Самодельный лазерный гравёр: создание из принтера или dvd своими руками

Прошивка GRBL

Скачать GRBL, https://github.com/gnea/grbl
Распакуйте на рабочий стол папку grbl-master, вы найдете ее в файле master.zip
Запустите Arduino IDE
В меню панели приложения выберите: Sketch -> #include Library -> Add Library from file.ZIP
Выберите папку grbl, которую вы можете найти внутри папки grlb-master, и нажмите Open
Теперь библиотека установлена и программное обеспечение IDE покажет вам следующее сообщение: Библиотека добавлена в вашу библиотеку. Проверьте меню «Включение библиотек».
Затем откройте пример под названием «grbl upload» и загрузите его на свою платформу arduino.

Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала. Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна составлять не менее 12 мм.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Фото-4

Фото-5

Фото-6

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра. Необходимость применения стержней именно такого диаметра объясняется тем, что в таком случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не будет провисать.

Изготовление подвижной каретки

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Сборка корпуса

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом. На поверхности такого кронштейна, где будет располагаться основание электромотора, сверлят 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два остальных – для крепления кронштейна к корпусу при помощи обычных саморезов.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя. Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Фото-4

Фото-5

Фото-6

Делать мощный лазер из DVD-RW привода своими руками(часть 2-монтаж)

Всем привет! В прошлой статьи мы уже сказали демонтаж DVD-RW и сегодня мы будем изучать монтаж лазер. Сечай давайте начнём!

Сборка схемы

Это является важным шагом, если допускать ошибку в этом шаге, то нам пришлость начать с азов. Теперь перейдем к схеме. Она необходима для контроля мощности лазера. В противном случае он просто сгорит мощные лазерные указки купить.

Мы не заморачивались и сделали навесной монтаж.

Питание

Это тоже важно. Безусловно, лазер не будет работать, если без питания. Питать нужно от 3,7в

Для переносного Мощная Зеленая лазерная указка 300mw отлично подойдут аккумуляторы от мобильных телефонов, соединенные параллельно

Питать нужно от 3,7в. Для переносного Мощная Зеленая лазерная указка 300mw отлично подойдут аккумуляторы от мобильных телефонов, соединенные параллельно.

Мы же воспользовались стабилизированным блоком питания.

Предостережение

Следует заранее предупредить о безжалостности лазера к сетчатке глаза. При работе с Зеленая лазерная указка 100 мвт купить нужно обязательно пользоваться специальными очками. Вы спросите, зачем я это все пишу, ведь все равно никто этого делать не будет? Ну а вдруг! Вдруг найдется хоть один разумный человек и наденет таки специальные очки при обращении с лазером. И один или даже два глаза эти строки спасут!

У нас же таковых очков не оказалось и мы все делали на свой страх и риск. А вот красные очки, в отличие от очков для безопасности, позволят лучше увидеть сам Зеленая лазерная указка 20 мвт.

Пробный запуск Подключив питание, видим потребление 200мА и пучок яркого света.

В темноте работает как фонарик.

Линза для фокуссировки Луч получился совсем не «лазерный». Нужна линза для регулировки фокусного расстояния. Для начала вполне подойдет линза из того же привода.

Через линзу получается сфокусировать луч, но без жесткого корпуса занятие утомительное.

О монтаже достаточно окочилось, в части 3 будет заканчивать всё.

https://lasersru0529.mypage.ru/sam_delat_moshnuu_lazeruu_ukazku_za_vecherchast_2.html

https://lasersru0529.myblog.by/2015/08/21/sam-delat-moshhnuyu-lazeruyu-ukazku-za-vecherchast-2/

https://lasersru.moyblog.net/2015/08/21/laser-pointer-will-be-wearing-cat-trauma/

Детали используемые для драйвера:

Arduino nano.
2x A4988 Драйверы шаговых двигателей.
1x IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор.
1x LM7805 Регулятор напряжения с радиатором.
1x 47 Ом и 1x 10 кОм резистор.
1x 1000 мкФ 16 В конденсатор.
1x 2,5 мм JST XH-Style 2-контактный разъем.
Штыри заголовка мужского и женского пола.
1x (20 мм х 80 мм пустой печатной платы).

В GRBL защищены цифровые и аналоговые пины Arduino.

Шаговый контакт для осей X и Y прикреплен к цифровым контактам 2 и 3 соответственно. Вывод «Dir» для осей X и Y прикреплен к цифровым выводам 5 и 6 соответственно. D11 для лазерного включения. Arduino получает питание через USB-кабель. Драйверы A4988 через внешний источник питания. Все основание имеет общие связи. VDD A4988 подключены к 5V Arduino. Лазер, который использовался, работает на 5 В и имеет встроенную цепь постоянного тока. Для источника постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания используется регулятор напряжения LM7805. Радиатор является обязательным. IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор работает как электронный переключатель, когда получает цифровой высокий сигнал с контакта D11 Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: используем 5 В от Arduino Nano

А можно сделать и лазерный гравер

Для построения лазерного модуля ставится программная цель: он должен иметь легкую фокусировку, достаточно жесткую конструкцию, и его изготовляют, используя лишь подручные материалы.

Стоит просмотреть краткую инструкцию, предложенную еще одним домашним мастером.

Нужно будет запастись такими комплектующими:

электромотором от DVD привода;
лазерным диодом и пластмассовой линзой из dvd привода (до 300 Мвт, чтобы она не расплавилась);
металлической шайбой с внутренним диаметром 5 мм;
тремя винтиками и таким же количеством маленьких пружинок от ручки с шариковым стержнем.

В таком гравере – два механизма перемещения, вертикальное перемещение для лазера не понадобится. Лазерным светодиодом пользуются как режущим или выжигающим инструментом.

ВНИМАНИЕ! Надо знать тонкости лазера. Даже его случайный отблеск может навредить зрению

Нужна предельная осторожность. Поскольку диаметры лазерного диода и отверстия в корпусе двигателя немного отличаются, меньшее придётся расширить

Проводники, припаянные к диоду, следует заизолировать при помощи термоусадочной трубки

Поскольку диаметры лазерного диода и отверстия в корпусе двигателя немного отличаются, меньшее придётся расширить. Проводники, припаянные к диоду, следует заизолировать при помощи термоусадочной трубки.

Диод запрессовуют в отверстие, чтобы был достигнут хороший термоконтакт между ними. Лазерный диод сверху можно закрыть гильзой из латуни, взятой из данного двигателя. В шайбе под винты делают три выреза. Линза, вставленная в отверстие шайбы, аккуратно приклеивается, избежав попадания на нее клея.

Объектив крепится к корпусу. Убедившись, что он способен свободно перемещаться вдоль болтов, положение фиксируется. Пользуясь винтами, выполняют фокусировку луча, как можно точнее. Такой лазер из dvd приводов применяют в граверной технике.

Принцип работы самодельной гравировальной установки

Самодельный гравер предложенной конструкции работает по следующему принципу. Вращение от электродвигателя посредством шкивов и резинового пассика передается на гибкий вал, который, в свою очередь, сообщает его рабочей насадке и зафиксированному в ней инструменту.

Гравировальная машинка своими руками может быть изготовлена и в другом конструктивном исполнении, которое предполагает, что гибкий вал соединяется с электродвигателем посредством переходной муфты. Одним концом такая муфта насаживается на вал электродвигателя и надежно фиксируется на нем при помощи штифта, а в квадратное отверстие, выполненное на ее втором конце, вставляется подвижный сердечник гибкого вала.

Устройство простейшего самодельного гравера

После того как все конструктивные элементы будущего самодельного гравера подготовлены, приступают к его изготовлению.

Для надежного и устойчивого крепления всех элементов конструкции гравера необходимо сделать простейшую станину-основание, для чего можно использовать лист текстолита или толстой фанеры, вырезав из него кусок требуемого размера. На заранее размеченных местах на поверхности такого основания крепятся электродвигатель и кронштейн с хомутом, в котором будет фиксироваться задний наконечник гибкого вала. После затягивания крепежной гайки на хомуте кронштейна конец гибкого вала должен надежно в нем зафиксироваться.
Заранее подготовленные шкивы, которые также можно снять со старой бытовой техники, фиксируются на валу электродвигателя и на подвижном сердечнике гибкого вала. Чтобы выполнить такую фиксацию, необходимо во фланцевой части шкивов и на валах просверлить отверстия, в которые затем будут вставлены штифты. Обеспечить надежность соединения поможет обычная эпоксидная смола. Передача вращения от электродвигателя гибкому валу, осуществляемая при помощи шкивов и пассиков, удобна тем, что, изменяя диаметры используемых шкивов, можно регулировать частоту вращения, сообщаемого гроверу.
Заключительными этапами изготовления гравера предложенной конструкции являются установка резинового пассика на шкивы гибкого вала и электродвигателя, подключение мотора к электрическому питанию, фиксация рабочей насадки с инструментом на переднем конце гибкого вала и тестирование готового устройства.

Чтобы сделать свой гравер более безопасным в эксплуатации, изготовьте для его электродвигателя и ременной передачи компактный кожух (можно использовать обычную фанеру). Поскольку руки при работе с устройством заняты удерживанием обрабатываемого изделия и рабочей насадки, можно оснастить гравер ножной педалью для его включения и выключения. Основным элементом такой педали, корпус которой также часто делают из фанеры, является обычная толчковая кнопка.

В качестве привода для гравера можно использовать болгарку с «полетевшим» редуктором.

Процесс сборки

Рамка рабочего стола – размеры и допуски

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Фото-4

Фото-5

Фото-6

Изготовление подвижной каретки

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Сборка корпуса

Установка шаговых двигателей

Фото-1

Фото-2

Фото-3

Фото-4

Фото-5

Фото-6

Как сделать еще более мощный лазер?

Если вам необходим резак по дереву или пластику, мощности стандартного диода из ДВД привода недостаточно. Понадобиться либо готовый диод мощностью 500-800 мВт, либо придется потратить много времени на поиски подходящих DVD приводов. В некоторых моделях LG и SONY устанавливаются лазерные диоды мощностью 250-300 мВт.

Главное – что подобные технологии доступны для самостоятельного изготовления.

Пошаговая видео инструкция рассказывающая как сделать своими руками лазер из ДВД привода

Лазерные указки, с которыми многие из нас игрались в детстве, вполне можно сделать своими руками в домашних условиях. А можно создать достаточно мощное приспособление, которое способно прожигать своим лучом предметы. И для этого нам потребуется лазерный диод, который можно извлечь из DVD-RW проигрывателя.

Лазерный диод, взятый из DVD

Из этой статьи вы узнаете последовательность работы создания самодельного лазерного устройства, обладающего значительной мощностью.

Что собой представляет лазерное устройство для фигурной резки?

Технология лазерной гравировки позволяет переносить рисунки в объеме на лист фанеры. Этот способ является инновационным, однако уже заслужил популярность среди плотников и домашних мастеров.

В основе воздействия луча лежат микроразрушения древесины, сходные по интенсивности со сваркой. При воздействии высокой температуры контактный участок подвергается выгоранию.

Установка, являющаяся ключевой деталью устройства, осуществляет лучевое воздействие лазера. Для обработки используются углеводородные лазеры, следовательно, собрать станок лазерной резки своими руками без этой детали невозможно.

Разбор привода

Имея перед собой привод, первым делом снимают верхнюю крышку, открутив 4 винта. Затем извлекают подвижный механизм, который находится в центре и соединён с печатной платой гибким шлейфом. Следующая цель – лазерный диод, надёжно впрессованный в радиаторе из алюминиевого или дюралевого сплава. Перед его демонтажем рекомендуется обеспечить защиту от статического электричества. Для этого выводы лазерного диода спаивают или обматывают тонкой медной проволокой.

Далее возможны два варианта. Первый подразумевает эксплуатацию готового лазера в виде стационарной установки вместе со штатным радиатором. Второй вариант – это сборка устройства в корпусе переносного фонарика или лазерной указки. В этом случае придётся приложить силу, чтобы раскусить или распилить радиатор, не повредив излучающий элемент.

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:

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

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

Принцип работы координатной системы

Основа станка – мощная рама. За основу берется идеально ровная поверхность. Она же служит рабочим столом. Второй базовый элемент – это каретка, на которой закрепляется инструмент. Это может быть дремель, ручной фрезер, лазерная пушка – в общем, любое устройство, способное обрабатывать заготовку. Каретка должна двигаться строго в плоскости рамы.

Для начала рассмотрим двухмерную установку

В качестве рамы (основы) для станка ЧПУ, сделанного своими руками, можно использовать поверхность стола. Главное, после юстировки всех элементов, конструкция больше не перемещается, оставаясь жестко прикрученной к основе. Для перемещения в одном направлении (условно назовем его X), размещаются две направляющих. Они должны быть строго параллельны друг другу. Поперек устанавливается мостовая конструкция, также состоящая из параллельных направляющих. Вторая ось – Y.

Задавая вектора перемещения по осям X и Y, можно с высокой точностью установить каретку (а вместе с ней и режущий инструмент) в любую точку на плоскости рабочего стола. Выбирая соотношение скоростей перемещения по осям, программа заставляет инструмент двигаться непрерывно по любой, самой сложной траектории.

Рама станка из ЧПУ сделана руками умельца, видео

Существует еще одна концепция: каретка с инструментом закреплена неподвижно, перемещается рабочий стол с заготовкой. Принципиальной разницы нет. Разве что размеры основания (а стало быть, и заготовки) ограничены. Зато упрощается схема подачи питания на рабочий инструмент, не надо беспокоиться о гибких кабелях питания.

Популярное: Все о характеристиках строительного фена: рейтинг лучших моделей

Решение может быть комплексным: по одной оси движется стол, по второй оси – каретка с рабочей головкой.

С помощью такой системы можно обрабатывать изделия «непрерывной линией разреза». Что это означает? Режущая головка, расположенная в плоскости заготовки, начинает работу от края, и проходит всю фигуру непрерывным распилом. Это ограничивает возможности, но двухмерный станок ЧПУ по дереву проще сделать своими руками. Вертикальная позиция головки устанавливается вручную.

Важно! Режущий инструмент должен иметь свободу перемещения по вертикальной оси. Иначе невозможно будет работать с насадками разного размера

Устройство и принцип работы

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

P (positive) область.
P — N переход.
N (negative) область.

https://youtube.com/watch?v=ev1Yo7i07J8

Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.

При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

Особенности использования контуров

Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате. Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.

При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, уже переведенный в векторный формат, необходимо преобразовать еще раз, чтобы его смог корректно воспринимать контроллер гравировальной установки. Для такого преобразования используется программа Inkscape Laserengraver.

Как можно использовать Arduino

Небольшую плату, имеющую собственный процессор и память, контакты – Ардуино – используют в процессе проектирования электронных устройств. Своего рода, это – электронный конструктор, имеющий взаимодействие с окружающей средой. Через контакты к плате можно подключить лампочки, датчики, моторы, роутеры, магнитные замки к дверям – всё, что питается от электричества.

Arduino эффективно для разработки программируемых устройств, которые могут многое:

прокладывать маршрут движения устройства (чпу станок),
в партнёрстве с Easydrivers, можно осуществлять управление шаговыми двигателями станка,
через эту открытую программируемую платформу можно осуществлять ПО персонального компьютера,
подключение к Arduino датчика движения Line Track Sensor позволит отслеживать белые линии на темном фоне и наоборот,
его используют для построения робота и различных узлов станков,
выполняют ограничение шаговых моторов (при выезде за границу).