Nhìn qua các máy khắc laser trên AliExpress, ông chủ đã bắt gặp một số mẫu chạy bằng USB. Thật đáng ngạc nhiên khi họ có thể khắc trên các vật liệu khác nhau, cũng như cắt các hình dạng và hoa văn từ nhãn dán và giấy, và thực hiện tất cả sức mạnh này từ USB 5V. Nhưng nhược điểm của những máy khắc này là chúng có diện tích làm việc nhỏ, trong hầu hết các trường hợp chỉ có 40 mm x 40 mm.
Sau đó, ông chủ quyết định độc lập thiết kế và chế tạo máy khắc bằng máy in 3D để sản xuất. Trên đường đi, anh quyết định biến mô-đun giữ laser thành mô-đun để có thể dễ dàng thay thế laser bằng bút hoặc bút đánh dấu. Một chức năng kết nối Bluetooth cũng đã được thêm vào.
Thông số kỹ thuật của máy khắc như sau:
- Vùng làm việc 200 x 162 mm
Mô-đun laser -1000 mw
-Works từ nguồn điện USB (5V)
Chức năng hướng dẫn -Auto
- Giao tiếp Bluetooth giữa máy khắc laser và PC
- Điều khiển laser PWM. (Giúp tạo các sắc thái khác nhau của màu đen khi khắc chân dung)
Độ phân giải -102,4 trên mỗi mm
- Máy có thể khắc, cắt và vẽ trên các vật liệu khác nhau
Dụng cụ và vật liệu:
-Arduino UNO;
-Bảng mở rộng;
- Trình điều khiển động cơ bước A4988 - 2 chiếc;
Mô-đun laser -1000 mW;
- Arduino Nano;
- Bộ chuyển đổi tăng tốc XL6009;
- Vòng bi tuyến tính LM8UU - 6 chiếc;
Ròng rọc - 4 chiếc;
- Thanh có đường kính 8 mm, chiều dài 300 mm -4 chiếc;
-Module IRF520 Mosfet;
- Rơle;
- Công tắc giới hạn - 2 chiếc;
-Bước động cơ 2 chiếc;
- Nam châm Neodymium 18 x 5 mm x 3 mm;
Quạt làm mát -30 * 30 mm 5 volt;
-Belt;
Mô-đun Bluetooth -HC-05;
-SG90 động cơ servo;
Thiết bị đầu cuối trục vít
-Quần ống;
- Siêu sao;
Quan hệ -Cable;
-Fastener
M3 30 mm
Bu lông M3
M4 40mm
Hạt M3
Hạt M4;
- Ván ép 8 mm 48 x 42 cm;
-5mm tấm acrylic trong suốt 22 x 22 cm;
- Cáp MicroUSB;
-Mặt giấy;
-Nadfil;
- tuốc nơ vít;
Phụ kiện -Soldering;
- Kìm;
- kéo;
-Chủ vụ;
-Computer với phần mềm;
Bước một: Thiết kế
Trình hướng dẫn bắt đầu bằng cách thiết kế chân đế và giá đỡ trục trục Y. Vì các giá đỡ bao gồm hai thành phần giống hệt nhau, chức năng nhân bản trong Fusion 360 giúp công việc trở nên dễ dàng hơn. Chức năng gương được sử dụng nhiều lần trong quá trình phát triển máy khắc laser này.Không giống như các phần mềm CAD khác, một trong những tính năng tuyệt vời của Fusion 360 là nó cho phép bạn tạo nhiều thành phần trên một màn hình với một liên kết đến các thành phần khác, tức là mô hình có thể được thiết kế lắp ráp.
Chiều cao của các thanh dẫn trục X phụ thuộc vào độ dài tiêu cự của laser được sử dụng. Bạn chỉ cần đảm bảo rằng chiều cao laser nằm trong phạm vi này. Lấy nét cuối cùng của chùm tia laser có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh ống kính trên tia laser.
Fusion 360 cũng cho phép bạn chọn ngoại hình và chất liệu của các thành phần để làm cho thiết kế cuối cùng trông thật. Chương trình cho phép bạn chuyển đổi và lưu các thành phần được phát triển trực tiếp ở định dạng STL để in 3D.
Dưới đây bạn có thể tải xuống tệp Fusion 360 với dự án khắc.
máy khắc laser v16.f3d
Bước hai: In 3D
Sau đó, trình hướng dẫn bắt đầu in các chi tiết. Tất cả các bộ phận được thiết kế theo cách mà chúng có thể dễ dàng in bằng máy in 3D mà không cần hỗ trợ.
Trình hướng dẫn in các chi tiết trên máy in 3D TEVO.
Chất liệu: PLA (Xanh đậm)
Chiều cao lớp: 0,3mm
Làm đầy: 30%
Độ dày của tường: 0,8mm
Độ dày trên / dưới: 0,9mm
Tập tin để in có thể được tải xuống bằng cách nhấp vào đây liên kết.
Bước ba: Lắp ráp trục Y
Trình hướng dẫn khuyên bạn nên mở tệp xây dựng Fusion 360 PC trước khi lắp ráp. Điều này giúp làm cho quá trình xây dựng dễ hiểu hơn.
Trình hướng dẫn cài đặt các thanh và vòng bi tuyến tính. Các bậc thầy được thiết kế để tránh dán các bộ phận, tức là sự phù hợp là chặt chẽ. Các thanh phải được điền vào ghế bằng búa.
Sau khi lắp ráp, đảm bảo rằng cỗ xe di chuyển tự do.
Bước bốn: Máy tính để bàn
Một lỗ được khoan trên một tấm acrylic. Vặn tấm vào cỗ xe và đặt các cạnh của tấm song song chính xác với các cạnh của cỗ xe. Đánh dấu và khoan bốn lỗ gắn. Vít acrylic để vận chuyển.
Bước năm: Trục X
Sau đó, chủ thu thập trục X. Các hướng dẫn cho trục được in bởi chủ, vì những cái mà anh ta mua hóa ra là bị lỗi. Theo ông, sau khi mài và bôi trơn, những hướng dẫn này hoạt động không thua kém gì những người mua.
Bước sáu: làm lại động cơ đơn cực 28BYJ-48 thành một lưỡng cực
Có hai lý do chính tại sao bạn cần chuyển đổi một động cơ đơn cực thành một động cơ lưỡng cực.
Thuật toán điều khiển động cơ lưỡng cực sử dụng trình điều khiển động cơ bước A4988 đơn giản hơn so với điều khiển động cơ đơn cực
Bảng mở rộng chỉ hỗ trợ động cơ bước lưỡng cực.
Bạn có thể làm lại động cơ trong ba bước.
Mở hộp nhựa màu xanh, ngắt kết nối dây màu đỏ khỏi bảng, như trong bức ảnh đầu tiên.
Bây giờ bạn cần làm hỏng bản nhạc, như trong bức ảnh thứ hai và thay đổi dây trong khối, như trong bức ảnh thứ ba.
Bước thứ bảy: lắp đặt động cơ, ròng rọc, vành đai
Cài đặt động cơ. Trên trục, động cơ đảm bảo một ròng rọc. Ròng rọc thứ hai đặt ở phía đối diện của động cơ. Buộc chặt phần cuối của đai bằng dây buộc. Vượt qua đầu thứ hai của vành đai qua các ròng rọc và cũng buộc chặt.
Bước Tám: Nền tảng
Các cơ sở được làm bằng gỗ dán. Đối với anh ta, chủ gắn trục X.
Bước Chín: Trục Y
Thu thập trục Y. Đây là một bước khó khăn.
Lắp ráp giá đỡ ròng rọc bằng cách sử dụng giá đỡ ròng rọc trục Y, ròng rọc, bu lông / đai ốc M4 40 mm và vòng đệm kim loại như trong hai bức ảnh đầu tiên.
Bây giờ buộc một đầu của vành đai thời gian vào một trong các khe dưới cỗ xe trục Y.
Vượt qua đầu tự do của dây đai thông qua cụm ròng rọc mà bạn đã thực hiện trước đó, và sau đó gắn nó vào rãnh thứ hai nằm dưới cỗ xe trục Y.
Sau khi hoàn thành 3 bước này, bạn cần vặn cụm trục Y vào đế gỗ dán.
Gắn mô tơ bước vào giá treo động cơ trục Y bằng hai bu lông và đai ốc 12 mm.
Bây giờ vặn giá đỡ ròng rọc trục Y và giá treo động cơ vào đế gỗ dán.Làm điều này sau khi điều chỉnh cả hai bên để có được độ căng đai chính xác. Một bộ căng đai sẽ được bổ sung sau.
Bước mười: Mô-đun Laser
Như đã chỉ ra, trong các thông số kỹ thuật, máy đã thực hiện thay thế nhanh mô-đun laser bằng các mô-đun điều hành khác. Đối với điều này, các bậc thầy đã thực hiện hai phần hình chữ nhật (bìa). Sáu nam châm neodymium được cài đặt trong mỗi. Một nắp được gắn vào trục X, mô-đun laser được gắn vào trục kia.
Các dây được gắn như sau.
+ và - laser được kết nối tương ứng với V + và V- của mô-đun MOSFET. Nguồn được kết nối tương ứng với VCC và GND. Dây tín hiệu được kết nối với chân tín hiệu của mô-đun MOSFET.
Bước mười một: máy vẽ
Thu thập một máy vẽ. Ngay sau khi cả hai phần được in, chủ sẽ đánh bóng các mặt phẳng tiếp xúc với nhau, làm mịn chúng bằng một tập tin và giấy nhám, cho đến khi cả hai phần trượt với nhau rất ít ma sát.
Bây giờ siết ốc vít 40 mm M3 và đặt lò xo.
Động cơ servo, thiết bị đầu cuối và gậy Arduino như trong ảnh.
Đây Arduino nano được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu điều khiển laser thành tín hiệu PWM có thể điều khiển micromotor.
Nó được kết nối như sau:
+5 Vôn - Vin
-5 Volt - GND
Tín hiệu - D10
Công suất servo + ve - 5V
Servo -ve - GND
Tín hiệu servo - D3
Sau đó, mã được tải.
#incolee Servo myservo;
thiết lập void ()
{
myservo.attach (3);
pinMode [10, INPUT];
}
vòng lặp void ()
{
if (digitalRead (10) == CAO)
{
myservo.write (20);
}
khác
{
myservo.write (60);
}
}
Bước 12: Cài đặt
Lắp đặt theo sơ đồ.
Bộ chuyển đổi tăng được đặt thành 12V.
Arduino được cài đặt trong mô-đun mở rộng CNC.
Quạt được dán vào lỗ được cung cấp cho điều này bằng keo nóng chảy.
Một dải đèn LED đã được thêm vào cho cả ngoại hình và chỉ báo nguồn.
Các trường hợp in được vít vào ván ép.
Một tấm acrylic trong suốt dày 87 x 75 mm 2 mm được sử dụng làm vỏ bọc cơ thể. Nó có thể được chèn qua rãnh được cung cấp cho nó ở một bên của vỏ.
Các công tắc giới hạn được gắn để nút được nhấn 3 mm trước khi vòng bi của mỗi cỗ xe va chạm với giá đỡ lực kéo.
Các dây cho động cơ và công tắc giới hạn được kéo dài và các kết nối được cách điện.
Các dây được dán vào cơ sở gỗ dán với superglue.
Ở đây, bộ chuyển đổi boost chỉ được sử dụng để cấp nguồn cho chip điều khiển động cơ A4988. Mỗi động cơ chỉ tiêu thụ 150 mA dòng điện.
Bước 13: Mô-đun Bluetooth
Gắn mô-đun bluetooth.
Để gửi và nhận dữ liệu hoặc, trong trường hợp này, mã G thông qua mô-đun Bluetooth HC05, trước tiên bạn phải định cấu hình mô-đun.
Kết nối mô-đun HC05 với Arduino Uno, như trong hình đầu tiên.
Tải về mã được đính kèm với bước này để Arduino.
BLUE_P.ino
Bây giờ nhập mã được hiển thị trong ảnh thứ hai.
Sau khi hoàn thành cài đặt, ngắt kết nối mô-đun HC05 khỏi Arduino mà bạn đã sử dụng để lập trình và kết nối với Arduino CNC Shield theo sơ đồ mạch trong ảnh thứ 3.
Bước mười bốn: mã và thiết lập
Đối với một máy khắc laser, chủ tải xuống mã.
GRBL.zip
Laser GRBL là một trong những bộ truyền phát mã G miễn phí tốt nhất cho máy khắc laser. Nó có thể trực tiếp chuyển mã G sang Arduino thông qua cổng som. Nó có một công cụ tích hợp để chuyển đổi hình ảnh thành mã G.
Tất cả các cài đặt phải được thực hiện như trong ảnh, có tính đến các yếu tố sau:
Cài đặt cổng cá da trơn mà máy khắc laser của bạn được kết nối.
Các giá trị cấu hình có thể được thay đổi để phù hợp nhất với máy khắc của bạn.
Bước mười lăm: Kiểm tra
Sau khi laser được kết nối, đã đến lúc kiểm tra độ chính xác của nó.
Có một vài điều cần kiểm tra:
Các trục X và Y có di chuyển đúng hướng không?
Liệu homing hoạt động chính xác?
Có phải động cơ bỏ qua các bước do ma sát cao hoặc dây đai quá chặt.
Các kích thước của hình ảnh in có phù hợp với kích thước được chỉ định trong phần mềm không. Số lượng bước trên mm có tương ứng với động cơ bước được sử dụng không.
Độ căng của đai có thể được điều chỉnh bằng bộ căng. Xoay bu lông cho đến khi đạt được độ căng chính xác.
Để kiểm tra xem động cơ có các bước và kích thước chính xác hay không, hãy đưa ra một hình hình học liên tục đơn giản, ví dụ: hình vuông, hình tam giác hoặc hình tròn. Nếu laser bắt đầu từ một điểm và dừng lý tưởng tại cùng một điểm, điều này có nghĩa là laser của bạn đã không bỏ lỡ một bước nào và hoạt động hoàn hảo. Sau khi hình tam giác hoặc hình vuông được in, hãy đo thủ công kích thước của nó bằng thước kẻ và xem nó có khớp với kích thước bạn đã chỉ định không.
Theo ông chủ, ông hoàn toàn hài lòng với chiếc máy.
Có thể được khắc trên các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như gỗ, bìa cứng, da, nhựa, vv
Vì động cơ có khoảng 102 bước trên mm, các bản khắc nhỏ với các chi tiết tốt có thể được thực hiện.
Máy khắc hoạt động mà không gặp vấn đề gì về nguồn điện USB.
