DIY 3D štampani laserski graver sa pribl. 38x29cm Područje graviranja: 15 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

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

Koristite zaštitne naočare koje odgovaraju frekvenciji lasera

Maloprije sam napravio mini laserski graver, baziran na dva CD diska. Nakon toga sam napravio veći na osnovu stvari koje sam ležao u svojoj radionici (pogledajte uputstva za "Brzi, prljavi i jeftini laserski graver"). Mali radi dobro, ali je mali. Veći je veći, ali zbog sviranja u dijelovima nije tako precizan.

Ali sada posjedujem 3D štampač i odlučio sam da ga napravim od nule sa dijelovima koje ću kupiti i dijelovima koje ću sam dizajnirati i štampati. Tako sam i uradio.

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

Da, to je uto, ovo je opet uputstvo za laserski graver. Ali mislim da sve instrukcije koje možete pročitati o nekoj temi dodaju mnogo informacija i drugi ugao gledanja koji vam mogu pomoći da odlučite šta da radite.

I opet je istina, možete kupiti kompletan laserski graver za tu količinu novca (vjerovatno manji), ali zabava da je sami napravite, za mene je neprocjenjiva, kao i znati kako je sve sastavljeno. Osim toga, izgubio sam mnogo zabave u shvaćanju koje dimenzije bi trebale biti za dizajne (priznajem: za inspiraciju sam malo pogledao na internetu gravere koje možete kupiti kao komplet) stvari za štampanje kako biste to učinili rad. Omogućava vam da bolje razumete celu stvar.

U ovom uputstvu ću vam pokazati šta sam kupio, šta sam odštampao i kako je sastavljeno tako da se napravi laserski graver od 38x29 cm (veličina graviranja/rezanja).

Odštampao sam sve delove za štampanje sa svojim Davinci pro 3-u-1 štampačem: plave delove sa PLA i bele stvari (sabirnice na daljinu) sa ABS-om.

Postavke štampača PLA:

• 210 stepeni 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 štampanja i uvlačenja pri 60 mm/s i donjeg sloja pri 20 mm/s)
• obod 5 mm
• nema oslonaca
• omjer ekstruzije 100%

ABS postavke štampača:

normalne postavke ABS -a sa 100% ispunom

Imajte na umu da engleski nije moj maternji jezik i unaprijed se izvinjavam zbog gramatičkih i pravopisnih grešaka.

Korak 1: Opis materijala

Ovo je spisak stvari koje sam kupio:

• 1x ekstruzija aluminijskog profila 2020, dužina 1 m
• 2x aluminijski profil 2040 istiskivanja, dužine 1 m
• 1x osovina promjera 8 mm, dužina oko 44 cm
• 4x aluminijske kutne spojeve s odgovarajućim maticama i vijcima
• 1x serija kliznih matica (gdje ih kupujem, serija je 20 kom. Ne koristite ih sve)
• 12x najlonski točkovi 23 mm (unutrašnja veličina 5 mm) posebno za korištene 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 osovinska spojnica 5 mm - 8 mm
• 2 metra razvodnog remena GT2 6 mm
• 2x koračni motori NEMA17 (1,8 stepeni/korak, 4,0 kg/cm) 42BYGHW609L20P1X2 ili simularni
• 2x kabela koračnog motora, 1 m (ako ćete koristiti vodiče za kabele, trebaju vam duži kabeli)
• 4x granični prekidač, udaljenost rupe 10 mm (štampana montažna ploča je za tu udaljenost)
• 1x Aduino Nano
• 2x stepper drajver DRV8825 sa hladnjakom
• 12x m6 x 30 mm vijci
• 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 + dužini sabirnica na 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 pojaseva i montažnu ploču krajnjeg prekidača

takođe je potrebno:

• 1x kondenzator 100uF
• 1x otpornik 220 ohma
• 1x led
• 1x dugme (prekidač za otpuštanje motora)
• 1x odgovarajuća 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 kada završite izradu matične ploče:

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

Šta treba odštampati:

• LE3 Noge
• LE3 Ispitni kotači za centralnu 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 kabla 20x40 okvir
• ********************** dodano 11. maja 2021 ************************ ******
• **** LE3 motor i suprotna strana s podesivim razmakom osovine ****
• ****
• **** Nakon povećavanja udaljenosti, možete pričvrstiti vanjski držač vijaka pomoću
• **** 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 štampani dijelovi

Ovo su svi odštampani 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 mnogo više. Ali najvažnije je posjedovanje ili pristup 3D štampaču.

Korak 5: Pripreme

Izrežite profile na sljedeće duljine:

• profil 2020: 2 komada po 37 cm svaki
• 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 2040 profilima. Pogledajte sliku. 2

Ovo 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 odštampajte nožice, "LE3 noge" (slika 3), izbušite rupe 6 mm i pričvrstite ih vijcima 8 m6 za okvir.

Kao što vidite, nisam odštampao dijelove potpuno masivne, već sa jedne strane šuplje. Ovo štedi mnogo filamenta i vremena za štampanje, a vrlo je jako! Glatka strana unutra ili van (slika 4) ne pravi razliku u čvrstoći, to je kozmetički izbor.

Korak 7: Provjerite jesu li otisci ispravni i sastavite nosač

Važno je shvatiti koliko tačno štampač štampa. U tu svrhu napravio sam neke probne kalibre:

pa šta učiniti:

1. odštampajte "LE3 autobusi na daljinu" (bijelo na slici 2)
2. ispišite "LE3 Test Calibre pomoćne kotače na centralnoj udaljenosti" i "LE3 kalibar kugličnog ležaja"
3. izbušite rupe za osovine točkova (vijci od 5 mm) bušilicom od 5 mm
4. lijevo na slici. 1 je testni kalibar kako bi se utvrdilo koliko velika rupa za kuglični ležaj mora biti ispisana kako bi mogla dobro prianjati. Postoje tri različite veličine: 21,5, 22 i 22,5 mm. Ovo su vrijednosti koje daju dizajn štampe. Rupa u koju ležaj najbolje pristaje (morate uložiti malo sile da biste je umetnuli) je ona koja vam je potrebna.
5. Desno vidite kalibar kako biste testirali udaljenost između kotača za vođenje. Važno je da nema razmaka između okvira 2040 i točkova. To možete shvatiti ovim kalibrom. Jednostavno pričvrstite tri kotača s vijcima od 5 mm i odstojnicima na njih te isprobajte na kojoj se udaljenosti (58 ili 59 mm) okvir pomiče s određenim otporom kroz kotače.

Bilješka:

u dizajnu štampe koristio sam 22,5 mm za rupu za nošenje kugle i razmak 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", prvo izbušite rupe na obje ploče.

Sastavite nosač (slika 2).

Potreban vam je okvir 2040, dugačak 42 cm i 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 jednoj od ploča (koristite podloške od 5 mm između sabirnica i kotača, kotači se moraju slobodno okretati!)
3. prilikom postavljanja 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 sa 4 m6 vijka okvir 2040 između ploča

Sada možete premjestiti 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 ove mašine. Od sada ću stoga biti manje proširen i isticat ću samo važne stvari. Slike takođe mnogo govore.

Korak 8: Axel i motor

1. Za pričvršćivanje motora na ploču upotrijebite 4 sabirnice za velike udaljenosti (morate odrediti pravu duljinu vijaka, ovisno o tome koliko su duboke rupe u motoru)
2. postavite ležaj na mesto
3. gurnite osovinu od 8 mm kroz ležaj i istovremeno postavite remenice od 8 mm i fleksibilnu spojnicu osovine 5 mm-8 mm na os
4. pričvrstite sve na svoje mjesto tako da zupci remenice budu točno iznad utora okvira

Korak 9: Nosač lasera/motora i pojasevi

Nosač lasera/motora:

• Ispis "LE3 držač laserskog motora"
• Štampa "LE3 držač pojasa 20x40 okvir"
• Izbušite držače pojasa na 3,2 mm i utisnite navoj od 4 mm u rupe
• izbušite rupe lasera/držača motora do odgovarajućih prečnika. Dodatne rupe na laserskoj strani služe za oblikovanje univerzalne laserske montažne ploče koju još nisam dizajnirao.
• kompletno sastavite držač lasera/motora
• privremeno oduzimanje 2040 profila kočije
• gurnite profil kroz kotače. U redu je ako morate pritisnuti prilično jako da profil profil postavite. Kad držim okvir okomito na tlo, čak i sa sklopljenim motorom, gravitacija neće pomaknuti laser/držač motora.
• s obje strane staviti držač pojasa
• ponovo postavite profil sa 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. provucite pojas ispod kotača i preko remenice kao na slici. 2
2. povežite pojas s obje strane ispod držača pojasa (provjerite imate li dovoljnu dužinu pojasa da biste mogli uhvatiti komad pojasa s obje strane)
3. s jedne strane gurnite držač pojasa što je moguće bočnije i pričvrstite vijak (nije potrebno pričvrstiti ga vrlo čvrsto)
4. sada učinite isto s druge strane i istovremeno povucite pojas tako da postoji razumna napetost između remenice i kotača

Učinite isto za dva pojasa kolica (slike 3 i 4), ali s tom razlikom što 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 se pobrinite da nakon zatezanja dva pojasa nosač bude potpuno pod pravim kutom!

ps

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

Korak 10: Granični prekidači + držači

Prvo štampanje:

• Montažna ploča graničnog prekidača LE3 okvir 20x40
• LE3 držač kabla 20x40 okvir

Na slici. 1 i 2 vidite montirane krajnje prekidače 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 prilično obavljeni.

Već možete spojiti prekidače i pomoću kopči za kablove učvrstiti žice u bočnim otvorima okvira.

Korak 11: Elektronika

• Pic. 1 shematski prikazuje veze između dijelova
• Pic. 2 kako bi veze s matičnom pločom trebale biti.
• Pic. 3 i 6 u stvarnom životu
• Pic. 4 žičanu stranu ploče za izradu prototipova koju sam napravio
• Pic. 5 strana dela. Obratite pažnju na sve priključke ženskog zaglavlja za Arduino, upravljačke ploče i sve žičane veze. Ove veze omogućuju lakše uklapanje ploča (kada je to potrebno).

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

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

Pomoću ovih kratkospojnika možete lako postaviti rezoluciju koraka:

M0 M1 M2 Rezolucija

• niska niska niska Puna
• visoko nisko nisko Pola
• 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 matičnoj ploči ili shemi, ali ste dobili ideju i sami ih možete implementirati ako je potrebno.

Možete preskočiti ove kratkospojnike i trajno postaviti rezoluciju koraka na željenu rezoluciju koraka. Do sada nisam mijenjao postavke skakača: 1/8 rezolucija radi dobro!

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

Ps.

imajte na umu da su mi, u scematici, dva konektora (5 žica i 4 žice) bili neophodni jer sam svoj laserski sistem izgradio s posebnim ventilatorom za hlađenje. Ali ako imate laserski modul i ne želite regulirati napajanje 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 biblioteka)
• 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 mnogo informacija o tome kako instalirati, preuzeti i koristiti ove programe.

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

1. nakon preuzimanja GRBL v1.1 otvorite config.h sa Notepad ++ (config.h možete pronaći u direktoriju GRBL)
2. pronađite linije 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. sačuvajte datoteku

Sada učitajte GRBL biblioteku u svoj Arduino nano kontroler:

1. povežite svoj Arduino sa računarom
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) na GRBL direktoriju (direktorij u kojem ste promijenili datoteku config.h)
7. kliknite Otvori
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 kompajliranje. Kada završite, zanemarite poruku o premalom memorijskom prostoru i zatvorite Arduino program.

U ovoj fazi Arduino ploča je učitana sa GRBL -om i postavke za Homing i krajnje sklopke su ispravne.

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

• povežite svoj Arduino sa računarom
• Pokrenite laserGRBL.exe
• kliknite na dugme za povezivanje (desno pored polja za brzinu prijenosa)
• upišite $$ u polje naredbe za slanje (ispod polja napredovanja) i pritisnite [Enter]
• Promijenite vrijednosti prema popisu na slici. 4. Samo upišite redove koje treba promijeniti u polje naredbe za slanje (ispod polja napredovanja). Na primjer: upišite $ 100 = 40 [Enter]
• Ponovite ovo za promjenu svih redova.
• nakon toga možete ponovo upisati $$ da vidite ili su sve šanse tačne

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, mašina prelazi u stanje greške. U laserGRBL-u možete pročitati kako riješiti taj softver, $ x ili nešto slično, a sada vam dobro dolazi prekidač za otpuštanje motora: u stanju greške 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" mašinu.

U osnovi, sada ste spremni za prvu probu kalibracije.

Korak 13: Kalibrirajte

Sljedeći postupak je odlomak dijela mog "Brzog, prljavog i jeftinog laserskog gravera" koji se može uputiti i može biti od pomoći ako imate odstupanja u mjerenjima grafičkog učinka

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

1. Popunio sam vrijednost 80 -ak za 100 i 101 dolar
2. onda nacrtam kvadrat određene veličine, recimo 25 mm u Inkscape -u 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 Inkscape -u (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 tačan. Ako koristite potpuno iste motore, remene i remenice za osi x i y, vrijednosti od 100 USD i 101 USD bit će iste."

** Ako napravite kalibracijski kvadrat u Inkscape -u, 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 tačno 25 mm.

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

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

slika 2, neki prvi rezultati skale sive boje.

pic. 3, Prilično tačno!

Video prikazuje gravera na poslu.

Korak 15: Posljednji korak

Sada sve radi kako treba. Možete započeti finim podešavanjem uređaja pomoću vodilica za kabele i lijepe PCB -a. 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 dugački 1 metar nisu dovoljno dugi pa morate kupiti duže kabele ili napraviti produžetke kabela (to sam i učinio). Na slikama vidite kako sam koristio vodilice (i nosače) kabela. Da budem iskren, vođenje kabela olakšava graviranje jer se ne morate bojati izgorjelih kablova ili kabela zaglavljenih između dijelova itd.

Nadam se da je ovo uputstvo inspirativno za vas i da će 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.

Srećna gradnja!