Был куплен как то давно лазерный модуль и наконец то, появилось желание сделать лазерный ЧПУ выжигатель под управлением ARDUINO NANO 3.0.
Если посмотреть разные материалы в интернете на данную тему , то самое простое это сделать лазерный выжигатель из DVD приводов. Только вот зона для выжигания получается маленькая всего 40х40 мм. Хотя в габаритах данных устройств можно сделать выжигатель и с большей рабочей зоной.
У меня получился вот такой ЛАЗЕРНЫЙ ГРАВЁР. Рабочая зона 105 мм на 110 мм. Разрешение 6 линий на мм. Но лучшее качество получается на разрешении 4 линии на 1 мм. Скорость прожига 300 мм/мин (5 мм/сек). Скорость прожига определяется мощностью лазера и качеством его фокусирующей системы.
Самодельный ЧПУ Лазерный гравёр с рабочей зоной 100х100 мм
Вот такую картинку он выжигает достаточно быстро, всего за четыре минуты в пиксельном режиме. В бесплатной программе по подготовке кодов LaserGRBL- этот режим называется "Сглаживание 1 BIT", а векторном режиме выжигание происходит в несколько раз быстрее, но качество хуже.
Построение данного выжигателя способствовало наличие 3D принтера. С помощью принтера были нарисованы в Солидворксе и напечатаны ( не с первого раза) редукторные приводы по осям Х и У.
В процессе это было как то так. Также были использованы шаговые двигатели от сканеров с шагом 7,5 градусов. Так как движки слабые, а шаг у них большой, то пришлось мудрить с редукторами.
Был вариант сделать винтовой редуктор, но с ременной передачей всё работало шустрее.
Редукторы на оси получились разные , так как одинаковых подходящих шестерёнок в наличии не было.
Далее к корпусу от ДВД-привода прикручиваем две стойки и крепим приводы осей.
Как вариант можно добавить третью ось и сделать ЧПУ сверлильный станок для сверловки печатных плат. Плата управления позволяет работать с тремя осями и управлять при этом двигателем или драйвером лазера.
Сперва решил попробовать поставить лазер из ДВД привода. Также из ДВД привода была взята фокусирующая линза. Фокусирующее устройство собрал из гайки и винтового штуцера, куда вставил резиновую втулку с линзой.
Для питания лазерного диода был применен -готовый электронный модуль для управления мощностью лазерным диодом (50-300 мВт) и блок DC-DC - понижающий блок со стабилизацией постоянного напряжения с 12 вольт до 5 вольт.
Но мощность получилась маленькая. Мощности хватало только выжигать по ЧЕРНОМУ пенопласту. Чтобы выжечь точку на картоне требовалось очень много времени.
Поэтому применил китайский лазерный модуль на 2,5 ватта с длиной волны 450nM. Он комплектовался внешним драйвером управления.
Система управления.
Состоит из платы управления CNC shield 111330 + процессорного блока ARDUINO NANO+ драйверов управления шаговыми двигателями DRV8825. А для питания всё этого применён блоком питания 12 вольт на 4,5 Ампера . Причем блок питания на 3 ампера данный лазерный выжигатель не не тянул. Это свидетельствует о том, что китайцы разогнали лазерный блок в импульсном режиме до 5 ватт. Также следует отметить, что CNC shield 111330 надо переделывать и изменять стандартные настройки, чтобы он корректно управлял шаговыми двигателями. Но переделке CNC shield 111330 , в виду большого объема материала, обычно посвящают отдельную статью.
Для управления лазерным выжигателем используется прошивка GRBL1.1f . Сперва стояла GRBL 0.9 , но в 1.1 f добавили функционал для управления лазером. Чтобы прошить GRBL 1.1f через ARDUINO Ide требуется добавить GRBL.zip в библиотеку. А саму GRBL 1.1f открыть через "пример" скетча GRBL .
В этом примере только одна строчка - "используем библиотеку GRBL ". И всё. Если открывать по другому, то ARDUINO Ide ругается, что чего то там не находит. А параметры GRBL 1.1f забиваем через сервисную программу управления. Я использовал для этого LaserGRBL.
Коды для выжигания формируются очень просто из обычной картинки в бесплатной программе LaserGRBL. Скачать её можно с официального сайта. Как с ней работать есть несколько видео на ю-тубе.
Сперва обрабатываем картинку
Потом запускаем прожиг или сохраняем файл на СД-карту.
И получаем результат
В большинстве своем данная система управления рассчитана на работу с постоянным подключением к компьютеру через USB порт, что ,иногда, не совсем удобно.
Для удаленной работы прикрутил сенсорный экран с собственным процессором и кардридером - MKS TFT 24 . Только пришлось залить специальную прошивку для работы с лазерными граверами.
GRBL не умеет работать с экраном и кардридером. Да и Ардуино NANO имеет мало пинов управления. Подключить, конечно можно было бы, но в прошивке GRBL 1.1f нет этого функционала.
Но хочется иметь возможность печати отдельно от компьютера.
А вот у MKS TFT 24 есть специализированная прошивка для управления лазерным гравёром, только она заточены под свою плату MKS DLC GRBL CNC Shield controller . Но процессор совпадает с Ардуино NANO и прошивка тоже совпадает. Значит берём и разбираемся как подключить и подключаем. А на шилде 111330 есть даже специальный разъём для подключения "RX TX +5v GND". И напряжения, и силы тока на этом разъёме вполне хватило для работы экрана.
Вот небольшое видео работы лазерного выжигателя.
Всем удачи и хорошего настроения.
