DIY 3D ispisani laserski graver s pribl. Područje graviranja 38x29 cm: 15 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Riječ unaprijed: Ovaj projekt koristi laser s velikom količinom zračene snage. To može biti vrlo štetno za različite materijale, vašu kožu, a posebno oči. Zato budite oprezni pri korištenju ovog stroja i pokušajte blokirati svako izravno i reflektirano lasersko zračenje kako bi aviod pogodio nešto izvan stroja

Koristite zaštitne naočale koje odgovaraju frekvenciji lasera

Maloprije sam napravio mini laserski graver, baziran na dva cd pogona. Nakon toga sam napravio veći na temelju stvari koje sam ležao u svojoj radionici (pogledajte moj "Brzi, prljavi i jeftini laserski graver" za upute). Mali radi dobro, ali je mali. Veći je veći, ali zbog igre u dijelovima nije tako precizan.

Ali sada posjedujem 3D pisač koji sam odlučio napraviti od nule sa dijelovima koje ću kupiti i dijelovima koje ću sam dizajnirati i ispisati. Tako sam i učinio.

Platio sam oko 190 eura za dijelove bez lasera koji sam već posjedovao.

Da, to je uto, ovo je opet instrukcija za laserski graver. Ali mislim da sve instrukcije koje možete pročitati o nekoj temi dodaju mnogo informacija i drugi kut perspektive koji vam mogu pomoći da odlučite što ćete učiniti.

I opet je istina, možete kupiti kompletan laserski graver za tu svotu novca (vjerojatno manji), ali zabava da ga sami izradite, za mene je neprocjenjiva, kao i znati točno kako je sve sastavljeno. Osim toga, izgubio sam mnogo zabave u shvaćanju koje dimenzije trebaju biti za dizajne (priznajem: za inspiraciju sam malo pogledao na internetu gravere koje možete kupiti kao komplet) stvari za ispis raditi. Tako ćete bolje razumjeti cijelu stvar.

U ovom uputstvu pokazat ću vam što sam kupio, što sam otisnuo i kako je sastavljeno tako da se napravi laserski graver dimenzija 38x29 cm (graviranje/rezanje).

Ispisao sam sve dijelove za ispis mojim Davinci pro 3-u-1 pisačem: plave dijelove s PLA i bijele stvari (sabirnice na daljinu) s ABS-om.

Postavke pisača PLA:

• 210 stupnjeva C
• bez grijanog kreveta
• 0,25 mm slojeva
• debljina ljuske (normalna, gornja i donja površina) 4 sloja
• 80% ispune (osim "ploča držača pojasa" ispisuju one sa 100% ispune)
• sve brzine pri 30 mm/s (osim brzine neispisivanja i uvlačenja pri 60 mm/s i donjeg sloja pri 20 mm/s)
• obod 5 mm
• nema oslonaca
• omjer ekstruzije 100%

ABS postavke pisača:

normalne postavke ABS -a sa 100% ispunom

Imajte na umu da engleski nije moj materinji jezik i unaprijed se ispričavam zbog eventualnih gramatičkih i pravopisnih grešaka.

Korak 1: Opis materijala

Ovo je popis stvari koje sam kupio:

• 1x ekstruzije aluminijskog profila 2020, duljine 1 m
• 2x aluminijski profil 2040 istiskivanja, duljina 1 m
• 1x osovina promjera 8 mm, duljina oko 44 cm
• 4x aluminijski kutni spojevi s odgovarajućim maticama i vijcima
• 1x serija kliznih matica (gdje ih kupujem, serija je 20 kom. Ne koristite ih sve)
• 12x najlonski kotači 23 mm (unutarnja veličina 5 mm) posebno za rabljene profile
• 1 kuglični ležaj, 22 mm izvana, 8 mm iznutra
• 2x remenica GT2, rupa 8 mm, za remen širine 6 mm (20 zuba)
• 1x remenica GT2, rupa 5 mm, za remen širine 6 mm (20 zuba)
• 1x fleksibilna spojnica osi 5 mm - 8 mm
• 2 metra razvodnog remena GT2 6 mm
• 2x koračni motori NEMA17 (1,8 stupnjeva/korak, 4,0 kg/cm) 42BYGHW609L20P1X2 ili simularni
• 2x kabela koračnog motora, 1 m (ako ćete koristiti vodiče za kabele, trebate duže kabele)
• 4x granični prekidač, udaljenost rupe 10 mm (ispisana montažna ploča je za tu udaljenost)
• 1x Aduino Nano
• 2x StepStick DRV8825 pokretač koraka s hladnjakom
• Vijci 12x m6 x 30 mm
• 8x m5 x 30 mm vijci, matice i podloške
• 4x m5 x 55 mm vijci, matice i podloške
• 4x m3 x n mm (gdje je n vrijednost ovisno o dubini otvora m3 u motorima i debljini ploče od 7 mm + duljini autobusa za velike udaljenosti)
• 4x m3 x n mm (gdje je n vrijednost ovisno o dubini otvora m3 u motorima i debljini ploče od 7 mm)
• nekoliko vijaka m4 za držače remena i montažnu ploču krajnjeg prekidača

također je potrebno:

• 1x kondenzator 100uF
• 1x otpornik 220 ohma
• 1x led
• 1x gumb (prekidač za otpuštanje motora)
• 1x prikladna ploča
• 1x 12 V napajanje ili adapter, koji isporučuje dovoljno ampera.
• 1x laser koji podržava TTL, po mogućnosti jednak ili veći od 500 mW. Veće snage prilično dobro skraćuju vrijeme graviranja! Koristim laser od 2 W i to je sasvim u redu.

A kad završite s izradom:

• 1x ploča za izradu prototipa / PCB stakloplastika (34x52 rupe / 9x15cm) (Ili napravite jetkanu PCB)
• 1x utikač utičnice 2,1 x 5,5 mm, ulaz (dio koji će biti lemljen na PCB -u, a utikač adaptera ulazi u)

Stvari za ispis:

• LE3 Noge
• LE3 Ispitni kotači za središnju udaljenost Testnog kalibra LE3
• LE3 Kuglični ležaj kalibra 21,5 22 22,5 mm
• LE3 Autobusi na daljinu
• LE3 motor i suprotna strana
• LE3 držač laserskog motora
• LE3 držač pojasa 20x40 okvir
• LE3 Montažna ploča graničnog prekidača okvir 20x40
• LE3 držač kabela 20x40 okvir
• ********************** dodano 11. svibnja 2021 ************************ ******
• **** LE3 motor i suprotna strana s podesivom osovinskom udaljenošću ****
• ****
• **** Nakon povećavanja udaljenosti možete pričvrstiti vanjski držač vijaka
• **** dva parker vijka. Za to postoje dvije rupe sa svake strane.
• ****
• **** oni mogu zamijeniti "LE3 motor i suprotnu stranu" koji nema podesivu osovinsku udaljenost!
• ****
• ***************************************************************************

i, ako je potrebno:

LE3 nosači kabela i nosač za PCB

Korak 2: STL datoteke ispisa

Korak 3: 3D ispisani dijelovi

To su sve tiskani dijelovi

Korak 4: Alati koji su vam potrebni

Većina hardvera koji vam je potreban vjerojatno se nalazi u vašoj radionici, poput:

• Kliješta
• Odvijači
• Lemilica
• Tieraps
• Komplet za kucanje
• Čeljust

Zaista ne puno više. No najvažnije je posjedovanje ili pristup 3D pisaču.

Korak 5: Pripreme

Izrežite profile na sljedeće duljine:

• profil 2020: 2 komada po 37 cm
• profil 2040: 2 komada po 55 cm i jedan komad od 42 cm.

Profile možete rezati motornom pilom, ali ako imate pristup industrijskoj trimer -pili (kao što sam ja učinio), morate to umjesto toga koristiti. Rezultati su mnogo bolji.

Sada imate 5 komada okvira. Pogledajte sliku. 1

Sljedeća stvar koju trebate učiniti je dodirnuti nit M6 u svim profilima 2040. Pogledajte sliku. 2

To su zapravo jedine pripreme koje morate napraviti.

Korak 6: Glavni okvir

Postavljanje glavnog okvira je jednostavno i ravno prema naprijed (slike 1 i 2). Kad završite, dobivate dobru predodžbu o veličini.

Nakon toga ispišite nožice, "LE3 noge" (slika 3), izbušite rupe 6 mm i pričvrstite ih vijcima 8 m6 na okvir.

Kao što vidite, nisam ispisao dijelove potpuno masivne, već šuplje s jedne strane. Time se štedi mnogo niti i vremena ispisa, a vrlo je jak! Glatka strana unutra ili van (slika 4) nema razlike u čvrstoći, to je kozmetički izbor.

Korak 7: Provjerite jesu li ispisi ispravni i sastavite nosač

Važno je shvatiti koliko točno pisač ispisuje. U tu svrhu napravio sam neke probne kalibre:

pa što učiniti:

1. ispišite "LE3 autobusi na daljinu" (bijelo na slici 2)
2. ispisati "LE3 Test Calibre pomoćne kotače na središnjoj udaljenosti" i "LE3 kalibar kugličnog ležaja"
3. bušilicom od 5 mm izbušite rupe za osovine kotača (vijci od 5 mm)
4. lijevo na slici. 1 je ispitni kalibar kako bi se utvrdilo koliko velika rupa za ležaj mora biti ispisana kako bi mogla dobro pristajati. Postoje tri različite veličine: 21,5, 22 i 22,5 mm. To su vrijednosti koje se daju dizajnu tiska. Rupa u koju ležaj najbolje pristaje (morate staviti određenu silu da biste je umetnuli) je ona koja vam je potrebna.
5. Desno vidite kalibar za ispitivanje udaljenosti između kotača za vođenje. Važno je da nema okvira između okvira 2040 i kotača. To možete shvatiti ovim kalibrom. Jednostavno pričvrstite tri kotača s vijcima od 5 mm i razmaknicama te isprobajte na kojoj se udaljenosti (58 ili 59 mm) okvir pomiče s određenim otporom kroz kotače.

Bilješka:

u dizajnu tiska koristio sam 22,5 mm za rupu za nošenje kugle i udaljenost od 58 mm između kotača. Meni ovo savršeno odgovara. Ako vam ove vrijednosti ne odgovaraju, morate se pobrinuti za dizajn.

Nakon što ste skužili prave veličine i ispisali "LE3 motor i suprotna strana", najprije izbušite rupe na obje ploče.

Sastavite kočiju (slika 2).

Potreban vam je okvir 2040, dugačak 42 cm, ploče motora i ležaja, 4 m6 vijka, 8 m5 vijka i matice.

1. izbušite rupe: 3 mm za rupe motora, 5 mm za rupe osovine kotača, 6 mm za rupe za pričvršćivanje ploče na profil
2. pričvrstite dva gornja kotača na jednu od ploča (koristite podloške od 5 mm između sabirnica i kotača, kotači se moraju slobodno okretati!)
3. prilikom odlaganja ovih kotača na okvir sastavite i donja dva kotača
4. učinite isto s drugom stranom (na slici 2 ploča motora je sprijeda, a ploča ležaja straga)
5. vijak s 4 vijka m6 okvir 2040 između ploča

Sada možete pomaknuti kočiju. U redu je ako osjetite otpor, govori vam da nema igre. Motori su dovoljno snažni da se nose s tim.

Ovaj sklop je zapravo opći način kako spojiti ostatak ovog stroja. Od sada ću stoga biti manje proširen i istaknut ću samo važne stvari. Slike također puno govore.

Korak 8: Axel i motor

1. Pomoću 4 autobusa na velike udaljenosti pričvrstite motor na ploču (morate odrediti pravu duljinu vijaka, ovisi o tome koliko su duboke rupe u motoru)
2. postavite ležaj na mjesto
3. gurnite osovinu od 8 mm kroz ležaj i istodobno postavite remenice od 8 mm i fleksibilnu spojnicu osi od 5 mm do 8 mm na os
4. pričvrstite sve na svoje mjesto tako da zupci remenice budu točno iznad utora na okviru

Korak 9: Nosač lasera/motora i pojasevi

Nosač lasera/motora:

• Ispis "LE3 držač laserskog motora"
• Ispis "LE3 držač pojasa 20x40 okvir"
• Izbušite držače pojasa na 3,2 mm i utisnite konac od 4 mm u rupe
• izbušite rupe lasera/držača motora do odgovarajućih promjera. Dodatne rupe na laserskoj strani služe za oblikovanje univerzalne laserske montažne ploče koju još nisam dizajnirao.
• kompletno sastavite držač lasera/motora
• privremeno oduzeti profil kočije 2040. godine
• gurnite profil kroz kotače. U redu je ako morate pritisnuti prilično jako da biste profil postavili kroz dno. Kad držim okvir okomito na tlo, čak i sa sklopljenim motorom, gravitacija neće pomaknuti laser/držač motora.
• stavite s obje strane držač pojasa
• ponovno postavite profil s držačem lasera/motora.

Na slici 1 možete vidjeti kako je sastavljen (slika je snimljena u kasnijoj fazi. Zaboravio sam je napraviti ranije). Ne zaboravite podloške između autobusa i kotača! Molimo vas da vam ne smeta laser, ovo je samo probni sklop.

Pojasevi. Prvo onaj u laserskom držaču:

1. povesti pojas ispod kotača i preko remenice kao na slici. 2
2. povedite pojas s obje strane ispod držača pojasa (provjerite imate li dovoljnu duljinu pojasa kako biste mogli zgrabiti komad pojasa s obje strane)
3. s jedne strane gurnite držač pojasa što je više moguće sa strane i pričvrstite vijak (nije potrebno pričvrstiti ga vrlo čvrsto)
4. sada učinite isto s druge strane i istodobno povucite remen tako da postoji razumna napetost između remenice i kotača

Učinite isto za dva pojasa kolica (slike 3 i 4), ali s tom razlikom da morate samo okrenuti jednu nogu (odvojiti gornji vijak i otpustiti donji) i umetnuti dva držača pojasa na jedan strana. Sada možete gurnuti drugu ispod kolica na drugu stranu. Također pazite da nakon zatezanja dva pojasa kolica budu potpuno pod pravim kutom!

p.s

ako ispisujete držače remena u ranijoj fazi, možete ih umetnuti u okvir prije montaže

Korak 10: Granični prekidači + držači

Prvi otisak:

• Pločica za ugradnju graničnog prekidača LE3 okvir 20x40
• LE3 držač kabela 20x40 okvir

Na slici 1 i 2 vidite montirane krajnje sklopke na glavnom okviru. Udaljenost između njih je cca. 45 cm (udaljenost graviranja 38 cm + širina ploče 7 cm)

Na slici 3 i 4 krajnji prekidači na prečki, udaljenost: 36 cm (29 + 7). Nakon montaže provjerite jesu li prekidači pravilno postavljeni (nema mehaničkih sudara).

Svi mehanički poslovi su sada gotovo obavljeni.

Prekidače već možete ožičiti i pomoću kabelskih kopči učvrstiti žice u bočnim utorima okvira.

Korak 11: Elektronika

• Slika 1 shematski prikazuje veze između dijelova
• Slika 2 kako bi spojne veze trebale biti.
• Slika 3 i 6 ploču uživo
• Slika 4 žičanu stranu ploče za izradu prototipova koju sam napravio
• Slika 5 strana dijela. Uočite sve spojeve ženskog zaglavlja za Arduino, ploče vozača i sve žičane veze. Ove veze omogućuju lakše uklapanje ploča (kad je potrebno).

Dizajnirao sam trake za mouting za ploču za izradu prototipa 9x15 cm tako da možete pričvrstiti ploču na profil 2020. Ove zagrade dio su datoteke za ispis "LE3 nosači kabela i PCB nosači" (slike 7 i 8).

Na svakoj upravljačkoj ploči postoje 3 veze za kontrolu razlučivosti koraka: M0, M1 i M2. Pomoću ovih veza možete odrediti razlučivost koraka ovisno o tome kako ih spojiti na +5V. Tamo sam napravio na ploči za izradu prototipa skakačke linije za svaku od 3 linije na dva ronioca. Nalaze se u žutim krugovima na slici. 5.

Pomoću ovih kratkospojnika možete jednostavno postaviti razlučivost koraka:

M0 M1 M2 Rezolucija

• niska niska niska Puna
• visoka niska niska Polovica
• niska visoka niska 1/4
• visoko visoko nisko 1/8 (ovo je postavka koju koristim i nacrtana je na slikama)
• niska niska visoka 1/16
• visoka visoka visoka 1/32

Gdje visoko znači: spojeno na +5V (zatvorena kratkospojna linija).

Ove kratkospojnike nećete pronaći na ploči ili shemi, ali ste dobili ideju i sami ih možete implementirati ako je potrebno.

Ove kratkospojnike možete izostaviti i trajno postaviti razlučivost koraka na željenu razlučivost koraka. Do sada nisam mijenjao postavke skakača: rezolucija 1/8 radi dobro!

Također ne možete pronaći prekidač na slici. 5 (gornji desni kut). Ovaj prekidač koji sam implementirao prebacuje između D12 i D11 na Arduino ploči za upravljanje laserom, odn. M03 i M04 (Gcode). Ali otkrio sam da s pravim programima više ne morate koristiti M03 pa sam to izostavio iz planova. Umjesto toga, linija TTL izravno je spojena na D11 (M04).

P.s.

imajte na umu da su mi, na scematici, dva konektora (5 žica i 4 žice) bila neophodna jer sam svoj laserski sustav izgradio s posebnim ventilatorom za hlađenje. Ali ako imate laserski modul i ne želite regulirati snagu lasera. Potrebne su vam samo 3 gornje linije konektora od 5 linija, a napajanje bi trebalo doći iz izvora napajanja koji dolazi s laserom.

Korak 12: Softver

Korišteni programi za potrebe ovog uputstva:

• GRBL, verzija 1.1 (arduino knjižnica)
• LaserGRBL.exe, program za slanje narezanih slika ili vektorske grafike na vaš graver/rezač
• Inkscape, program za vektorsko crtanje
• JTP Laser Tool V1.8, dodatak potreban za Inkscape za izradu Gcode datoteke za LaserGRBL
• Notepad ++

Na internetu možete pronaći obilje informacija o tome kako instalirati, preuzeti i koristiti ove programe.

Prvo što trebate učiniti je promijeniti datoteku config.h GRBL knjižnice:

1. nakon preuzimanja GRBL v1.1 otvorite config.h s Notepad ++ (config.h možete pronaći u direktoriju GRBL)
2. pronađite crte koje vidite na slici. 1, 2 i 3 i promijenite ih prema desnom dijelu slike (lijevo na slikama vidite originalne linije, a desno promijenjene)
3. spremite datoteku

Sada učitajte GRBL biblioteku u svoj Arduino nano kontroler:

1. povežite svoj Arduino s računalom
2. pokrenite svoj Arduino program
3. odaberite Sketch
4. odaberite Uvezi biblioteku
5. odaberite dodavanje biblioteke
6. idite u svoj direktorij u kojem se nalazi GRBL i kliknite (nije otvoren) u direktoriju GRBL (direktorij u kojem ste promijenili datoteku config.h)
7. kliknite otvoriti
8. Zanemarite nekatagoriziranu bla bla bla poruku i zatvorite Arduino program
9. Idite u … GRBL/examples/grblUpload direktorij i pokrenite grblUpload.ino
10. sada počinje program Arduino i počinje sastavljanje. Kad završite, zanemarite poruku premalo memorijskog prostora i zatvorite program Arduino.

U ovoj fazi Arduino ploča je učitana s GRBL -om, a postavke za Homing i krajnje sklopke su točne.

Sada morate obavijestiti GRBL na Arduino ploči koje su brzine, dimenzije itd. Neophodne da bi vaš graver otišao.

• povežite svoj Arduino s računalom
• Pokrenite laserGRBL.exe
• kliknite gumb za povezivanje (desno pored polja za brzinu prijenosa)
• upišite $$ u polje naredbe za slanje (ispod polja napredovanja) i pritisnite [Enter]
• Promijenite vrijednosti prema popisu na slici. 4. Samo upišite retke koje morate promijeniti u polje naredbe za slanje (ispod polja napredovanja). Na primjer: upišite $ 100 = 40 [Enter]
• Ponovite ovo za promjenu svih redaka.
• nakon toga možete ponovno upisati $$ da vidite ili su sve šanse točne

Dok izvodite testrun, pogledajte dolje, također morate prilagoditi količinu pojačala koja idu na motore. Za to možete okrenuti mali trimer na obje daske za stepenice, ali prije toga isključite ploču iz napajanja. Preuzmite i pročitajte podatkovnu tablicu koraka! Prilagodite trimere korak po korak dok motori ne rade glatko i nikada nemojte izgubiti korak. Trimeri na mojim daskama su otprilike 3/4 okrenuti udesno.

Sada možete testruni graver da vidite ili svi pokreti rade dobro i, vrlo važno !, ako granični prekidači rade. Ako je aktiviran granični prekidač, stroj prelazi u stanje pogreške. U laserGRBL-u možete pročitati kako riješiti taj softver, $ x ili nešto slično, a sada vam dobro dolazi prekidač za otpuštanje motora: u stanju pogreške vjerojatno je jedan od prekidača još uvijek aktiviran, sada pritisnite prekidač za otpuštanje motora i povucite željeni nosač malo dalje od prekidača da biste ga otpustili. Sada možete "resetirati" i "usmjeriti" stroj.

U osnovi ste sada spremni za prvu vožnju kalibracije.

Korak 13: Kalibrirajte

Sljedeći postupak je izvadak dijela mog "Brzog, prljavog i jeftinog laserskog gravera" koji se može uputiti i može vam biti od pomoći ako imate odstupanja u mjerenjima vašeg rezultata graviranja

Za kalibraciju od 100 USD (x, korak/mm) i 101 USD (y, korak/mm) učinio sam sljedeće:

1. Ispunio sam vrijednost 80 -ak za 100 i 101 dolar
2. onda nacrtam kvadrat zadane veličine, recimo 25 mm u Inkscapeu i počnem gravirati **
3. Prvi rezultat ne smije biti kvadrat odgovarajuće veličine, 25x25 mm.
4. Počnite s osi x:
5. recimo da je A vrijednost koju želite za 100 USD, a B je vrijednost od 100 USD (80), a C vrijednost u Inkscapeu (25), a D je vrijednost koju mjerite na ugraviranom kvadratu (40 ili više)
6. tada je A = Bx (C/D)

U ovom primjeru nova vrijednost za 100 USD (A) je 80x (25/40) = 80x0, 625 = 50

Isto možete učiniti s osi y (101 USD).

Rezultat je prilično točan. Ako koristite potpuno iste motore, remene i remenice za os x i y, vrijednosti od 100 USD i 101 USD bit će iste."

** Ako napravite kalibracijski kvadrat u Inkscapeu, upotrijebite dodatak JTP Laser Tool V1.8 za izradu (vektorske) Gcode datoteke koju možete učitati u laserGRBL. Popunite M04 za uključivanje i M05 za isključivanje lasera u dodatku JTP Laser Tool V1.8!

Korak 14: Spremni

Da je sve u redu sada ste ugravirali kvadrat veličine točno 25 mm.

Sada možete gravirati/izrezivati sve što želite: slike u sivim tonovima, vektorske crteže, uzorke za rezanje itd. I to s velikom točnošću!

slika 1, donji znakovi su vrlo mali (udaljenost između dviju linija na ravnalu je 1 mm)

slika 2, neki prvi rezultati ljestvice sive boje.

slika 3, Prilično točno!

Video prikazuje gravera na poslu.

Korak 15: Posljednji korak

Sada sve radi kako treba. Možete započeti finim podešavanjem opreme s vodilicama kabela i lijepom PCB -om. Napravio sam neke nosače vodiča za kabele koje možete ispisati i koristiti za pričvršćivanje vodilica kabela (datoteka za ispis "LE3 nosači kabela i nosač za PCB").

Ako ipak koristite vodiče za kabele, motorni kabeli duljine 1 metar nisu dovoljno dugi pa morate kupiti duže kabele ili napraviti produžetke kabela (to sam i učinio). Na slikama vidite kako sam iskoristio vodilice kabela (i nosače). Da budem iskren, vođenje kabela znatno olakšava graviranje jer se ne morate bojati izgorjelih kablova ili kabela zaglavljenih između dijelova itd.

Nadam se da vam je ovo uputstvo inspirativno i da će također biti izvor informacija za izradu laserskog gravera. Doživio sam mnogo zabave u projektiranju i izgradnji te znam da biste to trebali učiniti pri izgradnji ove stvari.

Sretna gradnja!