DIY 3D natisnjeni laserski graver z pribl. Območje graviranja 38x29 cm: 15 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Beseda vnaprej: Ta projekt uporablja laser z veliko količino sevane moči. To je lahko zelo škodljivo za različne materiale, vašo kožo in zlasti oči. Zato bodite previdni pri uporabi tega stroja in poskusite blokirati vsako neposredno in odbito lasersko sevanje, da letalsko zrakoplodo zadene nekaj zunaj stroja

Uporabite zaščitna očala, ki ustrezajo frekvenci uporabljenega laserja

Pred časom sem naredil mini laserski graver, ki temelji na dveh CD pogonih. Potem sem naredil večjega na podlagi stvari, ki sem jih imel v svoji delavnici (glej navodila za "Hitri, umazani in poceni laserski graver"). Mali deluje dobro, vendar je majhen. Večji je večji, vendar zaradi igranja v delih ni tako natančen.

Zdaj pa imam 3D tiskalnik, za katerega sem se odločil, da ga bom naredil iz nič z deli, ki jih bom kupil, in deli, ki jih bom sam oblikoval in natisnil. Tako sem naredil.

Za dele brez laserja, ki sem ga že imel, sem plačal okoli 190 evrov.

Ja, to je to, to je spet navodilo za laserski graver. Mislim pa, da lahko vse poučevanje, ki ga lahko preberete o določeni temi, doda veliko informacij in drug zorni kot, ki vam lahko pomaga pri odločitvi, kaj storiti.

In še enkrat je res, za tak denar (verjetno manjši) lahko kupite popoln laserski graver, vendar je zame zabava, da ga zgradite sami, neprecenljiva, pa tudi natančno vedeti, kako je vse skupaj sestavljeno. Poleg tega sem si privoščil veliko zabave pri ugotavljanju, kakšna bi morala biti dimenzija modelov (priznam: za navdih sem na internetu malo pogledal graverje, ki jih lahko kupite kot komplet) stvari, ki jih želite natisniti delo. Tako boste bolje razumeli celotno stvar.

V tem navodilu vam bom pokazal, kaj sem kupil, kaj sem natisnil in kako je sestavljen laserski graver velikosti 38x29 cm (velikost graviranja/rezanja).

Vse tiskalne dele sem natisnil s svojim tiskalnikom Davinci pro 3 v 1: modre dele s PLA in bele stvari (avtobuse na daljavo) z ABS.

Nastavitve tiskalnika PLA:

• 210 stopinj C
• brez ogrevane postelje
• 0,25 mm plasti
• debelina lupine (normalna, zgornja in spodnja površina) 4 plasti
• 80% polnila (razen "ploščic za nosilce pasu" natisnite tiste s 100% polnilom)
• vse hitrosti pri 30 mm/s (razen hitrosti tiskanja in umika pri 60 mm/s in spodnje plasti pri 20 mm/s)
• rob 5 mm
• brez opore
• razmerje iztiskanja 100%

Nastavitve tiskalnika ABS:

normalne nastavitve ABS s 100% polnjenjem

Upoštevajte, da angleščina ni moj materni jezik, zato se vnaprej slišim za vse slovnične in pravopisne napake.

1. korak: Predmet materiala

To je seznam stvari, ki sem jih kupil:

• 1x iztiskani profil iz aluminija 2020, dolžina 1 m
• 2x iztiskani profil iz aluminija 2040, dolžina 1 m
• 1x os, premer 8 mm, dolžina približno 44 cm
• 4x aluminijasti vogalni spoji z ustreznimi maticami in vijaki
• 1x serija drsnih matic (kjer jo kupim je serija 20 kosov. Ne uporabljate jih vseh)
• 12x najlonska kolesa 23 mm (notranja velikost 5 mm) posebej za uporabljene profile
• 1 kroglični ležaj, 22 mm zunaj, 8 mm znotraj
• 2x jermenica GT2, luknja 8 mm, za pas širine 6 mm (20 zob)
• 1x jermenica GT2, luknja 5 mm, za pas širine 6 mm (20 zob)
• 1x prilagodljiva osna spojka 5 mm - 8 mm
• 2 metra zobatega jermena GT2 6 mm
• 2x koračni motorji NEMA17 (1,8 stopinje/korak, 4,0 kg/cm) 42BYGHW609L20P1X2 ali simultano
• 2x kabla koračnega motorja, 1 m (če boste uporabljali vodila za kable, potrebujete daljše kable)
• 4x končno stikalo, razdalja luknje 10 mm (natisnjena montažna plošča je za to razdaljo)
• 1x Aduino Nano
• 2x StepStick DRV8825 gonilnik koraka s hladilnikom
• 12x m6 x 30 mm vijaki
• 8x m5 x 30 mm vijaki, matice in podložke
• 4x vijaki, matice in podložke m5 x 55 mm
• 4x m3 x n mm (kjer je n vrednost, odvisna od globine m3 lukenj v motorjih in 7 mm debeline plošče + dolžine avtobusov na dolge razdalje)
• 4x m3 x n mm (pri čemer je n vrednost, odvisna od globine m3 lukenj v motorjih in 7 mm debeline plošče)
• nekaj vijakov m4 za držala pasov in montažno ploščo za končno stikalo

potrebno tudi:

• 1x kondenzator 100uF
• 1x upor 220 Ohm
• 1x led
• 1x gumb (stikalo za sprostitev motorja)
• 1x primerna plošča
• 1x 12 V napajalnik ali adapter, ki oddaja dovolj amperov.
• 1x laser, ki podpira TTL, po možnosti enak ali večji od 500 mW. Višje moči precej dobro skrajšajo čas graviranja! Uporabljam 2 W laser in to mi gre.

In ko končate z načrtovanjem:

• 1x prototipna plošča / PCB steklena vlakna (34x52 lukenj / 9x15cm) (Ali pa naredite jedkano PCB)
• 1x vtič 2,1 x 5,5 mm (del, ki bo spajen na tiskanem vezju in vtični adapter)

Stvari za tiskanje:

• LE3 noge
• LE3 Testna kalibra na srednji razdalji podporna kolesa LE3
• LE3 Kroglični ležaj kalibra 21,5 22 22,5 mm
• LE3 Avtobusi na daljavo
• Motor LE3 in nasprotna stran
• Nosilec laserskega motorja LE3
• LE3 držalo za pas 20x40 okvir
• Montažna plošča mejnega stikala LE3 okvir 20x40
• Okvir LE3 za kable 20x40
• ********************** dodan 11. maja 2021 ************************ ******
• **** LE3 motor in nasprotna stran z nastavljivo osno razdaljo ****
• ****
• **** Po prilagoditvi razdalje lahko pritrdite zunanji nosilec vijaka
• **** dva vijaka za parkiranje. Za to sta dve luknji.
• ****
• **** ti lahko nadomestijo "motor LE3 in nasprotna stran", ki nima nastavljive osne razdalje!
• ****
• ***************************************************************************

in po potrebi:

Nosilec kablov LE3 in nosilec za tiskano vezje

2. korak: Natisnite datoteke STL

3. korak: 3D natisnjeni deli

To so vsi natisnjeni deli

Korak: Orodja, ki jih potrebujete

Večino strojne opreme, ki jo potrebujete, verjetno imate v svoji delavnici, na primer:

• Klešče
• Vijačni vijaki
• Spajkalnik
• Tieraps
• Komplet na dotik
• Čeljust

Res ne veliko več. Najpomembnejše pa je imeti ali imeti dostop do 3D tiskalnika.

5. korak: Priprave

Profile razrežite na naslednje dolžine:

• profil 2020: 2 kosa po 37 cm
• profil 2040: 2 kosa po 55 cm in en kos 42 cm.

Profile lahko žagate z nožno žago, če pa imate dostop do industrijske trimerne žage (tako kot jaz), morate to uporabiti. Rezultati so veliko boljši.

Zdaj imate 5 kosov okvirja. Glej sliko. 1

Naslednja stvar, ki jo morate storiti, je, da se dotaknete niti M6 v vseh profilih 2040. Glej sliko. 2

To so pravzaprav edine priprave, ki jih morate narediti.

6. korak: Glavni okvir

Sestavljanje glavnega okvirja je enostavno in naravnost naprej (sliki 1 in 2). Ko končate, se dobro zavedate njegove velikosti.

Nato natisnite nogice, "LE3 noge" (slika 3), izvrtajte luknje 6 mm in jih z vijaki 8 m6 privijte na okvir.

Kot lahko vidite, nisem natisnil delov v celoti masivnih, ampak na eni strani votlih. To prihrani veliko časa z žarilno nitko in tiskanjem in je zelo močno! Gladka stran navznoter ali navzven (slika 4) ne vpliva na trdnost, je kozmetična izbira.

7. korak: Prepričajte se, da so natisi pravilni, in sestavite nosilec

Pomembno je ugotoviti, kako natančno tiska tiskalnik. V ta namen sem naredil nekaj preskusnih kalibrov:

kaj torej narediti:

1. natisnite "LE3 avtobuse na daljavo" (bela na sliki 2)
2. natisnite "LE3 Test Calibre Suport Wheels Suport Wheels" in "LE3 caliber caliber"
3. izvrtajte luknje za osi koles (5 mm vijaki) s 5 mm svedrom
4. levo na sliki. 1 je preskusni kaliber, ki določa, kako veliko je treba natisniti luknjo za kroglični ležaj, da se lahko tesno prilega. Obstajajo tri različne velikosti: 21,5, 22 in 22,5 mm. To so vrednote, ki jih daje tiskovna oblika. Luknja, kjer se ležaj najbolje prilega (morate vložiti nekaj sile, da ga vstavite), je tista, ki jo potrebujete.
5. Desno vidite kaliber, da preizkusite razdaljo med vodilnimi kolesi. Pomembno je, da med okvirjem 2040 in kolesi ni prostora. To lahko ugotovite s tem kalibrom. Preprosto privijte tri kolesa s 5 mm vijaki in distančniki na njih ter preizkusite, na kakšni razdalji (58 ali 59 mm) se okvir premika z nekaj upora skozi kolesa.

Opomba:

v tiskanih oblikah sem uporabil 22,5 mm za luknjo za kroglične ležaje in 58 mm razdalje med kolesi. To mi odlično deluje. Če vam te vrednosti ne ustrezajo, morate oblikovati.

Ko ugotovite prave velikosti in natisnete "motor LE3 in nasprotna stran", najprej izvrtajte luknje na obeh ploščah.

Sestavite voziček (slika 2).

Potrebujete okvir 2040, dolg 42 cm, motorne in ležajne plošče, 4 m6 vijake, 8 m5 vijake in matice.

1. izvrtajte luknje: 3 mm za luknje motorja, 5 mm za luknje osi koles, 6 mm za luknje za pritrditev plošče na profil
2. pritrdite dve zgornji kolesi na eno od plošč (uporabite 5 mm podložke med vodili in kolesi, kolesa se morajo prosto vrteti!)
3. ko ta kolesa položite na okvir, sestavite tudi spodnji dve kolesi
4. enako storite z drugo stranjo (na sliki 2 je plošča motorja spredaj, ležajna plošča pa zadaj)
5. vijak s 4 m6 vijaki okvir 2040 med ploščami

Zdaj lahko premaknete voziček. V redu je, če čutite nekaj upora, pove vam, da ni igre. Motorji so dovolj močni, da se s tem spopadejo.

Ta sklop je pravzaprav splošen način, kako sestaviti preostanek tega stroja. Od zdaj naprej bom torej manj razširjen in bom opozoril le na pomembne stvari. Slike tudi veliko povedo.

8. korak: Axel in motor

1. Za pritrditev motorja na ploščo uporabite 4 avtobuse na dolge razdalje (ugotoviti morate pravo dolžino vijakov, odvisno od tega, kako globoke so luknje v motorju)
2. namestite ležaj
3. potisnite 8-milimetrsko os skozi ležaj in istočasno postavite 8-milimetrske jermenice in prilagodljivo osno sponko 5 mm-8 mm na os
4. pritrdite vse na svoje mesto, tako da bodo zobje škripca točno nad režo okvirja

9. korak: Nosilec laserja/motorja in pasovi

Nosilec laserja/motorja:

• Natisni "LE3 laser_motor nosilec"
• Natisni "LE3 držalo za pas 20x40 okvir"
• Izvrtajte držala za pas na 3,2 mm in v luknje vtičite navoj 4 mm
• izvrtajte luknje v nosilcu laserja/motorja do ustreznih premerov. Dodatne luknje na laserski strani so namenjene univerzalni laserski montažni plošči, ki je še nisem oblikoval.
• popolnoma sestavite nosilec laserja/motorja
• začasno odvzeti profil vozička leta 2040
• profil potisnite skozi kolesa. V redu je, če se morate dokaj močno potruditi, da profilno korito postavite. Ko držim okvir pravokotno na tla, tudi pri sestavljenem motorju gravitacija ne premakne nosilca laserja/motorja.
• na obeh straneh položite držalo za pas
• znova postavite profil z nosilcem laserja/motorja.

Na sliki. 1 vidite, kako je sestavljeno (slika je bila posneta pozneje. Eno sem pozabil narediti prej). Ne pozabite na podložke med avtobusi in kolesi! Prosim, ne pozabite na laser, to je le testni sklop.

Pasovi. Najprej tisti v laserskem nosilcu:

1. pripeljite pas pod kolesa in čez jermenico kot na sliki. 2
2. pripeljite pas na obeh straneh pod držala za pas (poskrbite, da imate dovolj dolžine pasu, da lahko primete kos pasu na obeh straneh)
3. na eni strani držalo za pas potisnite čim bolj na stran in privijte vijak (ni nujno, da ga močno pritrdite)
4. zdaj naredite enako na drugi strani in hkrati povlecite jermen, da bo med škripcem in kolesi razumna napetost

Za oba jermena vozička (sl. 3 in 4) naredite enako, vendar s to razliko, da morate le eno nogo obrniti (odstranite zgornji vijak in odvijte spodnjega) in na eno vstavite dva držala za pas stran. Zdaj lahko drugega potisnete pod voziček na drugo stran. Prepričajte se tudi, da je voziček po napenjanju obeh jermenov popolnoma pod pravim kotom!

ps

če natisnete držala za pas v zgodnejši fazi, jih lahko pred montažo vstavite v okvir

10. korak: Omejitvena stikala + držala

Prvi natis:

• Montažna plošča mejnega stikala LE3 okvir 20x40
• Le3 okvir za kable 20x40 okvir

Na sliki. 1 in 2 vidite sestavljena končna stikala na glavnem okvirju. Razdalja med njima je pribl. 45 cm (razdalja graviranja 38 cm + širina plošče 7 cm)

Na sliki. 3 in 4 končna stikala na prečki, razdalja: 36 cm (29 + 7). Po montaži preverite, ali so stikala pravilno nameščena (brez mehanskih trkov).

Vsa mehanska dela so zdaj precej opravljena.

Stikala lahko že ožičite in s kabelskimi sponkami pritrdite žice v stranskih režah okvirja.

11. korak: Elektronika

• Slika 1 shematično prikazuje povezave med deli
• Slika 2 kakšni bi morali biti priključki na ploščo.
• Slika 3 in 6 na deski v živo
• Slika 4 žična stran prototipne plošče, ki sem jo naredil
• Slika 5 na strani dela. Upoštevajte vse priključke ženskih glav za Arduino, vozniške plošče in vse žične povezave. Te povezave omogočajo lažje preklapljanje (kadar je to potrebno).

Za desko za izdelavo prototipov 9x15 cm sem oblikoval nosilne plošče, tako da lahko desko pritrdite na profil 2020. Ti nosilci so del datoteke za tiskanje "LE3 cable mount and PCB mount" (sl. 7 in 8).

Na vsaki gonilniški plošči so tri povezave za nadzor ločljivosti korakov: M0, M1 in M2. S temi povezavami lahko določite ločljivost korakov, odvisno od tega, kako jih priključite na +5V. Na prototipni deski sem naredil skakalne linije za vsako od treh linij na dveh potapljačih. Na sliki so v rumenih krogih. 5.

S temi skakalci lahko preprosto nastavite ločljivost korakov:

M0 M1 M2 Ločljivost

• nizko nizko nizko Polno
• visoka nizka nizka pol
• nizko visoko nizko 1/4
• visoko visoko nizko 1/8 (to je nastavitev, ki jo uporabljam in so prikazane na slikah)
• nizko nizko visoko 1/16
• visoko visoko visoko 1/32

Kjer visoko pomeni: priključen na +5V (zaprta mostična linija).

Teh skakalcev ne boste našli na plošči ali shemi, vendar dobite idejo in jih lahko po potrebi izvedete sami.

Te skakalce lahko izpustite in trajno nastavite ločljivost korakov na želeno ločljivost korakov. Do sedaj nisem spreminjal nastavitev skakalca: ločljivost 1/8 deluje v redu!

Na sliki tudi ne najdete stikala. 5 (zgornji desni kot). To stikalo, ki sem ga implementiral, preklaplja med D12 in D11 na plošči Arduino za krmiljenje laserja, oz. M03 in M04 (Gcode). Ugotovil pa sem, da s pravimi programi ne rabiš več uporabljati M03, zato sem ga izpustil iz načrtov. Namesto tega je linija TTL neposredno povezana z D11 (M04).

Ps.

Prosimo, upoštevajte, da sta mi na scematiki dva konektorja (5 žic in 4 žice) nujna zame, ker sem laserski sistem izdelal sam z ločenim ventilatorjem za hlajenje. Če pa imate laserski modul in ne želite regulirati moči laserja. Potrebujete samo 3 zgornje črte 5 -linenega konektorja, napajanje pa naj bi prihajalo iz napajalnika, ki je priložen vašemu laserju.

12. korak: Programska oprema

Uporabljeni programi za namene tega navodila:

• GRBL, različica 1.1 (knjižnica arduino)
• LaserGRBL.exe, program za pošiljanje narezanih slik ali vektorskih grafik na vaš graver/rezalnik
• Inkscape, program za vektorsko risanje
• JTP Laser Tool V1.8, vtičnik, potreben za Inkscape za izdelavo datoteke Gcode za LaserGRBL
• Beležnica ++

Na internetu lahko najdete veliko informacij o tem, kako namestiti, prenesti in uporabljati te programe.

Najprej morate spremeniti datoteko config.h knjižnice GRBL:

1. po prenosu GRBL v1.1 odprite config.h z Notepad ++ (config.h najdete v imeniku GRBL)
2. poiščite vrstice, ki jih vidite na sliki. 1, 2 in 3 ter jih spremenite glede na desni del slike (levo na slikah vidite izvirne črte, desno pa spremenjene)
3. shranite datoteko

Zdaj naložite knjižnico GRBL v svoj krmilnik Arduino nano:

1. povežite svoj Arduino z računalnikom
2. zaženite program Arduino
3. izberite Skica
4. izberite Uvozi knjižnico
5. izberite dodajanje knjižnice
6. pojdite v svoj imenik, kjer se nahaja GRBL, in kliknite (ni odprt) v imeniku GRBL (imenik, kjer ste spremenili datoteko config.h)
7. kliknite odpri
8. Prezrite nekatagorizirano sporočilo bla bla bla in zaprite program Arduino
9. Pojdite v imenik… GRBL/examples/grblUpload in zaženite grblUpload.ino
10. zdaj se zažene program Arduino in začne sestavljanje. Ko končate, prezrite sporočilo o premajhnem pomnilniškem prostoru in zaprite program Arduino.

Na tej stopnji je plošča Arduino naložena z GRBL in nastavitve za Homing in končna stikala so pravilne.

Zdaj morate GRBL -ju na plošči Arduino sporočiti, katere hitrosti, mere itd. So potrebne, da bo vaš graver deloval.

• povežite svoj Arduino z računalnikom
• Zaženite laserGRBL.exe
• kliknite gumb za povezavo (desno poleg polja za hitrost prenosa)
• v polje $ send (pod poljem za napredek) vnesite $$ in pritisnite [Enter]
• Spremenite vrednosti glede na seznam na sliki. 4. V polje za pošiljanje (pod poljem napredka) vnesite vrstice, ki jih je treba spremeniti. Na primer: vnesite $ 100 = 40 [Enter]
• To ponovite, da se spremeni vsa vrstica.
• potem lahko znova vnesete $$, da vidite, ali so vse možnosti pravilne

Med izvajanjem testruna, glejte spodaj, morate prilagoditi tudi količino amperov, ki gredo na motorje. Za to lahko obrnete mali trimer na obe deski, vendar ploščo pred tem odklopite iz napajanja. Prenesite in preberite podatkovni list korakov! Trimerje prilagajajte korak za korakom, dokler motorji ne delujejo gladko in nikoli ne izgubite koraka. Trimerji na mojih deskah so za približno 3/4 obrnjeni desno.

Zdaj lahko gravirate testrun, da vidite, ali vsi premiki delujejo v redu in, zelo pomembno !, če končna stikala delujejo. Če je vklopljeno končno stikalo, naprava preide v stanje napake. V laserGRBL lahko preberete, kako rešiti to programsko opremo, x potegnite želeni voziček nekoliko stran od stikala, da ga spustite. Zdaj lahko stroj "ponastavite" in "usmerite".

V bistvu ste zdaj pripravljeni na prvi kalibracijski tek.

13. korak: Umerite

Naslednji postopek je odlomek dela mojega "hitrega, umazanega in poceni laserskega graverja", ki ga je mogoče poučiti in vam lahko pomaga, če imate odstopanja pri meritvah vašega gravira

Za kalibracijo 100 USD (x, korak/mm) in 101 USD (y, korak/mm) sem naredil naslednje:

1. Vredil sem vrednost 80 ali tako za 100 in 101 dolarjev
2. nato narišem kvadrat določene velikosti, recimo 25 mm v Inkscapeu in začnem gravirati **
3. Prvi rezultat ne sme biti kvadrat prave velikosti 25x25 mm.
4. Začnite z osjo x:
5. recimo, da je A vrednost, ki jo želite za 100 USD, B pa vrednost 100 USD (80), C pa vrednost v Inkscape (25), D pa vrednost, ki jo merite na vgraviranem kvadratu (40 ali več)
6. potem je A = Bx (C/D)

V tem primeru je nova vrednost za 100 USD (A) 80x (25/40) = 80x0, 625 = 50

Enako lahko storite z osjo y (101 USD).

Rezultat je dokaj natančen. Če za osi x in y uporabljate popolnoma enake motorje, jermene in jermenice, bodo vrednosti 100 USD in 101 USD enake."

** Če umerite kvadrat v programu Inkscape, z vtičnikom JTP Laser Tool V1.8 ustvarite (vektorsko) datoteko Gcode, ki jo lahko naložite v laserGRBL. V vtičniku JTP Laser Tool V1.8 izpolnite polje M04 za vklop in M05 za izklop laserja!

14. korak: Pripravljeni

Če bi bilo vse v redu, ste zdaj vgravirali kvadrat velikosti točno 25 mm.

Zdaj lahko vgravirate/izrežete karkoli želite: slike v sivinah, vektorske risbe, vzorce za rezanje itd. In to z veliko natančnostjo!

slika 1, spodnji znaki so zelo majhni (razdalja med dvema črtama na ravnilu je 1 mm)

sl.2, nekaj prvih rezultatov lestvice sive barve.

pic 3, precej natančno!

Video prikazuje graverja pri delu.

Korak 15: Zadnji korak

Zdaj vse deluje, lahko začnete s fino nastavitvijo naprave s kabelskimi vodili in lepim tiskanim vezjem. Ustvaril sem nekaj nosilcev kabelskih vodil, ki jih lahko natisnete in uporabite za pritrditev vodnikov kablov (natisnite datoteko "LE3 nosilci za kable in nosilec za tiskano vezje").

Če uporabljate vodila za kable, potem motorni kabli, dolgi 1 meter, niso dovolj dolgi in morate kupiti daljše kable ali narediti podaljške kablov (to sem storil). Na slikah vidite, kako sem uporabil vodila za kable (in nosilce). Če sem iskren, je vodenje kabla veliko lažje pri graviranju, ker se vam ni treba bati požganih kablov ali kablov, zataknjenih med deli itd.

Upam, da vas ta pouk navdihuje in je tudi vir informacij za izdelavo laserskega graverja. Ob načrtovanju in gradnji sem doživel veliko zabave in vem, da bi morali to narediti pri gradnji te stvari.

Srečna gradnja!