Строим лазерный гравер 20х30 см на валах 10 мм, с лазерным модулем 2,5 ватта

Войдя в тему лазерных граверов с помощью маленького лазерного гравёра (https://3dtoday.ru/blogs/lenivo/mini-laser-engraver-on-the-details-from-dvd-drives-and-scanners-with-w/), на котором прочувствовал нюансы , необходимые для постройки полноразмерного гравёра, решил построить гравёр с размером поля около 20х30см. Так в наличии были валы на 10 мм и линейные подшипники к ним решил строить на них.

Вот данные на получившийся гравёр:

1. Рабочая зона -190 мм на 320 мм.

2. Габаритные размеры - ширина 360 мм, глубина 490 мм, высота 150 мм -без проводов, высота с проводами -250мм.

3. Вес -3,5 кг.

4. Рама - на алюминиевом профиле 15х30мм и на угловых элементах из высоко прочного пластика -PETG.

5. Механика на калиброванных полированных валах 10 мм и удлиненных линейных шариковых подшипниках. Привод ременный.

6. Двигатели - на оси Х - шаговый двигатель 17HS4401, на оси У - два японских шаговых двигателя ЕМ-483.

7.Электроника - Arduino UNO+CNC shield v.2.0+ модуль управления лазером TTL+ модуль управления оборотами вентиляторов, для уменьшения их шума. Блок питания 3,75 А, 12 вольт.

8. Лазерный модуль на диодном лазере 450нм, оптическая мощность 2,5ватта, потребляет 1А 12 вольт.

9. Прошивка GRBL 1.1f. Работает через порт USB с компьютером под управлением БЕСПЛАТНОЙ программы LaserGRBL. Коды для выжигания получаются из обычной пиксельной картинки формата JPG. Возможны четыре технологии - Трассировка по линиям, пиксельный (растровый) режим, векторный режим и режим по средней линии.

Гравёр работает тихо - в разы тише 3D принтера. Гравировать по картону начинает от 25% мощности лазера, режет черный плотный картон 0,5 мм, пробовал резать акрил 3мм - на самой медленной скорости, за четыре прохода, прорезал.

Как всегда всё начинается лазерного модуля.

В результате избавления от ненужного мне, но нужного другим, мне перепал НЕ РАБОТАЮЩИЙ лазерный модуль. Ранее не работал совсем. То есть совсем не пользованный. Мне удалось его запустить. Корявая китайская сборка или при доставке повредили. Но запустился. Это не первый модуль , прошедший через мои руки, чуть чуть стал в них разбираться. Это очень древняя модель без встроенного ТТL , но сделана просто замечательно и из качественных комплектующих. Очень хороший объектив -и большая по диаметру стеклянная линза. Длина волны скорее, всего 450нм. Синий лазер.Были надломлены провода и была отвалившаяся пайка .По информации в интернете - народ извлекал из компаунда начинку - там находится стабилизатор тока для лазерного диода. Также недостаток - вентилятор обдува подключён к питанию стабилизатора лазерного диода - при включении лазера включается и вентилятор -выключается лазер- выключается и вентилятор. Такое подключение вентилятора крайне негативно сказывалось на яркости лазера на маленьких значения мощности - вентилятор пытался стартовать и происходил скачок потребления тока от вентилятора и луч лазера в этот момент гас. Сделал отдельное питание вентилятора обдува по другой линии питания, через регулятор оборотов.

Схему TTL паял такую, только на питание поставил LC фильтр - индуктивность поставил по плюсу. А размыкается минус - классическая схема, которая применяется и в 3D принтерах.В наличии была у меня плата управления под GRBL - Arduino UNO+shield V.2.0. Блок питания - выносной 12 вольт 3,75А.

Вот так она выглядит вместе со спаянным модулем TTL:Ранее у меня был удачный опыт построения 3D принтера на алюминиевом квадратном профиле. Поэтому и здесь решил делать раму из прямоугольного алюминиевого профиля 15х30мм. Но помня свои мучения по подгонке в прошлый раз. Сразу начал с того, что напечатал несколько прямоугольников, чтоб подобрать плотную посадку пластиковых углов на алюминиевый профиль со слабым натягом - чтобы вставить можно было руками и чтобы он не болтался. С четвёртой попытки всё подобралось.

Модели выложены тут:

https://3dtoday.ru/3d-models/mechanical-parts/machines/lazernyy_gravyer_2030_na_valakh_10_mm_i_alyuminievoy_trube_15kh30mm/Кинематику выбрал классическую . Опять же исходил из наличия двигателей. Да делал ранее Н-бот и ХУ-core. Об их преимуществах и недостатках всё мне было известно, а вот такую классическую кинематику ещё не делал.Сделал бокс под плату управления и держатели под провода. Есть у меня кабель канал для ЧПУ фрезеров - но он на средних и больших скоростях не очень хорошо работает.Подключил вентиляторы обдува - и на 12 вольтах они очень шумно работают, поэтому поставил им регуляторы оборотов. Регулятор оборотов это обычный регулируемы DC-DC модуль на ток не более 1 А. Поставил напряжение 8 вольт (по слуху чтоб не шумели но ещё нормально воздух гнали).Прошивка GRBL 1.1f.

Вот небольшое видео как это всё работает.Популярная для тестирования лазерных гравёров картинка. Выжигал на 30% мощности лазера и скорости 4000 мм/мин. Время выжигания 9 минут. Растровый режим.А если вычистить сажу от горелого картона (к вопросам о пост обработке выжигаемых картинок(??)), то выглядеть будет такРежет плотный темный картон (упаковка от пробников пластикового прутка U3print)Резал на пробу виниловую самоклеющуюся плёнку - режет, но края неопрятные обугленные.Черный Акрил 3 мм. Режет на самой медленной скорости 100 мм/мин за четыре прохода. Но сильно коптит от горелого пластика - нужна насадка на объектив для подачи воздуха в линию реза и чтобы не закоптить линзу. От чего линза перегреется и выйдет из строя. Белый и прозрачный акрил не режет( Их режут с наклеенной на них на них транспортировочной ТЕМНОЙ бумагой или темной плёнкой).Формирование кодов для выжигания делал с помощью бесплатной программы LaserGRBL.

Скачать её можно на официальном сайте совершенно БЕСПЛАТНО:

http://lasergrbl.com/ru/Программа очень проста в освоении. Интерфейс программы выглядит так:Всем удачи и хорошего настроения.