DIY goedkope en stevige lasergraveerder. 15 stappen (met afbeeldingen) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

In deze instructables laat ik je zien hoe ik mijn eigen doe-het-zelf lasergraveerder heel goedkoop heb gemaakt. Ook zijn de meeste onderdelen ofwel geborgen uit oude dingen of zijn ze erg goedkoop. Dit is een zeer interessant project voor elke elektronica-hobbyist. Deze graveur kan hout, karton, vinylstickers etc. graveren en ook voor het snijden van papier dankzij de 250 mW laser die we gaan gebruiken.

Als deze instructables je op enigerlei wijze helpt bij het maken van je eigen lasergraveerder, deel je project dan met mij. dat zal me meer dan gelukkig maken.

Stap 1: Benodigde onderdelen/materialen en gereedschappen

• 2x - Oude dvd-drives om het stappenmotormechanisme te redden.
• 1x - GRBL shield v4 (kan ook andere versies gebruiken).
• 2x - A4988 stappenmotor drivers.
• 1x - 250 mw 650 nm laser met verstelbare lens (van banggood.com)
• 12v 2-2,5 Ampère voeding.
• Blanco pcb voor het maken van een laserdrivercircuit.
• Mannelijke en vrouwelijke kopteksten.
• 1x - 47 ohm weerstand.
• 1x- 100k ohm weerstand.
• 1x - IRFZ44N mosfet voor de laserschakelactie.
• Sommige neodymium magneten.
• Acryl plaat.
• M3 schroeven en moeren.
• Laser veiligheidsbril.
• 1x - Arduino Nano.

BENODIGDE GEREEDSCHAPPEN:

• Boor.
• Heet lijmpistool.
• Zaag voor het snijden van acryl.
• Bestand voor afwerking.
• Tafel bankschroef.
• Schroevendraaier kruiskop en platte kop.
• Soldeerbout.

Stap 2: Het bergen van het stepper-mechanisme en neodymium-magneten

Er zijn twee stappenmechanismen nodig voor respectievelijk de x- en de y-as, die kunnen worden geborgen uit twee gebruikte dvd-stations. Het bergen van het stappenmechanisme en de neodymiummagneten is vrij eenvoudig. Je kunt het gemakkelijk redden door de cd-driver te openen met een kruiskopschroevendraaier.

Zorg ervoor dat u geen onderdelen beschadigt die verband houden met het project terwijl u de vereiste onderdelen uit de dvd-stations haalt.

Als je niet bekend bent met hoe dit te doen, laat ik een link achter van een YouTube-video die laat zien hoe je de respectieve onderdelen kunt redden.

Stap 3: Het maken van de basis voor de machine

Voor het maken van de basis gebruik ik 4mm transparante acrylplaat. De grootte van de acrylplaat is ongeveer 9 inch x 6,6 inch.

Nu zullen we onze standaard moeten maken voor het monteren van de y-as met deze acrylbasis.

Laat 1 inch vanaf de bovenkant en 1,5 inch vanaf de zijkant en plaats het stappenmechanisme op de basis. Markeer nu de respectievelijke gaten en boor ze om het y-as stepper-mechanisme te verzamelen.

Deze metingen zijn niet zo belangrijk. u kunt uw eigen ruimte gebruiken volgens uw behoeften.

Ook heb ik deze basis uitgerust met 4 siliconen rubberen pads zodat de basis stevig op de grond blijft of waar deze ook wordt geplaatst.

Stap 4: Stappenspoel en bedrading identificeren

• De dvd-stappenmotoren zijn bipolaire stappenmotoren bestaande uit twee spoelen en 4 draden.
• We moeten de draden van de spoel 1 en 2 identificeren.
• Voor het identificeren van de stappenmotorspoel gebruiken we een continuïteitstester die ons een licht van twee draden zal laten zien die dezelfde spoel overwegen.
• Volgens ons grbl-schild zijn het vier mannelijke headers waarvan de bedrading als volgt is.

1A 1B 2B 2A

Hieruit blijkt dat 1A & 1B deel uitmaken van de spoel 1 en 2A & 2B deel uitmaken van de tweede spoel

OPMERKING - Afbeeldingen voor elk proces worden gegeven, dus zorg ervoor dat u het grondig bekijkt, zodat het gemakkelijker te begrijpen is

Stap 5: Het maken van het belangrijkste graveerplatform

• Voor het maken van het platform voor het graveren ga ik enkele 2 mm dunne acrylplaatstukken van 40 mm x 22,5 mm gebruiken.
• Ik zal soortgelijke stukken van de bovenstaande grootte gebruiken, zodat ik een hoogte van ongeveer 6 mm zou kunnen creëren.
• Bevestig nu de stukken een voor een op elkaar met behulp van wat hete lijm.
• Zodra het geheel is vastgelijmd, moet het worden bevestigd aan de basis van het stepper-aandrijfmechanisme.
• Dit zorgt ervoor dat er voldoende ruimte is tussen het stappenmotormechanisme en het basisplatform dat we gaan installeren.
• Voor mannen

Stap 6: Het maken van de structuur voor de Y-as

• Voor het maken van de standaard voor de y-as en het creëren van ruimte tussen het mechanisme en de basis heb ik vier afstandhouders gebruikt die ik heb gemaakt door een pen te snijden met een mes. De lengte van de pacers die we nodig hebben is ca. 25 mm, wat voldoende is om voldoende ruimte te creëren tussen de basis en het mechanisme.
• Gebruik nu m3-schroeven en plaats ze van onder de acrylbasis zoals weergegeven in de afbeelding.
• Gebruik nu enkele ringen zowel boven als onder het mechanisme en zet het y-as-stapmechanisme vast met behulp van moeren
• Zorg ervoor dat de schroeven goed vast zitten

Stap 7: Het maken van de structuur voor de X-as

• Na het maken van een studiebas voor de y-as, is het nu de beurt aan het maken van een lichtnet voor de X-as.
• Voor het maken van de structuur voor de X-as gebruik ik plaatwerk van 1,5 mm dikte. Het materiaal is roestvrij staal.
• Je kunt het goedkoop krijgen van schroot.
• U kunt ook andere materialen gebruiken, zoals aluminium hoeken enz. Het is aan u welke middelen het beste voor u beschikbaar zijn.
• Voor het maken van de stand vragen wij twee prijzen van deze staalplaat van elk 30 mm breed. Dus met behulp van een opbergbaar meetinstrument zullen we de lijnen markeren.
• Hierna zullen we deze voor beide stalen strips in een hoek van 90° moeten buigen op een afstand van 80 mm.
• Het enige wat nu nog nodig is, is om deze stroken af te snijden en te buigen in een hoek van 90°
• Voor het snijden van de strips heb je misschien wat gereedschap nodig, zodat je een werkplaats hebt die goed zal zijn, anders kun je hulp krijgen van iemand die een werkplaats heeft.
• Zorg er na het snijden voor dat de zijkanten van de staalplaat goed zijn afgewerkt en zorg ervoor dat niemand pijn doet.
• Voor het buigen van de stroken kunt u het werkstuk in een tafelbankschroef vangen en met behulp van een hamer kunt u het echt 90° buigen
• Controleer gewoon of de bocht precies 90° is of niet door een vast vierkant te gebruiken.
• Een onjuiste buiging zal uw werk alleen maar vergroten, dus dit proces zou perfect moeten zijn.

Stap 8: De elektronica

• Hier komt het belangrijkste deel van het project.
• Om de machine te laten draaien hebben we een voeding nodig van 12v 2 - 2,5 Ampère.
• We moeten de Arduino Nano- en 2 A4988-stuurprogramma's op de CNC GRBL-schild v4 op de juiste manier instellen, zoals weergegeven in de afbeelding.
• Als de uitlijning niet correct is en er wordt geleverd, kan dit de stepper-drivers of de microcontroller beschadigen.
• Na een goede uitlijning van de drivers en de Nano moeten we hem aansluiten op de voeding en de pc en testen of de as in de betreffende richting beweegt of niet.
• In mijn geval, toen ik het probeerde, reageerde het schild niet op mijn commando's van de laser GRBL-software.
• Vervolgens heb ik de aansluitingen op het schild gecontroleerd aan de hand van het schakelschema dat ik op internet vond.

OPMERKING - Er was een fabricagefout met mijn schild. Voor rectificatie probeerde ik hetzelfde met het schild van mijn vriend en ontdekte dat hij ook hetzelfde probleem heeft. Dus heb ik opnieuw de stap- en richtingspinnen van de A4988 van respectievelijk de X- en de Y-as gesoldeerd.

Na het opnieuw solderen van de stap- en richtingspennen kon ik de x- en de y-as perfect uitvoeren

Stap 9: Schema voor laserschakelcircuit

• De laser wordt geschakeld met behulp van een n-kanaals mosfet Irfz44.
• De digitale pin 11 van de arduino Nano is verbonden met de poort van de mosfet met behulp van de weerstanden die in het schema worden getoond.
• De laser werkt met 5 volt dus een LM7805 spanningsregelaar wordt gebruikt voor de voeding.

Stap 10: rubberen voetjes aan de basis toevoegen

• Om de structuur stevig te maken, moeten we wat rubberen pads toevoegen.
• Voor de rubberen pads gebruik ik een 3,5 mm dikke laag siliconenrubber en snij ik vier van de ronde rubberen pads met een diameter van 20 mm.
• Nu moeten we deze rubberen pads aan de basis van onze machine bevestigen. Om dit op de ondergrond te verlijmen gebruiken we synthetisch rubberlijm FEVIBOND.
• Lijm moet gelijkmatig op beide oppervlakken worden aangebracht. Na het aanbrengen van de lijm de rubberen pad op de ondergrond plakken en minimaal 30 minuten laten drogen.
• Het toevoegen van deze pads is niet nodig, maar het zal helpen wanneer de machine op ruwe oppervlakken wordt geplaatst.
• Dit zal ook de acrylbasis beschermen tegen krassen.

Stap 11: Stappenmotorkalibratie en stappen / mm-berekening

• Voor het kalibreren van een machine met stappenmotoren zijn enkele berekeningen vereist. Deze berekeningen zijn verschillend voor verschillende stappenmotoren.
• Dus je moet berekenen voor je stappenmotor.
• Steps/mm = Steps/Revolutie * (micro stepping van de a4988)
• Stappen/omwenteling = 360/staphoek
• Voor mijn stappenmotoren, Steps/Rev = 192
• Daarom is Stap/mm = 192 * 1/16 = 12 Stappen/mm.
• Nu kunnen deze waarden worden toegevoegd in de grbl-instellingen van de lasergrbl-software.

Stap 12: GRBL-bibliotheek uploaden en Laser GRBL instellen

GRBL UPLOADEN NAAR DE ARDUINO -

• Om deze machine te laten werken, moeten we de grbl-bibliotheek uploaden naar de Arduino.
• Via deze link kunt u de bestanden downloaden.
• github.com/grbl/grbl
• Na het downloaden moet je het bestand uitpakken.
• Na het uitpakken moet je de map op de volgende locatie plaatsen: Programmabestanden->Arduino->Bibliotheken. Plak het op deze locatie.
• Open nu de Arduino ide en sluit de Arduino nano aan en selecteer de juiste poort. Voeg nu de grbl-bibliotheek toe en upload deze naar de Arduino.

DE LASERGRBL-SOFTWARE INSTELLEN-

• Open de LASERGRBL-software en sluit de Arduino aan op de pc.
• Zorg ervoor dat u de juiste baudrate 11500 selecteert.
• Voorzie nu de schakeling van de 12v 2,5 Ampère. Na het geven van de voeding moeten beide stappenmotoren worden vergrendeld en mogen niet vrij zijn.
• Klik nu op de knop Verbinden.
• Klik nu op bestand>Bestand openen>Selecteer het bestand dat u wilt graveren>Klik op OK.
• Nu kunt u de afbeelding instellen volgens uw behoeften. In mijn geval gebruik ik de afbeelding vectoriseren en geen van de vulling gebruiken.

Stap 13: De laser scherpstellen en beginnen met graveren

• Nu moeten we de laser op de x-as monteren met behulp van wat hete lijm.
• Nu moeten we een werkstuk onder de laser houden op het y-platform dat we eerder hebben gemaakt.
• Nu proberen we langzaam de lens van de laser te draaien en proberen er een meer gefocuste straal van te maken.
• Zorg ervoor dat de punt van de laserstraal zo klein mogelijk is.
• Zodra de laserstraal voldoende is gefocust om het werkstuk te verbranden, zou u wat rook moeten kunnen zien die ervoor zorgt dat het werkstuk is gaan branden.
• Ik heb een video geüpload van hoe je dit moet doen als je het niet zeker weet.
• Zodra deze stap is voltooid, beginnen we eindelijk te graveren wat we maar willen.
• Voor de eerste keer graveren gebruik ik de afbeeldingen van enkele eenvoudige geometrische vormen die ons de nauwkeurigheid van de machine zullen laten zien.
• Na wat meer graveren en beetje bij beetje aanpassen van het systeem kreeg ik eindelijk wat schone en nauwkeurige resultaten.

Stap 14: Materialen die gegraveerd kunnen worden

1. Karton.
2. Hardboard.
3. MDF.
4. Hout.
5. Zwakkere kunststoffen.

Materialen die kunnen worden gesneden.

1. Papier.
2. Vinylstickers.

Stap 15: Video's graveren

Hier zijn een paar graveervideo-timelapses voor jou!