык бурамаларды жана ажыратылган тепкич моторун, жылма рельстерди жана ээрчигичти алып салдым.

Степпердин моторлору 4 пинтүү биполярдык Stepper Motor.

DVD моторунун кичине өлчөмү жана арзандыгы сиз мотордон жогорку чечимди күтүүгө болбойт дегенди билдирет. Бул коргошун бурамасы менен камсыздалган. Ошондой эле, мындай моторлордун бардыгы 20 кадам/айлампаны жасабайт. 24 дагы жалпы мүнөздөмө. Сиз эмне кылаарыңызды билүү үчүн моторуңузду текшеришиңиз керек. CD Drive Stepper моторунун чечимин эсептөө тартиби:

CD/DVD диск тепкич моторунун чечимин өлчөө үчүн санарип микрометр колдонулган. Бураманын боюндагы аралык ченелди. Микрометрдин жардамы менен бураманын жалпы узундугу 51,56 мм болуп чыкты. Коргошундун маанисин аныктоо үчүн, бул бурамадагы эки чектеш жиптин ортосундагы аралык. Жиптер бул аралыкта 12 жип болуп эсептелди. Коргошун = чектеш жиптердин ортосундагы аралык = (жиптердин жалпы узундугу / саны = 51,56 мм) / 12 = 4,29мм / рев.

Кадам бурчу 18 градус, бул 20 кадам/революцияга туура келет. Эми керектүү бардык маалымат бар болгондон кийин, тепкич моторунун чечилиши төмөндө көрсөтүлгөндөй эсептелиши мүмкүн: Чечим = (чектеш жиптердин ортосундагы аралык)/(N Кадамдар/айлануу) = (4.29мм/айлануу)/(20 кадам/айлампа)) = 0.214 мм/кадам. Кайсынысы 3 эсе жакшыраак, бул 0,68 мм/кадам.

3-кадам: X жана Y-Axis үчүн Slider Rails чогултуу

Жылдырма рельстер үчүн мен жакшы жана жылмакай иштеши үчүн 2 кошумча таякчаны колдондум. Слайдердин негизги функциясы - таяк менен слайдердин ортосундагы минималдуу сүрүлүү менен таякта эркин жылуу.

Слайдер таякта эркин жылып кетиши үчүн мага бир аз убакыт керек болду.

4 -кадам: Stepper X жана Y үчүн негизги алкак

Кээ бир акрил барактарын колдонуп, мен тепкичтин жана жылуучу рельстердин негизги рамкасынан экөөнү жасадым. Stepper мотору негизги рамка менен анын базасынын ортосунда бөлгүчтөргө ээ жана бул Ок үчүн зарыл.

5 -кадам: Негизги алкак менен жылма темирди бекитүү

Адегенде супер клейди колдонуп, рельстердин туура абалын жөнгө салууга аракет кылдым, алар ээрчиген адам жип менен туура байланышта болушу үчүн. Байланыш өтө бекем же өтө шлак эмес болушу керек. Эгерде байланыш ээрчиген менен жиптин ортосунда туура эмес болсо, кадамдар өтпөй калат же мотор иштеп жаткан абалда адаттагыдан көбүрөөк ток тартат. Тууралоо үчүн бир аз убакыт талап кылынат.

Аны тууралагандан кийин, мен аларды эпоксидик клей менен оңдоп койдум.

6 -кадам: Stepper Motors зымдары

Stepper моторлору үчүн мен эски USB кабелин колдондум, анткени анын ичинде 4 зым бар жана үстүндө капкагы бар, жана ийкемдүү жана иштөө оңой.

Мультиметрде үзгүлтүксүз режимди колдонуу менен 2 катушканы, А катушкасын жана В катушкасын аныктаңыз.

Мен түстөрдү тандоо менен 2 жуп зым жасадым, Coil A үчүн бир жуп, B Coil үчүн экинчиси.

7 -кадам: X жана Y огун тароо

X жана Y кыймылды координациялайт

Мен X жана Y огунун слайдерин бири-бирине перпендикуляр кылып бириктирдим, алардын ортосундагы боштукту колдонуп. Жана ошондой эле жумушчу керебет катары анын үстүнө жука металл гриль бекитилген. Неодим магниттери жумушчу бөлүк кармагыч катары колдонулат.

8 -кадам: Электроника

Айдоочу үчүн колдонулган бөлүктөр:

• Arduino Nano.
• 2x A4988 Stepper мотор айдоочулары.
• 1x IRFZ44N N-КАНАЛ МОСФЕТИ.
• 1x LM7805 Чыңалуу жөнгө салгыч менен.
• 1x 47ohm жана 1x 10k каршылыгы.
• 1x 1000uf 16V конденсатор.
• 1x 2.5mm JST XH-Style 2pin эркек туташтыргычы.
• ЭРКЕКЧЕ ЖАНА КЫЗДЫН башына төөнөгүчтөр.
• 1x (20мм х 80мм бош ПКБ).

GRBLде Arduino санарип жана аналогдук пиндери корголгон. X жана Y балталары үчүн 'Step' пини тиешелүү түрдө санарип казыктарга 2 жана 3 тиркелет. X жана Y балталары үчүн "Dir" пин 5 жана 6 санарип казыктарына бекитилет. D11 лазер иштетүү үчүн.

Arduino USB кабели аркылуу кубат алат. A4988 Айдоочулар тышкы энергия булагы аркылуу. Бардык жер жалпы байланыштарды бөлүшөт. A4988 VDD 5V Arduino менен туташкан.

Мен колдонгон лазер 5Вда иштейт жана туруктуу токтун схемасында курулган. Тышкы электр булагынан LV7805 чыңалуу жөндөгүчү 5В булагы үчүн колдонулат. Жылыткыч милдеттүү.

IRFZ44N N-CHANNEL MOSFET Ардуинонун D11 пининен санариптик жогорку сигналды алганда электроникалык которгуч катары иштейт.

ЭСКЕРТҮҮ: 5V Arduino нанонун колдонулушу мүмкүн эмес, анткени лазер 250 мАдан ашык тартат жана Arduino Nano токтун көп бөлүгүн жеткире албайт.

Ар бир ог үчүн микро кадамдарды конфигурациялоо

MS0 MS1 MS2 Microstep токтому

Төмөн Төмөн Төмөн Толук кадам.

Жогорку Төмөн Жарым кадам.

Төмөн Жогорку Төмөн Чейрек кадамы.

Жогорку Жогорку Төмөн Сегизинчи кадам.

Жогорку Жогорку Жогорку Он алтынчы кадам.

3 казык (MS1, MS2 жана MS3) жогорудагы чындык таблицасына ылайык беш кадам токтомдун бирин тандоо үчүн. Бул казыктарда ички тартылуучу резисторлор бар, андыктан аларды ажыратып койсок, такта толук кадам режиминде иштейт. Мен 16 -кадамдын конфигурациясын жылмакай жана ызы -чуусуз колдондум. Көпчүлүк (бирок, албетте, баары эмес) тепкичтүү моторлор бир революцияда 200 толук кадам жасашат. Катушкалардагы токту туура башкаруу менен моторду кичине кадамдар менен кыймылга келтирүүгө болот. Pololu A4988 моторду 1/16 -кадамда - же 3, 200 кадамда айланта алат. Микростеппингдин негизги артыкчылыгы - кыймылдын одонолугун азайтуу. Бир гана толук так позициялар толук кадамдык позициялар. Мотор орто позициялардын биринде стационардык позицияны бирдей тактыкта же ошол эле кармоочу момент менен толук кадамдын позициясында боло албайт. Жалпысынан айтканда, жогорку ылдамдык талап кылынганда толук кадамдар колдонулушу керек.

9 -кадам: Бардыгын бир жерге чогултуп алыңыз

Мен лазерди узун ичке металл тилкеден жана кээ бир таянычтары бар пластикалык L кашаанын ичинен жасадым. Баары андан кийин жыгачтан жасалган тактага M4 бурамасы, гайкалар жана болттор аркылуу орнотулат.

Айдоочуга тепкичтүү моторлордун туташуусу да жүргүзүлөт.

10 -кадам: Лазердик монтаж

Мен колдонгон лазер Focusable Laser Module 200-250mW 650nm. Сырткы металл корпусу лазердик диод үчүн жылыткыч катары иштейт. Лазердик чекитти тууралоо үчүн фокустуу линзасы бар.

Эки Zip-галстуктун жардамы менен лазерди стенд менен орноттум. Лазер үчүн жылыткычты да колдонсо болот, бирок менин лазерим ысып кеткен жок, ошондуктан мен аны колдонгон жокмун. Лазердик зым терминалын айдоочу тактасындагы лазер розеткасына туташтырыңыз.

Сиз бул жерден ала аласыз

11 -кадам: Stepper Driver токту тууралоо

Жогорку кадамдардын ылдамдыгына жетүү үчүн, мотор менен камсыз кылуу, адатта, активдүү токту чектебестен уруксат берилгенден алда канча жогору. Мисалы, типтүү тепкич мотору 5 В катушка каршылыгы бар 1А максималдуу учурдагы рейтингге ээ болушу мүмкүн, бул 5 В максималдуу мотор менен камсыздоону көрсөтөт 12 В менен мындай моторду колдонуу жогорку кадамдарга жол берет, бирок ток активдүү болушу керек кыймылдаткычтын бузулушуна жол бербөө үчүн 1А менен чектелет.

A4988 мындай активдүү токту чектөөнү колдойт жана тактадагы триммер потенциометрин учурдагы чекти коюу үчүн колдонсо болот. Учурдагы чекти коюунун бир жолу-драйверди толук баскычтуу режимге коюу жана STEP кирүүсүн тактабай туруп, бир мотор катушкасынан өткөн токту өлчөө. Өлчөнгөн ток учурдагы чектен 0,7 эсе көп болот (эки катушка дайыма күйүп турат жана толук кадам режиминде учурдагы чекти орнотуунун 70% менен чектелет). Көңүл буруңуз, Vdd логикалык чыңалуусун башка мааниге өзгөртүү учурдагы чекти орнотууну өзгөртөт, анткени "реф" пининдеги чыңалуу Vddдин милдети. Учурдагы чекти коюунун дагы бир жолу - бул потенциометрдин үстүндө түздөн -түз чыңалууну өлчөө жана натыйжада учурдагы чекти эсептөө (учурдагы сезүү резисторлору 0,1Ω). Учурдагы чек төмөнкүдөй чыңалуу чыңалуусуна тиешелүү: Учурдагы Чек = VREF × 1.25 Ошентип, мисалы, эгерде чыңалуу чыңалуусу 0,6 В болсо, учурдагы чек 0,75А. Жогоруда айтылгандай, толук кадам режиминде, катушкалар аркылуу ток учурдагы чекти 70% менен чектелген, андыктан 1А толук тепкичтүү токту алуу үчүн, учурдагы чек 1А/0,7 = 1,4А болушу керек. VREF 1.4A/1.25 = 1.12 V. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн A4988 маалымат барагын караңыз. Эскертүү: Катушка учурдагы ток менен камсыздоонун агымынан абдан айырмаланышы мүмкүн, андыктан сиз учурдагы чекти коюу үчүн электр менен камсыздоодо өлчөнгөн токту колдонбоңуз. Учурдагы эсептегичти коюуга ылайыктуу жер сиздин тепкич мотор катушкаларыңыздын бири менен катар.

12 -кадам: Даярдык

Төрт кичине неодим магнитин колдонуу жумушчу бөлүгүн жумушчу төшөктө бекитип, X жана Y огун баштапкы абалына (үйгө) коюңуз. Айдоочулар тактасын тышкы электр булагы аркылуу жана Arduino Nano компьютерге USB A аркылуу USB Mini B кабели аркылуу кубаттаңыз. Ошондой эле, тактаны тышкы электр булагы аркылуу кубаттаңыз.

КООПСУЗДУК БИРИНЧИ

ЛАЗЕР КООПСУЗДУК КОЗДОРУ КЕРЕК

13 -кадам: GRBL жабдыктары

1. GRBL 1.1ди жүктөп алыңыз, бул жерде,
2. Үстөлдөн grbl-master папкасын бөлүп алыңыз, аны master.zip файлынан таба аласыз
3. Arduino IDE иштетүү
4. Колдонмолор тилкесинин менюсунан: Sketch -> #include Library -> Library'ден file. ZIPти кошууну тандаңыз
5. Grlb-master папкасынан таба турган grbl папкасын тандап, Ачуу баскычын басыңыз
6. Китепкана азыр орнотулду жана IDE программасы сизге бул кабарды көрсөтөт: Китепкана сиздин китепканага кошулду. "Китепканаларды киргизүү" менюну текшериңиз.
7. Андан кийин "grbl upload" деген мисалды ачып, аны arduino тактаңызга жүктөңүз

14-кадам: G-CODE жөнөтүү үчүн программа

Ошондой эле, биз LASER GRBL колдонгонум үчүн CNCге G-Code жөнөтүү үчүн программалык камсыздоого муктажбыз

LaserGRBL - бул DIY Laser Engraver үчүн эң мыкты Windows GCode агымынын бири. LaserGRBL ардуиного GCode жолун жүктөп жана агымдай алат, ошондой эле ички айландыруу куралы менен сүрөттөрдү, сүрөттөрдү жана логотипти чегип алат.

LASER GRBL Download.

LaserGRBL дайыма машинада бар COM портторун текшерет. Порттордун тизмеси сиздин башкаруу панелиңизге туташтырылган COM портун тандап алууга мүмкүндүк берет. Сиздин машинаңыздын программалык камсыздоосунун конфигурациясына ылайык туташуу үчүн тиешелүү бады тандаңыз (демейки 115200).

Grbl Орнотуулары:

$$ - Grbl орнотууларын караңыз

Орнотууларды көрүү үчүн $$ терип, Grbl менен туташкандан кийин enter басыңыз. Grbl төмөндөгү мисалда көрсөтүлгөндөй, учурдагы тутум жөндөөлөрүнүн тизмеси менен жооп бериши керек. Бул орнотуулардын баары туруктуу жана EEPROMда сакталат, андыктан сиз өчүрүп койсоңуз, булар кийинки жолу Arduino күйгүзүлгөндө кайра жүктөлөт.

$ 0 = 10 (кадамдын импульсу, usec)

$ 1 = 25 (кадамдын кечигүүсү, msec)

$ 2 = 0 (кадам портун инверттөөчү маска: 00000000)

$ 3 = 6 (dir port invert маска: 00000110)

$ 4 = 0 (кадам иштетүү инверсиясы, бол)

$ 5 = 0 (чектөө казыктары инверттөө, бол)

$ 6 = 0 (иликтөөчү пин инверттөө, бол)

$ 10 = 3 (статус отчету маскасы: 00000011)

$ 11 = 0.020 (кошулуу четтөөсү, мм)

$ 12 = 0.002 (жаа толеранттуулугу, мм)

$ 13 = 0 (отчет дюйм, бол)

$ 20 = 0 (жумшак чектер, бол)

$ 21 = 0 (катуу чектер, бол)

$ 22 = 0 (homing цикли, бол)

$ 23 = 1 (homing dir invert маскасы: 00000001)

$ 24 = 50.000 (үйгө берүү, мм/мүн)

$ 25 = 635.000 (хостинг издөө, мм/мүн)

$ 26 = 250 (homing debounce, msec)

$ 27 = 1.000 (homing pull-off, mm)

$ 100 = 314.961 (х, кадам/мм)

$ 101 = 314.961 (ж, кадам/мм)

$ 102 = 314.961 (z, кадам/мм)

$ 110 = 635.000 (х максималдуу ылдамдык, мм/мүн)

$ 111 = 635.000 (y максималдуу ылдамдык, мм/мүн)

$ 112 = 635.000 (z максималдуу ылдамдык, мм/мүн)

$ 120 = 50.000 (x accel, mm/sec^2)

$ 121 = 50.000 (ылдамдыгы, мм/сек^2)

$ 122 = 50.000 (z accel, mm/sec^2)

$ 130 = 225.000 (х максималдуу саякат, мм)

$ 131 = 125.000 (максималдуу саякат, мм)

$ 132 = 170.000 (z макс саякат, мм)

15 -кадам: Системаны өзгөртүү

Бул жерде Долбоордун Эң Кыйын бөлүгү келет

Лазер нурун жумушчу бөлүктөгү эң кичинекей чекитке тууралоо. Бул трек жана ката ыкмасын колдонуу менен убакытты жана чыдамкайлыкты талап кылган эң татаал бөлүгү

GRBL орнотууларын $ 100, $ 101, $ 130 жана $ 131 үчүн өзгөртүү

менин GRBL үчүн жөндөөм, $100=110.000

$101=110.000

$130=40.000

$131=40.000

Мен 40мм капталдуу чарчы оюп көрдүм, ошончолук ката кетирип, грбл жөндөөсүн өзгөрткөндөн кийин, мен X жана Y огунан оюлган 40 мм туура келген линияны алам. Эгерде X жана Y-Axisтин чечилиши бирдей болбосо, сүрөт эки тарапка тең масштабдуу болот.

DVD дисктериндеги бардык Stepper мотору бирдей эместигин унутпаңыз

Бул узак жана көп убакытты талап кылган процесс, бирок оңдоп -түзөө натыйжалары ушунчалык канааттандырарлык.

LaserGRBL колдонуучу интерфейси

• Байланышты көзөмөлдөө: бул жерде сиз grbl firmware конфигурациясына ылайык, туташуу үчүн сериялык портту жана тийиштүү baud ылдамдыгын тандай аласыз.
• Файлды башкаруу: бул файл жүктөлгөн файлдын аталышын жана гравировка процессинин жүрүшүн көрсөтөт. Жашыл "Play" баскычы программанын аткарылышын баштайт.
• Кол буйруктары: бул жерге каалаган G-Code линиясын терип, "enter" баскычын бассаңыз болот. Буйруктар командалык кезекке коюлат.
• Command журналы жана буйрук кайтаруу коддору: enqueued буйруктарын жана алардын аткарылышын жана каталарын көрсөтүү.
• Чуркоо көзөмөлү: лазердин кол менен жайгашуусуна уруксат берүү. Сол вертикалдуу сыдырма кыймылынын ылдамдыгы, оң сыдырма башкаруу кадамынын өлчөмү.
• Оюп көрүү: бул аймак акыркы жумуштун алдын ала көрүнүшүн көрсөтөт. Кичи көк крест оюп жатканда, учурдагы лазердин абалын көрсөтөт.
• Grbl баштапкы абалга келтирүү/ачуу/ачуу: бул баскычтар Grbl тактасына жумшак абалга келтирүү, хостинг жана кулпуну ачуу буйругун берет. Кулпуну ачуу баскычынын оң жагында сиз колдонуучу аныктаган кээ бир баскычтарды кошо аласыз.
• Түрмөктү кармап туруу жана улантуу: бул баскычтар программанын аткарылышын токтото алат жана grbl тактасына Feed Hold же Resume командасын жөнөтөт.
• Саптын саны жана убакыт проекциясы: LaserGRBL программанын аткарылуу убактысын иш жүзүндөгү ылдамдыкка жана жумуштун жүрүшүнө жараша баалай алат.
• Башкаруу статусун жокко чыгарат: чыныгы ылдамдыкты жана кубаттуулукту өзгөртүүнү көрсөтүү жана өзгөртүү. Жокко чыгаруу grbl v1.1дин жаңы өзгөчөлүгү болуп саналат жана эски версияда колдоого алынбайт.

16 -кадам: Жыгач гравировкасы

Растрдык импорт LaserGRBLде каалаган түрдөгү сүрөттү жүктөөгө жана башка программалык камсыздоого муктаж болбостон GCode көрсөтмөлөрүн бурууга мүмкүндүк берет. LaserGRBL сүрөттөрдү, клипарттарды, карандаш чиймелерди, логотиптерди, сүрөтчөлөрдү колдойт жана ар кандай сүрөт менен эң жакшысын жасоого аракет кылат.

Аны "File, Open File" менюсунан jpg,-p.webp

Ойуу үчүн жөндөө бардык материалдар үчүн ар башка.

Ойуу ылдамдыгын ммге жана Сапатты- ммге аныктаңыз

Тиркелген видео-бул бүт процесстин убактысы.

17 -кадам: Жука кагаз кесүү

Бул 250мВт лазер жука кагаздарды кесүүгө да жөндөмдүү, бирок ылдамдыгы өтө төмөн болушу керек, башкача айтканда 15мм/минден ашпашы керек жана лазер нуру туура жөнгө салынышы керек.

Тиркелген видео-бул бүт процесстин убактысы.

18 -кадам: Винил кесүү жана бажы чаптамаларын жасоо

Мен Custom Vinyl стикерин жасадым. Чогулгандардын ылдамдыгы колдонулган винилдин түсүнө карата өзгөрөт.

Кара түстөр менен иштөө оңой, ал эми ачык түстөр татаалыраак.

Жогорудагы сүрөттөр CNC жардамы менен жасалган винил стикерин кантип колдонууну көрсөтөт.

♥ GRBL Developers үчүн өзгөчө рахмат:)

Бул долбоор сизге жакты деп үмүттөнөм, эгерде кандайдыр бир суроолор болсо, комментарийлерде мага билдириңиз, Мен дагы сиздин CNC машинаңыздын сүрөттөрүн көргүм келет!

Рахмат!! Сиздин колдооңуз үчүн.

Микроконтроллер конкурсунда биринчи сыйлык