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

Подписаться на 3Dtoday
Lenivo
Идет загрузка
Загрузка
21.04.19
11735
37
Техничка
45
9741f5620db103df02c4bbff0cbc9c2d.JPG
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.
6ddd869999e0b7c006cc14bde590624f.JPG
37e35ae09fa85288d04e2a91b0e052d6.JPG
2aec97b6cbee4b4debb4aae9b6ddc477.JPG
Были надломлены провода и была отвалившаяся пайка .
ae278b33a857856db3b7c0784ca69899.JPG
8dddfe5b04a510fca171cb2c8971c425.JPG
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.
1ee4f39bc41da86ae4702957c543707f.jpg
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:
9fec1f55222d83a8750db6bc781f5449.JPG
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.
e064c0811fcb8da1a1022f915f0ccbc4.JPG
b28bae7bcb62651595395b6f32956246.JPG
ca351e5d6ace805618c4ba675a8bd848.JPG
2b24b426cdbd947738a6aa5a19231d18.JPG
b19087160d07ad674fdcc6cb1f5ff600.JPG
6947318be30d826a76bf7df4a998c773.JPG
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.
8da6b2173b2358a8dd9b7948e0798e80.JPG
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).
d5895d2d3b743cc5efc9ecc74faee229.JPG
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.
7b2f9b2647af7c99408a7a6aa2541c61.JPG
А если вычистить сажу от горелого картона (к вопросам о пост обработке выжигаемых картинок(??)), то выглядеть будет так
885165dd181723b6193a61222d0682b9.JPG
Режет плотный темный картон (упаковка от пробников пластикового прутка U3print)
34f915a1ae221759f9bb8a3b3d72640a.JPG
Резал на пробу виниловую самоклеющуюся плёнку - режет, но края неопрятные обугленные.
6a25b4d993adbaf8222b5cc928a52bd6.JPG
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).
0270afda345410ff211c31187b3f0ff1.JPG
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:
0fc6142d10d62bbae3ac5f5cdb238099.JPG
Всем удачи и хорошего настроения.
Подписаться на 3Dtoday
45
Комментарии к статье

Комментарии

21.04.19 в 12:57
0
По нынешним временам-проще и в принципе особо не дороже делать гравер-резак на СО.Там и мощность будет минимум 30 ватт,и резать будет отлично,и металл гравировать.
21.04.19 в 14:32
1
Я считал и прикидывал СО2. Выходит сильно сложнее по механике и смысла самому делать нет , так как готовые китайские на СО2 выходят в полтора раза дешевле, чем просто лазерный тракт СО2 купить.

Вот стоимость минимального тракта на СО2 - я прикидывал такой вариант. Он мне не понравился по сложности, по финансам и по опасности. И это точно не для квартиры - воняет гарью будь здоров. СО2 лазер надо держать в мастерской и 20 000 вольт для лазера это не шуточки + обязательна система водяного охлаждения для лазерной трубки. Это тоже деньги.

5ba656061cd6f0da2704ab7c0a474c64.JPG

2f09419b5437b5dabacd82e2f63a19f9.JPG


6e946ab9e4f10a24c75b90a1d784dffa.JPG


d9205663ec50104ed0834a129471cd1d.JPG


Легче купить Б.У вариант с севшей лазерной трубкой (в пределах 20 т.р.). Заменить трубку и пользоваться.
21.04.19 в 14:46
1
Для более менее нормального реза полупроводниковым лазером нужен полноценный воздушный компрессор,дымит он тоже не хило,и в отличии от СО не защищен корпусом.А какие сложности с механикой?Я просто хотел написать-что полупроводниковый лазер-обычная игрушка , дающая возможность просто пойграться,но абсолютно мало применимая на практике.Не мощности,не скорости,не надежности.ИМХО.
23.04.19 в 15:57
0
Есть и полупроводниковый лазер (на 3.5Вт) и СО2 (на 40Вт) и 3D принтер и фрезерный станок. Так вот, аргументы у вас слабые и скажу сразу - механика у лазерного гравера и принтера не даром разная. Гравёру нужны быстрые перемещения в общем то вдоль одной оси. Принтеру вдоль траекторий. Конечно, кинематика в общем то схожая в большинстве своем и работать будет, но это весьма и весьма тоскливо. Так сказать от безисходности.
И да, СО2 лазер однозначно того стоит. Все эти полупроводники годятся только как выжигалки, и то, пирограф их делает.
23.04.19 в 16:13
1
Ну так бы и поделились бы с сообществом своими выводами.
А мои мотивы - сделать из кучи запчастей , которые накапливаются с ужасающей быстротой чего-нибудь работающее и наиграться самому, сделать определённые выводы и отдать в нуждающиеся руки или разобрать на запчасти и сделать чего-нибудь другое. Тут всего расхода то -ремень порезал да полкило пластика извел - все остальное можно использовать повторно, Ну профиль тоже....... наверное можно повторно использовать - но его стоимость не так велика.
21.04.19 в 14:03
0
Надеюсь после дросселя конденсатор в несколько мкф добавить то не забыли?
Иначе получится некое подобие пружины, и функция фильтрации работать не будет:-)
Это как прицеп таскать через пружину.
да и маловато, надо 221.
Так, поворчать :-)
21.04.19 в 14:43
0
Конденсатор 1000 мкф+10 мкф керамика стоят после дросселя. До дросселя стоят конденсаторы в блоке питания. Дроссель нужен отрезать ВЧ помехи, чтобы не сбивать стабилизатор тока лазерного диода. Без дросселя луч лазера мерцает на малой мощности и периодически вообще отключается, а с дросселем светит ровно и работает без сбоев..... На фирменных модулях на входе по питанию стоит дроссель с десять раз меньшей индуктивностью и его хватает . Я и так перестраховался. Дроссель с большей индуктивностью в таком габарите имеет более тонкий провод, что будет ограничивать ток - и очень сильно скорость нарастания тока. Поэтому поставил такой. Хотя имеет штук двадцать дросселей в таком габарите с разной индуктивностью.
21.04.19 в 15:05
1
Мои глаза... Опять эти говносборки на болтах под фигурную отвёртку. Нельзя купить нормальный крепёж?
21.04.19 в 15:52
0
Спасибо что поделились опытом, я тоже планирую лазерны станок но пока не определился с конструкцией,
22.04.19 в 13:17
1
Так это что же получается? Не обязательно покупать готовый пиропринтер а можно вот так собрать самому и и гораздо дешевле?
22.04.19 в 13:26
0
Да не, ерунда какая-то.
22.04.19 в 13:28
0
Да, наверное показалось...
22.04.19 в 13:35
0
Собрать самому можно. Но будет ли дешевле? Это вряд ли - даже если собирать по готовому отлаженному проекту - запчасти вы будете покупать по розничной цене + почтовые расходы. Плюс весьма возможно нарваться на брак, плюс у всех разная квалификация слесарных навыков и навыков в электронике. Те у кого такие навыки имеются просто, берут калькуляцию и считают - если собрать самому дешевле, то собирают. Если бы я всё покупал, а не использовал остатки от прошлых проектов, то вышло бы 8-10-12 тысяч. Если печатать пластиковые детали самому. Плюс учитывайте свое время. Время на сборку и время на доставку по почте , в разнобой разных деталей (от недели до 3-х месяцев).

Ну самым трудным моментом -это решиться. Одно дело покупать заведомо рабочий агрегат, другое дело набор запчастей и с непонятным исходом (получится или нет).

А так, да. Чуть чуть сэкономите на сборке. Возможно.
22.04.19 в 14:25
0
Пиропринтер продают за 58 000₽ :)

500a616024d04e14d4b7d4f3f40a9594.png


Там вот такая штука, ноут естественно в комплект не входит. И заметьте там нет лазера, просто нихромовая нитка на серве.
Зато в комплекте яркий и громкий маркетинг с зарядом, что в месяц каждый купивший этот выжигатель легко сможет заработать 50К.
22.04.19 в 14:52
0
Зря они комментарии под своими статьями закрыли. Так можно было бы для выжигателя посоветовать как избавиться от толстых проводов , идущих к спирали. Высоко- частотный трансформатор и две обмотки на вторичке к спирали. И не нужны такие толстые провода тянуть на каретку.

Есть еврейская поговорка - "В сделке всегда участвуют два идиота - один продаёт, другой покупает".

Вопрос ценообразования это полностью их прерогатива. Угадают с ценой и нишей рынка будут в плюсе. Не угадают с правильной ценой, значит народ не купит нужное количество их устройств, чтоб выйти на безубыточный режим работы и они пролетят с этим проектов. Могу сказать -молодцы. Пускай стараются и пожелать им всяческих успехов. С большим удовольствием читаю их статьи.
22.04.19 в 15:45
0
Полностью согласен. Я вообще за то чтобы делиться информацией. Кто захочет сделать сам и так её найдет, а кто ищет готовых решений, увидит в таком подходе профессионализм продавца и хорошо изученный процесс.
22.04.19 в 13:51
0
Есть два типа готовых изделий - китайский самый эконом вариант. Типа купил поигрался неделю -две и забросил в кладовку........ Если начинаешь использовать по полной, то все начнёт сыпаться через месяц два........ Ну а полупрофессиональные аппараты уже в два три раза дороже начального уровня.

Вот есть разница в печати у 3D принтера на рельсах и на роликах - сразу после покупки. А через пару тройку месяцев эксплуатации? Так и тут почти весь китай - это супербюджет на резиновых роликах, где нет ничего нужного и большая часть прилеплена на скотч. Лазеры - реально имеют мощность в три -четыре раза меньшую по паспорту. Всё остальное накручено за счёт импульсного режима и накручивания запредельной мощности лазеру, что в по экспоненте сокращает его ресурс. Но народ берёт играется ..... и закидывает это всё в кладовку...... Менее 10 % из покупателей делают что то серьёзное.........
22.04.19 в 14:47
0
ВИдел на ютубе не мало видео о КИТе на принтер. Меогие тсавят на Креалити ЦР10. Но почему то ни одного русскоязычного ролика нет.
22.04.19 в 15:03
0
Не понятно о чём речь. дайте ссылку на видео. Ну или правильно напишите название агрегата, о котором идёт речь. Чтоб поиском найти. Видео полный ю-тюб, но найти нужное очень трудно, хотя наверняка оно там есть. Ну и как правило талантливые инженеры, плохо делают видео ролики. А те укого получается делать хорошее видео -тем не до инжиниринга.
22.04.19 в 15:18
0
вот например
https://youtu.be/K7X78C0qoxc
22.04.19 в 16:21
0
Там же всё растолковано. Продают лазерный кит для модификации 3D-Принтера ENDER-3.
К корпусу лазера прикручено на винтики 4 магнитика. Этими магнитиками лазер лазер примагничивается к корпусу хот-енда. В комплекте идет Y-кабель. Тупо по-русски "тройник-разветвитель". То есть питание лазера вещается на управляемый выход вентилятора обдува модели на хот-енде. Драйвер лазера в металлической коробочке с выключателем.
Дана ссылка на бесплатную программу LaserGRBL

https://drive.google.com/file/d/1PpPj3VxC8kbaGqC0Yb7yBUAglPPLm4B1/view

В этой версии включение /выключение лазера делается командами М106/М107 - включение/выключение вентилятора.

Две ссылки на китайский и на польский интернет магазины, где продают данные киты.
Китайский магазин
https://www.banggood.com/12V-Blue-Violet-Laser-Engraving-Head-Set-For-CR-10-CR-10S-3D-Printer-p-1281920.html?p=CP09088450759201701T&cur_warehouse=CN

Стоимость 3 662 рубля с бесплатной доставкой.

Поляки продают тоже самое только за 75 евро с платной доставкой.

комплект

cc61513fbf0a8655027575f6cbbb36d4.JPG


517c27e67477915fc34afa64e4cc4b42.JPG

Вот спецификация на их лазерный модуль.

b76c6d412965a2d1ddc49de27a7e0301.JPG

То есть 0,5 ваттный лазер, у которого сделан корпус для драйвера из металла и 4 фанерки в комплекте втюхивают по цене 2,5 ваттного лазера. На видео показана процедура установки - открутить два винтика, вставить кабель разветвитель. Если вдруг его забыли положить, то спаять самому. И все. Далее 5 минут рассказывается, что ставить надо осторожно и в глаза не светить, а то лишитесь зрения. далее показана работа по подготовке кодов и настройке фокуса у лазера. Через экран принтера надо сперва выставить высоту по Z и провести определение "о" - автопарковка. Потом запускать гравировку с помощью программы LaserGRBL. Или все тоже самое можно сделать и при помощи слайсера РЕПИТЕР-ХОСТ, но нужно только коды в ручную вставлять на включение выключение лазера.

Короче Хитровы вернутые поляки хотят нажить кучу евро на технически неграмотных европейских владельцах ENDER-3, впихивая дешёвый лазер по цене в три раза дороже, чем его можно купить самостоятельно -не в составе кита. Причем лазер самой дешёвой комплектации -без TTL и без ШИМ , который просто управляется подачей питания и выключением питания.

ВА принципе всё понятно. Самое ценное это наличие информации о существовании версии программы LaserGRBL., которая может управлять лазером через включение выключение вентилятором.
22.04.19 в 18:01
0
Да таких видео много. Я про то, что есть эти комплекты на али за 2500р. Имеет ли смысл строить что то если все уже готово за не большие деньги? А если хочется чего то серьезного, то это CO2 лазер за совершенно другие деньги.
22.04.19 в 18:48
0
Автору, спасибо! "На поиграться" вполне себе адекватная конструкция, удобная для повторения в домашних условиях. Много лучше, чем аналогичного назначения устройства, разработанные любителями. И даже выглядит довольно симпатично, что вообще крайне редко случается для проектов с коленки. Однозначно зачет.
22.04.19 в 20:23
0
Какое напряжение на драйверах шаговых двигателей выставляли для ЕМ-483?
23.04.19 в 05:15
0
Драйвера А4988, микрошаг - 16 шагов. Ток выставил на все двигатели 0,6 вольта. Движки тянут и после часа работы слегка теплые. Драйвера обдуваются вентилятором охлаждения 40х10 мм.
23.04.19 в 06:45
0
2ec3169f248e939ac9a779bc6de78da8.JPG
23.04.19 в 06:48
0
Фото разборки японского шагового двигателя ЕМ-483

7ab21d8ea69ed9cf4c21b3b9c9a3003c.JPG
23.04.19 в 15:49
0
Год назад собрал нечто подобное (arduino+cnc shield), только по схеме. CoreXY, рабочая зона получилась 360х360. Управление диодом аналогичное + обдув! Получилось компакненько. Сейчас делаю 2-ю версию на stm32 + touchэкран + sd. пора "отвязывать" ноут.

Рекомендую перейти на ArtCam с LaserGRB, работа с векторами просто огон!!

Питание на диод подаю на 0.25. Вольта ниже номинального - не греется, и пишут в сети что дольше живет! Использую в основном для изготовления плат (фоторезист засвечиваю) и выжигания!
Оказался годным в хозяйстве аппарат!
01.05.19 в 05:40
0
"Рекомендую перейти на ArtCam с LaserGRB, работа с векторами просто огон!! "

Для ArtCam - какой постпроцессор используете? У меня установлен ArtCam. Но с ним подготовка долгая.
С удовольствием почитал бы вашу статью об вашем гравёре с электроникой "на stm32 + touchэкран + sd"
где бы все было подробно об настройке такой управляющей платы расписано.
01.05.19 в 05:48
0
Написал прогу на делфях, подменяю управление по Z на включение/выключение (S) лазера.

Реализовал пока только stm32f103+nextion (файловый менеджер, управление обдувом, режим маркера), типа offline gcodesender! Надо теперь разобраться с прошивкой grbl и запихать все в один stm32.
24.04.19 в 17:17
0
Не пробовали сделать/приладить простенький угольный фильтр с вентилятором, для избавления от дыма?
24.04.19 в 18:17
0
Для гравёра это лишнее.
24.04.19 в 18:54
0
Я видел дым ;)
26.04.19 в 08:08
0
Нашёл в сети фото драйвера, установленного в корпусе лазерного блока

5a073ded755891abd0cb6087e438be05.jpg
01.05.19 в 01:42
0
Подскажи про управление. В прошлом после про лазер писал про 111330+TFT24, почему в этот раз без дисплея? И про дисплей - в той статье в распиновке указано два GND и 3 других пина, но провода к CNC идет 4. GND используется любой или их запараллелить надо?
01.05.19 в 05:34
1
GND - "это земля" и на плате эти все контакты соединены между собой. Поэтому достаточно подключиться к любому из них. К какому удобнее. Параллелить их не нужно.

Подключал и к этому гравёру. Всё работает. Просто не написал об этом. И так статья длинная получилась - редактор статей при большом объёме тормозит сильно. Даже то , что на самом деле нужно -нюансы про двигатели и про лазер добавлял в комментариях.
02.05.19 в 14:43
0
Спасибо за такие интересные статьи. Сложно в рунете найти годный материал про лазеры и тем боле Ардуино Нано.
Но у меня к Нано и СНС 4 подключить не удалось. Прошивку потрогал от 0.9 до 1.1. Мотор не реагировал, как понимаю, из-за неправильной разводки самого шилда. А вот отсутствие реакции лазера на управление ТТЛ так и не понял. Лазер жарит на полную. Потом уже подключил мультиметр, поставил мощность лазера на 50% и начал прощупывать пины. На Х+ и Z+ было пусто, на остальных 4,8В. Пока щупал, сжег стабилизатор на ардуинке, теперь везде 1,5В. Какой-то проблемный шилд 4, буду брать 3 + Уно и уже там пытаться дальше.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

История болезни

Завод «Полема» представил новые материалы для аддитивных технологий в судостроении

3D-ПЕЧАТЬ МЕТАЛЛАМИ. Характеристики и особенности материалов.

3D-сканеры ScanTech на выставке Металлообработка-2019

Поиграем-3. Пазл - "Зверинец"

Уроки 3D моделирования Fusion 360 | Создаем 3D модель для 3D печати. Урок 4