Лазерный гравер своими руками из струйного принтера. Лазерный гравер из старых DVD-Rom. Изготовление гибкого вала

Шаг 6: Подготовка arduino

Когда я взялся за arduino, я начал с того, что стал писать свое программное обеспечение.
Но в процессе того, как я начал искать пути управления движением через серийный порт, я наткнулся на нечто, что называлось "GRBL ". Оказывается это интерпретатор g-кода с большим количеством интересных функций.

У меня все уже было подключено к arduino и поэтому я должен был сделать одну из двух вещей: либо поменять местами подключения, либо изменить что-либо в кодею
Оказалось что гораздо проще изменить выводы управления в программе.

ВАЖНО:
Текущая версия Grbl(0.6b) имеет ошибку в системе очередей.Лазер включается и сразу выключается (M3, M5).
Команды не помещаются в очередь и лазер включается и сразу выключается, как только arduino получает команды.
Это будет решено -но когда, - точно не могу сказать... Вместо этого, мы делаем вот что:

вы можете использовать источник вот отсюда , или же просто взять готовый скомпилированный hex. файл, который я использовал . Это должно решить данную проблему до тех пор, пока не выйдет новая версия Grbl.

Несмотря на то, какой бы путь вы выберете, - в конечном итоге вы должны иметь hex. файл, который вы должны загрузить в дальнейшем в arduino.

Я испробовал несколько различных путей, и тот, который мне понравился больше всего, это когда я использовал программу Xloader .

Программирование является довольно-таки прямолинейным.
Выберите корректный серийный порт для arduino.
Выберите hex. файл, затем тип arduino, после чего нажмите на upload.
Если вы будете использовать новую arduino uno, то программа Xloader не будет работать и вы получите ошибку загрузки.
Поэтому я рекомендую использовать ARP/Arduino Uploader , - но даже этот загрузчик имеет некоторые проблемы с arduino uno.
При программировании arduino, - выберите com-порт и тип вашей arduino(что за модель-полное название, чтобы программа понимала как с ней работать) в соответствующем выпадающем списке.
После этого, вы должны внести изменения в "avr dude params" текст.
Сотрите "-b19200" - без кавычек и нажмите на кнопку загрузки.

В любом случае, через пару секунд вы завершите и будете готовы испытать.
Выйдите из программы Xloader и перейдите к следующему параграфу.

Arduino должна быть настроена для начала работы. Запустите окно вашего любимого терминала и откройте порт, к которому подключена ваша arduino.

Там вы должны увидеть сообщение приветствия:

Grbl 0.6b
"$" to dump current settings"

If you enter $ followed by return you will get a list of options. Something like this:

$0 = 400.0 (steps/mm x)
$1 = 400.0 (steps/mm y)
$2 = 400.0 (steps/mm z)
$3 = 30 (microseconds step pulse)
$4 = 480.0 (mm/sec default feed rate)
$5 = 480.0 (mm/sec default seek rate)
$6 = 0.100 (mm/arc segment)
$7 = 0 (step port invert mask. binary = 0)
$8 = 25 (acceleration in mm/sec^2)
$9 = 300 (max instant cornering speed change in delta mm/min)
"$x=value" to set parameter or just "$" to dump current settings
ok

Grbl 0.6b
"$" сбросить текущие настройки"

Если вы вводите $ получите список опций. Нечто подобное:

$0 = 400.0 (шагов/мм x)
$1 = 400.0 (шагов/мм y)
$2 = 400.0 (шагов/мм z)
$3 = 30 (микросекунд на импульс шага)
$4 = 480.0 (мм/сек скорость подачи по умолчанию)
$5 = 480.0 (мм/сек скорость поиска по умолчанию)
$6 = 0.100 (мм /сегмент дуги)
$7 = 0 (шаг порт инвертировать маску. двоичный = 0)
$8 = 25 (ускорение в мм/сек^2)
$9 = 300 (макс мгновенное изменение скорости на повороте в дельта мм/мин)
"$x=значение" установить параметр или просто "$" сбросить текущие настройки
ok

Вы должны изменить шаги/мм для обоих о53,333 - для обоих. Просто введите "$0=53.33", с последующим возвращением, а затем "$1=53.333" с последующим возвращением. Ось Z можно игнорировать - так как мы ее не используем. Ускорение может быть увеличено до 100 ("$8=100" и обратно). Так как машина движется медленно, ускорение может быть установлено высоким. Другим побочным эффектом низкого ускорения может быть то, что кривые могут быть выжжены более, чем прямые линии, так как контроллер постоянно пытается ускориться и замедлиться и никогда не достигает полной скорости.

Если вы строите аппарат так же, как и я, то может вылезти такая ошибка: одна из ваших осей будет отзеркалена. Но это легко исправить. Опция $7 дает вам возможность изменить направление оси. Я хотел бы изменить направление оси X, поэтому я ввел: "$7=8", так как я хотел изменить битность 3 (8 = 00001000 двоичный). Если вы захотите поменять направление оси Y , вам нужно ввести 16 (00010000) или 24 (00011000) чтобы сменить обе.

Полная документация по инвертированию маски может быть

Граверы широко применяются в различных отраслях производства не только для гравировки различных материалов, но и для сверления миниатюрных отверстий, полирования, шлифования, фрезерования. Такие же операции с их помощью можно выполнять в домашних условиях. Если это требуется только изредка, или нужно просто сэкономить на покупке инструмента, то мини-дрель можно сделать самостоятельно из ненужной техники, которая часто лежит неиспользуемая в гаражах или кладовых комнатах. С помощью самодельных бормашин можно будет выполнять такие же операции, как и с заводским инструментом аналогичной мощности, только понадобится применять соответствующие насадки.

Граверы по особенностям своего функционирования делят на фрезерные и лазерные. В первых материал обрабатывается различными насадками. В лазерных моделях всю работу выполняет лазерный луч — это бесконтактный способ гравировки . При этом такое устройство относится к категории высокотехнологичного оборудования. Но самодельный гравер возможно сделать и в домашних условиях.

Чтобы создать лазерный гравер своими руками, понадобятся следующие детали, инструменты и материалы:

шаговые электродвигатели из dvd-привода;
вычислительная платформа Arduino;
плата Proto Board с дисплеем;
концевые выключатели для двигателей;
лазерный модуль (например, мощностью 3 Вт);
устройство регулировки величины постоянного напряжения;
система охлаждения лазера;
MOSFET (транзистор);
платы для сборки элементов управления электродвигателями;
корпус;
зубчатые шкивы и ремни для них;
различных размеров подшипники;
доски из дерева: 2 штуки размером 135х10х2 см и еще две — 125х10х2 см;
4 круглых металлических стержня сечением 10 мм;
смазка;
хомуты, болты с шайбами и гайками;
тиски;
слесарные инструменты;
сверла;
электролобзик или циркулярная пила;
напильники либо наждачная бумага;
компьютер или ноутбук.

Шаговые электромоторы можно взять не только из DVD, но и из принтера, который практически не используется.

Станок собирают по такому алгоритму:

создают основание;
монтируют направляющие с подвижными каретками;
собирают электрическую схему;
устанавливают нужные программы на компьютер;
проводят юстировку (настройку) лазерной головки;
проверяют работоспособность станка.

Схема подсоединения шаговых электрических моторов, взятых из струйного принтера либо DVD, показана на фотографии ниже.

Вся последовательность действий, позволяющая собрать лазерный гравер на arduino, в деталях продемонстрирована в видеоролике далее.

Созданный ЧПУ-гравер обойдется гораздо дешевле , чем любые лазерные модели заводского производства. Его можно будет использовать для изготовления печатей, для фоторезиста, для работ с деревом, фанерой, пластиком, картоном, пенополистиролом и пробковыми листами. Также возможно выполнение гравировки по металлу.

Сборка электрического гравера со штативом и гибким валом

Электрический гравер – это самая распространенная в домашних условиях разновидность данного рода инструментов. Чтобы сделать функционально полноценное устройство самостоятельно, способное соперничать с аналогами промышленного производства, понадобится электродвигатель, который работает от переменного тока 220 V . Такие электрические моторы можно взять со следующей техники:

катушечных магнитофонов советского образца;
DVD-проигрывателей;
стиральных машин;
угловых шлифовальных машин;
электрических швейных машин.

Последний вариант является оптимальным, потому что есть возможность регулировки числа оборотов в достаточно широком диапазоне с помощью встроенного реостата.

Для бытового использования достаточно бормашины со скоростью вращения двигателя на холостом ходу до 6 тысяч оборотов в минуту.

Держать в одной руке электромотор от любой из перечисленных разновидностей техники неудобно, а также в большинстве случаев просто невозможно. Поэтому понадобится гибкий вал для гравера . При этом общий вид будущего устройства получится, приблизительно, как на фотографии далее.

Функциональные возможности создаваемого приспособления для гравирования будут зависеть от применяемых при сборке материалов и механизмов. Мотор можно поставить на столе, но удобнее сделать штатив для гравера , вернее его подобие.

Изготовление гибкого вала

С гибким валом все относительно просто. Его можно сделать несколькими способами:

из старого приводного вала, например, от стоматологической бормашины;
воспользовавшись тросиком спидометра мотоцикла либо автомобиля.

Рабочую насадку на вал можно также использовать от бормашины либо изготовить самостоятельно из разных материалов, например, из дерева, текстолита, пластиковых труб. Из текстолита приспособление (ручку) для удержания оснастки делают так:

отрезают 2 текстолитовые платины (толщина листа должна быть около 1 см) размером примерно 2 на 10 см;
соединяют их вместе и обтачивают напильником или на наждаке снаружи, чтобы получился цилиндр;
протачивают с внутренней стороны пазы;
металлическими кольцами фиксируют части друг с другом;
в переднюю часть ручки вставляют трубочку, под патрон, состоящий из двух отдельных половинок, соединяемых при помощи болта.

В итоге получится рукоять, как на фото ниже.

Сделанное внутреннее отверстие между текстолитовыми пластинами должно быть такого сечения, чтобы не препятствовать свободному вращению тросика. В патрон можно будет вставлять насадки с диаметром хвостовиков от 2 до 5 мм.

Сборка гравировальной установки

Очень просто сделать штатив (основание для установки электродвигателя) из фанеры либо того же текстолита. Для этого поступают так:

вырезают из листа материала несколько кусков (достаточно 4) соответствующего электродвигателю размера;
к одному из фрагментов прикрепляют мотор с помощью хомутов;
собирают короб;
в передней части просверливают отверстие под гибкий вал.

Созданную конструкцию подвешивают к стене.

Удобно использовать заводской держатель на струбцинах для гравера, если позволяют размеры электродвигателя. Крепление подсоединяется к любому столу. Но такое приспособление потребуется приобрести дополнительно.

Дальнейшую сборку гравировального устройства выполняют в такой последовательности:

с помощью муфты, созданной из просверленного болта, соединяют тросик с валом электродвигателя;

одевают на тросик резиновый шланг соответствующего диаметра и присоединяют к нему сделанную ручку;

устанавливают пусковую кнопку;
подсоединяют оборудование к сети;

проверяют работоспособность сделанного приспособления.

Самодельная бормашина позволит обрабатывать древесину, кость, метал, стекло, пластик, керамические заготовки, а также разные металлы, природный и искусственный камень.

Можно также применять при создании самодельных прямошлифовальных машин электромоторы, рассчитанные на 380 V , но если их можно приспособить на 220. В таких случаях понадобится дополнительно повозиться. Информации по данному вопросу много как в интернете, так и в книгах по электротехнике.

Делаем мини-дрель из моторчика

Случается, что в домашних условиях требуется сделать маленькие отверстия в дереве либо пластике, при этом сверла от дрели не подходят. В таких случаях поможет самодельная мини-дрель из моторчика. С ее помощью может также выполняться гравировка по дереву . А если присутствует интерес к радиолюбительству, то используя созданный инструмент можно сверлить и резать платы.

Чтобы создать самодельное приспособление, потребуется взять миниатюрный электродвигатель от старого магнитофона . Подойдут даже различные модели моторчиков от детских игрушек. Если в качестве привода использовать мини-двигатель от магнитофона на 12 V, то еще потребуются такие материалы и детали:

блок питания или несколько батарей (аккумулятор) с выходом 12 V;
отрезок трубы из пластика (около 10 см длиной) таким сечением, чтобы внутрь можно было вставить миниатюрный электромотор;
термоустойчивый клей;
кнопка включения;
проводки для электрических соединений.

Мини-дрель своими руками собирают, действуя по следующему алгоритму:

с помощью электродрели или ножа в трубке делают отверстие под переключатель;
смазывают моторчик клеем, чтобы зафиксировать его внутри будущего корпуса;

вставляют электродвигатель в трубку;
любой из проводов, по которым осуществляется питание моторчика, высовывают в просверленное в корпусе ранее отверстие, а другой конец оставляют с задней стороны корпуса;

в отверстие под кнопку вставляют один проводок от блока питания;
припаивают с помощью паяльника к высунутым концам переключатель, аккуратно изолируя при этом контакты;

оставшиеся с торца трубки два проводка (от кнопки и моторчика) подсоединяют к разъему для подсоединения блока питания;

отрезают горлышко от любой пластиковой бутылки;
делают в крышке по центру отверстие под разъем и склеивают данные детали;
приклеивают горлышко к трубке;

подключают собранную мини дрель к блоку питания;

нажатием кнопки проверяют работоспособность самоделки.

Вольтаж питающего блока следует подбирать, чтобы он соответствовал рабочему напряжению используемого электромоторчика.

Чтобы сделать мини дрель автономной, достаточно просто приспособить к ней батарейки.

Самодельный дремель из дрели и блендера

Если имеется старый либо ненужный блендер, то из него также несложно сделать мини-дрель. У этого бытового прибора уже есть удобная рукоять. Кроме самого блендера, понадобятся еще такие приспособления и дополнительные детали:

инструменты, чтобы разобрать устройство (отвертки с разными наконечниками, плоскогубцы);
штангенциркуль либо линейка;
цанговый патрон;
паяльник с набором для пайки;
напильник для финишной обработки, наждачная бумага;
переключатель.

Можно обойтись и без последней детали, но тогда потребуется во время работы с прямошлифовальной машиной постоянно зажимать рукой кнопку включения.

Гравер из блендера создают так:

аккуратно разбирают бытовую технику;
достают внутренние детали: электродвигатель и печатную плату, которая управляет работой устройства;
используя штангенциркуль, измеряют диаметр шпинделя, чтобы приобрести подходящий под него цанговый патрон;
если электромотор загрязнен чем-либо, например, ржавчиной, то его тщательно, с осторожностью, чтобы не повредить обмотки, очищают;
фиксируют купленный цанговый патрон (либо сделанный самостоятельно) на шпинделе;
кнопку включения, уже имеющуюся на блендере, заменяют переключателем: перепаивают контакты проводов;
приспосабливают в корпусе бытового прибора отверстие под новый переключатель;
устанавливают электродвигатель с платой на свои места внутри корпуса;
собирают инструмент.

В зависимости от модели переделываемого блендера может понадобиться сделать дополнительные отверстия в его корпусе, либо расширять с помощью напильника уже существующие. Проделать это не составит никаких проблем

Весь описанный процесс сборки дремеля из блендера детально продемонстрирован в видеоролике ниже.

Можно не переделывать блендер, а просто подсоединить к нему гибкий вал для гравера заводского производства. Способ состыковки показан в ролике далее.

Можно также изготовить гравер из дрели. Сборка вариантов с гибким валом и без него показана в следующих видеороликах.

Изготовление гравера из 3D-принтера

Обыкновенный 3D-принтер является хорошей основой для создания гравера, с помощью которого можно будет резать различные материалы, делать поделки и выполнять другие операции. Чтобы модернизировать имеющееся устройство, потребуется дополнительно установить плату , которая будет питать оперативные цепи оборудования и лазерный модуль.

Гравировальный станок, созданный из 3D-принтера, продемонстрирован в следующем видеоролике.

Кроме рассмотренных простейших способов создания самодельной гравировальной машинки из 3D-принтера, маленького электромотора, небольшого электродвигателя, блендера и дрели существуют также другие варианты. При этом за основу используют как данную технику, так и другие электроинструменты. Народные умельцы постоянно придумывают новые модификации, проявляя конструкторскую фантазию. Реализуя на практике любой из приведенных вариантов или самостоятельную разработку, следует обеспечить безопасность создаваемой самоделки. Для этого необходимо хорошо изолировать электрические контакты и надежно выполнить сборку оборудования.

Многие из тех домашних умельцев, которые в своей мастерской занимаются изготовлением и декоративным оформлением изделий из древесины и других материалов, наверняка задумывались над тем, как сделать лазерный гравер своими руками. Наличие такого оборудования, серийные модели которого стоят достаточно дорого, позволяет не только наносить на поверхность обрабатываемого изделия сложнейшие рисунки с высокой точностью и детализацией, но и осуществлять лазерную резку различных материалов.

Самодельный лазерный гравер, который обойдется значительно дешевле, чем серийная модель, можно изготовить даже в том случае, если вы не обладаете глубокими знаниями в электронике и механике. Лазерный гравер предлагаемой конструкции собирается на аппаратной платформе «Ардуино» (Arduino) и имеет мощность 3 Вт, тогда как у промышленных моделей этот параметр составляет не менее 400 Вт. Однако даже такая невысокая мощность позволяет использовать данный аппарат для резки изделий из пенополистирола, пробковых листов, пластика и картона, а также выполнять качественную лазерную гравировку.

Необходимые материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

аппаратная платформа Arduino R3;
плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
устройство для охлаждения лазера;
регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
транзистор MOSFET;
электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
выключатели концевого типа;
корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
зубчатые ремни и шкивы для их установки;
шарикоподшипники различных типоразмеров;
четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
болты, гайки и винты;
смазочный материал;
стяжки-хомуты;
компьютер;
сверла различного диаметра;
циркулярная пила;
наждачная бумага;
тиски;
стандартный набор слесарных инструментов.

Электрическая часть самодельного лазерного гравера

Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение со значением, не превышающим допустимых параметров. Если не соблюсти данное требование, лазер может просто сгореть. Лазерный излучатель, используемый в гравировальной установке представленной конструкции, рассчитан на напряжение 5 В и силу тока, не превышающую 2,4 А, поэтому настройка регулятора DC-DC должна быть выполнена на силу тока 2 А и напряжение до 5 В.

Транзистор MOSFET, который является важнейшим элементом электрической части лазерного гравера, необходим для того, чтобы, получая сигнал от контроллера «Ардуино», включать и выключать лазерный излучатель. Электрический сигнал, вырабатываемый контроллером, является очень слабым, поэтому воспринимать его, а затем отпирать и запирать контур питания лазера может только транзистор MOSFET. В электрической схеме лазерного гравера такой транзистор устанавливается между плюсовым контактом лазера и минусовым регулятора постоянного тока.

Шаговые электродвигатели лазерного гравера подключаются через одну электронную плату управления, что обеспечивает синхронность их работы. Благодаря такому подключению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не провисают и сохраняют стабильное натяжение в процессе своей работы, что обеспечивает качество и точность выполняемой обработки.

Следует иметь в виду, что лазерный диод, используемый в самодельной гравировальной установке, не должен перегреваться.

Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается такая задача достаточно просто: рядом с диодом устанавливают обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых электродвигателей, рядом с ними также размещают компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с такой задачей не справляются.

Фотографии процесса сборки электросхемы

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

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.

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

Установка программного обеспечения

Вашему лазерному гроверу, который должен работать в автоматическом режиме, потребуется не только установка, но и настройка специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такого обеспечения является программа, которая позволяет создавать контуры желаемого рисунка и преобразовывать их под расширение, понятное управляющим элементам лазерного гравера. Такая программа имеется в свободном доступе, и ее можно без особых проблем скачать на свой компьютер.

Программа, скачанная на управляющий гравировальным устройством компьютер, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам потребуется библиотека контуров, а также программа, которая будет отправлять данные по создаваемому рисунку или надписи на контроллер «Ардуино». Такую библиотеку (как и программу для передачи данных на контроллер) также можно найти в свободном доступе. Для того чтобы ваша лазерная самоделка работала корректно, а гравировка, выполняемая с ее помощью, была качественной, вам потребуется настройка и самого контроллера под параметры гравировального устройства.

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.

Окончательная настройка и подготовка к работе

Изготовив лазерный гравировальный станок своими руками и закачав в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте к работе сразу: оборудование нуждается в окончательной настройке и регулировке. В чем заключается такая регулировка? Прежде всего необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла. Кроме того, в зависимости от толщины материала, из которого изготовлено обрабатываемое изделие, надо отрегулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы не прожечь изделие, на поверхности которого требуется выполнить гравировку.

Очень важным и ответственным процессом является точная настройка (юстировка) лазерной головки. Юстировка нужна для того, чтобы отрегулировать мощность и разрешение луча, вырабатываемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных установок юстировка выполняется при помощи дополнительного маломощного лазера, установленного в основную рабочую головку. Однако в самодельных граверах, как правило, используются недорогие лазерные головки, поэтому такой способ точной настройки луча для них не подходит.

Достаточно качественная юстировка самодельного лазерного гравера может быть выполнена при помощи светодиода, извлеченного из лазерной указки. Провода светодиода подсоединяются к источнику питания с напряжением 3 В, а сам он фиксируется на рабочем конце штатного лазера. Попеременно включая и регулируя положение лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, добиваются их совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировка с его помощью может выполняться без риска нанесения вреда как рукам, так и глазам оператора гравировальной установки.

Видеоролик показывает процесс подключения гравера к компьютеру, настройку софта и подготовку станка к работе.

Итак. Пить перестали, фрезер уже собрали, Ардуину приобрели, руки у нас постепенно выпрямляются - скоро совсем на ХомоСапиенса станем походить. А он, как известно, проблемы привык себе создавать самостоятельно, как китайский комсомолец потом их решать. Таков он русский характер.
Из "ничего" нам понадобятся:

Ардуино Уно
Шилд с парой СтепСтиков
Лазер..... как вариант проще приобрести, но если ум пытливый, можно и ДВД-юшный поковырять
Два старых СД/ДВД рома, лучше все таки старых
Блок питания на 12вольт.... ампер так немного 2-3-5-10 не важно вообщем
Немного сверлилки, немного винтиков М4 и М3

Два кусочка квадратной трубы 20х20мм и длиной 180мм
Микросхема ULN2003 буковки могут быть и другими - для нас важны цыферки 2003. Эта микросхема часто используется в старых сканера Мастек для управления шаговым мотором.
Вообщем у настоящего хозяина такого хлама обычно в достатке....
Если Ардуино в доме не нашлось, Можно поискать например на Авито или AliExpress

Шилд лучше тоже заказать заранее.... например 3D Printer Engraving Machine A4988 Drive Extension Board CNC Shield V3 For Arduino + StepStick 2 шт walkera new v120d02s 6ch 3d rc remote control helicopter bnf green (Red)
Если лазера в хламе почему то вдруг не оказалось, его можно присмотреть тут: 405nm 50mW Focusable Violet Dot Laser Module Laser Generator Diode Focusable Laser Module Red Dot Laser Generator Diode 200-250mW 650nm , 450-500mW Violet Laser Module With Holder For Mini Engraving Machine И вдруг настало время для страшилок. Друзья, имея дело с лазером остерегайтесь попадания в глаза прямого и даже отраженного лазерного луча. Можно лишиться зрения навсегда. Лучше всего все работы проводить в специальных очках, которые всегда продаются в отделах, торгующих лазерными диодами.

Ну а если влом ждать пока китайцы пришлют долгожданную посылку, вполне можно поэкспериментировать с лазерным диодом от DVD-RW. На последнем остановлюсь. Разбирая пишущий двд будьте внимательны - в нем обычно используется два диода - один с видимым (обычно красным) спектром излучения, второй с невидимым инфракрасным. Использовать второй крайне не рекомендую в плане безопасности.

Чтобы проверить светодиод, подключаем к нему обычную батарейку на 1,5 вольта. Если излучение красное - все ок.

Начинаем курочить....простите...разбирать СД-ромы. Распрямляем скрепку и толкаем в отверстие в лицевой части устройства. Отсек для диска откроется, снимаем крышечку отсека и выворачиваем винты. Дальше все как везде.

Крышечку отсека я сразу приклеил к лицевой панели

Выкидываем лоток, платы, вообщем максимально высвобождаем внутренне пространство бывшего двд-юка. Сюда у нас впоследствии втанет блок питания

Я вкорячил блок питания от какого то принтера НР, переделав его с 38 вольт на 12. Мощности его хватит за глаза.

Дальше еще проще - из ДВД выколупываем пару сильных магнитов (в блоке линзы), приклеиваем их к лазеру. Стараемся сильно не нагревать, если клеим термопистолетом.

Сверлим и пилим квадратные загoтовки труб.

Отверстия ф4мм с лицевой стороны и с другой рассверливаем до 10мм
Прикручиваем к корпусу ДВД-юка.
Используя резиновые демпферы из самого двд, прикручиваем линейные приводы к корпусу.

Получаем что то типа.....
От второго корпуса ДВД отрезаем полоску сталюки и термопистолетом приклеиваем к горизонтальному линейному модулю - как на фото (к нему с помощью магнитов крепим лазер)

На нижний привод опять же с помощью термоклея клеим кусочек оргстекла/пластика толщиной 4мм и размером примерно 45х35мм. К нему на суперклей с активатором клеим рабочий стол. Его я вырезал из корпуса старого флоппика 3,5"
Стараемся стол приклеить строго горизонтально.

С обратной стороны на заклепы пристреливаем кусок пластика или оргстекла - к нему на двусторонний скотч будем крепить электронику.

Да, чуть не забыл - линейные модули я крепил на резиновые втулочки от каких то старых принтеров - вполне можно использовать любые подходящие трубочки - например ровно нарезать старый фломастер.

Итак добрались к электронике. На самом деле она проста

Несмотря на то, что на шилде написано 12-36 вольт, питать его следует 12-ю.

Если моторы крутятся в противоположную сторону - просто выключаем питание и разворачиваем разъем на 180 градусов.
Разъем имеет распиновку АаВв (начало первой обмотки, конец первой обмотки начало вторй обмотки конец второй обмотки)
Лазер питается и управляется микросхемой 2003. Используется всего четыре выхода микросхемы.

Сама программа

(Mylaser.zip)

Прошивка HEX
(grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600.hex.rar)

Прошивка Ардуино
(grbl-master.rar)

Программа GRBL controller
(GrblController361Setup.rar)

Очень важно залить прошивку в ардуину с битрейтом 9600. С другим битрейтом программа просто не будет видеть ардуину.

Необходимо залить в ЕЕPROM значения "шаг на мм" у шаговиков в СД/ДВД ромах обычно 20 шагов на оборот. В СтепСтиках обычно используется мультипликатор 1/16 - т.е. 320 шагов. За оборот привод проходит обычно 3мм (необходимо померять растояние между витками на винте привода). 320/3 = 106 шагов на 1 мм.

Вносим это значение с помощью командной строки в программе GRBL Controller

$100=106 (Enter)
$101=106 (Enter)
$102=106 (Enter)

Залить прошивку в Ардуино Уно с помощью программы Ардуино можно след. образом:
Распаковываем архив
Переименовываем (например просто в GRBL)
Копируем в папку "библиотеки"
Открываем программу, меню Скетч - загрузить библиотеку - выбираем GRBL

PS заготовка к рабочему столу крепится с помощью все тех же магнитов из головки ДВД
PPS фокусировка лазера производится поднятием / опусканием диода относительно стола. Для этого мы предусмотрели крепление на магните.

На сборку такого гравера у автора ушло 4 месяца, его мощность составляет 2 Ватта. Это не слишком много, но вполне позволяет делать гравировку на дереве и пластике. Также устройство может резать пробковое дерево. В статье имеется весь необходимый материал для создания гравера, включая STL файлы для распечатки узлов конструкции, а также электронные схемы для подключения двигателей, лазеров и так далее.

Видео работы гравировщика:

Материалы и инструменты:

Доступ к 3D-принетру;
- стержни из нержавеющей стали 5/16";
- бронзовые втулки (для подшипников скольжения);
- диод М140 на 2 Вт;
- радиатор и кулеры для создания охлаждения диода;
- шаговые двигатели, шкивы, зубчатые ремни;
- суперклей;
- деревянный брус;
- фанера;
- болты с гайками;
- акрил (для создания вставок);
- линза G-2 и драйвер;
- термопаста;
- защитные очки;
- контроллер Arduino UNO;
- дрель, режущий инструмент, саморезы и т.д.

Процесс изготовления гравера:

Шаг первый. Создаем ось Y
Сперва в Autodesk Inventor нужно разработать каркас принтера. Затем можно приступать к распечатке элементов оси Y и к ее сборке. Первая деталь, которая печатается на 3D-принтере, нужна для того, чтобы установить шаговый мотор на ось Y, подключить стальные валы и обеспечить скольжение вдоль одного из валов оси Х.

После того как деталь будет распечатана, в нее нужно установить две бронзовые втулки, они используются в качестве опор скольжения. Чтобы снизить трение втулки нужно смазать. Это отличное решение для подобных проектов, поскольку обходится дешево.

Что касается направляющих, то они сделаны из стрежней нержавеющей стали диаметром 5/16". Нержавейка имеет небольшой коэффициент трения с бронзой, поэтому отлично подходит для подшипников скольжения.

На ось Y также устанавливается лазер, он имеет металлический корпус и достаточно сильно греется. Чтобы снизить риск перегрева нужно установить алюминиевый радиатор и кулеры для охлаждения. Автор использовал старые элементы от контроллера робота.

Помимо всего прочего в блоке для лазера 1"Х1" нужно сделать отверстие 31/64" и добавить болт к боковой грани. Блок соединяется с другой деталью, которая тоже напечатана на 3D-принтере, она будет перемещаться по оси Y. Для передачи движения используется зубчатый ремень.

После сборки модуля лазера он устанавливается на оси Y. Также на этом этапе устанавливаются шаговые двигатели, шкивы и зубчатые ремни.

Шаг второй. Создаем ось X

Для создания основания гравера использовалось дерево. Самое главное при этом, чтобы две оси X находились четко параллельно, иначе устройство будет клинить. Для перемещения вдоль координаты X используется отдельный мотор, а также приводной ремень в центре по оси Y. Благодаря такой конструкции система получилась простая и отлично работает.

Для крепления поперечной балки, которая соединяет ремень с осью Y, можно использовать суперклей. Но лучше всего для этих целей распечатать на 3D-принтере специальные кронштейны.

Шаг третий. Подключаем и проверяем электронику
В самоделке используется диод типа диод M140, можно купить и более мощный, но цена будет выше. Для фокусировки луча понадобится линза и источник регулируемого питания. Линза устанавливается на лазер с помощью термопасты. Работать с лазерами нужно исключительно в защитных очках.

Чтобы проверить, как работает электроника, автор включил ее вне станка. Для охлаждения электроники используется компьютерный кулер. Работает система на контроллере Arduino Uno, который связан с grbl. Чтобы сигнал можно было передавать в режиме онлайн, используется Universal Gcode Sender. Чтобы преобразовать векторные изображения в G-код, можно использовать Inkscape с установленным плагином gcodetools. Для управления лазером используется контакт, который контролирует работу шпинделя. Это один из самых простых примеров с применением gcodetools.

Шаг четвертый. Корпус гравировщика
Боковые грани делаются из фанеры. Поскольку шаговый двигатель при работе немного выходит за пределы корпуса, в задней грани нужно сделать прямоугольное отверстие. Помимо этого нужно не забыть сделать отверстия для охлаждения, подключения питания, а также USB порта. Края верхней и передней части корпуса также изготавливаются из фанеры, в центральную часть устанавливаются стенки из акрила. Над всеми элементами, которые установлены в нижней части бокса, крепится дополнительная платформа из дерева. Она является базой для материала, с которым работает лазер.

Для изготовления стенок используется акрил оранжевого цвета, так как он отлично поглощает лучи лазера. Важно помнить, что даже отраженный луч лазера может серьезно повредить глаз. Вот, собственно, и все, лазер готов. Можно приступать к испытаниям.

Конечно, сложные изображения получаются не очень качественные, но вот простые гравировщик выжигает без труда. Также с помощью него можно без проблем резать пробковое дерево.