Olhando através de gravadores a laser no aliexpress, o mestre encontrou vários modelos alimentados por USB. Foi incrível que eles pudessem gravar em diferentes materiais, bem como cortar formas e padrões de adesivos e papel, e fazer todo esse poder com 5V USB. Mas a desvantagem desses gravadores era que eles tinham uma pequena área de trabalho, na maioria dos casos apenas 40 mm x 40 mm.
Então, o mestre decidiu projetar e fabricar independentemente um gravador usando uma impressora 3D para fabricação. Ao longo do caminho, ele decidiu fazer o suporte do laser modular, para que o laser pudesse ser facilmente substituído por uma caneta ou marcador. Uma função de conexão Bluetooth também foi adicionada.
As especificações técnicas do gravador são as seguintes:
- Área de trabalho 200 x 162 mm
-1000 mw módulo laser
-Funciona a partir de uma fonte de alimentação USB (5V)
Função de orientação automática
- Comunicação Bluetooth entre o gravador a laser e o PC
- Controle a laser PWM. (Ajuda na criação de diferentes tons de preto ao gravar retratos)
-102,4 passos por mm de resolução
- A máquina pode gravar, cortar e desenhar em diferentes materiais
Ferramentas e materiais:
-Arduino UNO;
-Placa de expansão;
- Driver de motor de passo A4988 - 2 peças;
Módulo laser de -1000 mW;
- Arduino Nano;
- Conversor de impulso XL6009;
- Rolamentos lineares de esferas LM8UU - 6 peças;
Polia - 4 peças;
- Hastes de diâmetro 8 mm, comprimento 300 mm -4 peças;
módulo IRF520 Mosfet;
- relé;
- Interruptores de fim de curso - 2 peças;
- motores de passo 2 PCes;
- Ímanes de neodímio 18 x 5 mm x 3 mm;
-30 * 30 mm ventilador de refrigeração de 5 volts;
-Cinto;
Módulo Bluetooth -HC-05;
Servomotor SG90;
Terminais de parafuso
Tubo de encolher;
- Supercola;
Laços -Cabo;
-Fixadores
M3 30mm
Parafusos M3 12mm
M4 40mm
Porcas M3
Porcas M4;
- Contraplacado 8mm 48 x 42 cm;
Folha acrílica transparente de -5mm 22 x 22 cm;
- cabo MicroUSB;
-Desperdício de papel;
-Nadfil;
- chave de fenda;
Acessórios de solda;
- alicates;
- tesoura;
-Nippers;
-Computador com software;
Etapa 1: Design
O assistente começou projetando a base e os suportes do eixo do eixo Y. Como os suportes são compostos por dois componentes idênticos, a função de espelho no Fusion 360 facilitou o trabalho. A função de espelho foi usada várias vezes no desenvolvimento deste gravador a laser.Ao contrário de outros softwares CAD, um dos grandes recursos do Fusion 360 é que ele permite criar vários componentes em uma tela com um link para outros componentes, ou seja, o modelo pode ser projetado montado.
A altura das guias do eixo X depende da distância focal do laser usado. Você só precisa garantir que a altura do laser esteja nessa faixa. O foco final do feixe de laser pode ser feito ajustando a lente no laser.
O Fusion 360 também permite escolher a aparência e o material dos componentes para tornar o design final real. O programa permite converter e salvar componentes desenvolvidos diretamente no formato STL para impressão 3D.
Abaixo, você pode baixar o arquivo do Fusion 360 com o projeto do gravador.
gravador a laser v16.f3d
Etapa 2: Impressão 3D
Em seguida, o assistente começa a imprimir os detalhes. Todas as peças são projetadas de forma que possam ser facilmente impressas em uma impressora 3D sem suporte.
O assistente imprime os detalhes em uma impressora TEVO 3D.
Material: PLA (verde escuro)
Altura da camada: 0.3mm
Preenchimento: 30%
Espessura de parede: 0.8mm
Espessura superior / inferior: 0,9 mm
Os arquivos para impressão podem ser baixados clicando neste o link.
Etapa 3: Montagem do eixo Y
O assistente recomenda que você abra o arquivo de construção do Fusion 360 PC antes da montagem. Isso ajuda a tornar o processo de construção mais compreensível.
O assistente instala as hastes e rolamentos lineares. O mestre projetado para evitar a colagem de peças, ou seja, o ajuste é apertado. As hastes devem ser preenchidas no assento com um martelo.
Após a montagem, verifique se o carro se move livremente.
Etapa quatro: Desktop
Um furo é perfurado em uma folha de acrílico. Aparafusa a folha ao carro e define as bordas da folha exatamente paralelas às bordas do carro. Marca e perfura quatro orifícios de montagem. Aparafusa acrílico no carro.
Etapa cinco: eixo X
Em seguida, o mestre coleta o eixo X. As guias para o eixo foram impressas pelo mestre, uma vez que as que ele comprou acabaram com defeito. Segundo ele, após a moagem e a lubrificação, esses guias não funcionam pior do que os adquiridos.
Etapa 6: retrabalhar o mecanismo unipolar 28BYJ-48 em um bipolar
Há duas razões principais pelas quais você precisa converter um motor unipolar em um motor bipolar.
O algoritmo de controle do motor bipolar usando o driver do motor de passo A4988 é mais simples do que controlar um motor unipolar
A placa de expansão suporta apenas motores de passo bipolares.
Você pode refazer o mecanismo em três etapas.
Abra a caixa de plástico azul, desconecte o fio vermelho da placa, como mostra a primeira foto.
Agora você precisa danificar a pista, como na segunda foto e mudar os fios no bloco, como na terceira foto.
Sétimo passo: instalação do motor, polia, correia
Instala o mecanismo. No eixo, o motor prende uma polia. A segunda polia fica no lado oposto do motor. Aperta o final do cinto com laços. Passa a segunda extremidade da correia pelas polias e também prende.
Etapa Oito: Fundação
A base é feita de madeira compensada. Para ele, o mestre anexa o eixo X.
Etapa nove: eixo Y
Coleta o eixo Y. Este é um passo difícil.
Monte o suporte da polia usando o suporte da polia do eixo Y, polia, parafuso / porca M4 de 40 mm e arruelas de metal, conforme mostrado nas duas primeiras fotos.
Agora amarre uma extremidade da correia dentada em um dos slots sob o carro do eixo Y.
Passe a extremidade livre da correia pelo conjunto da polia que você criou anteriormente e, em seguida, encaixe-a na segunda ranhura localizada sob o carro do eixo Y.
Após a conclusão dessas 3 etapas, você precisa parafusar o conjunto do eixo Y na base do compensado.
Conecte o motor de passo ao suporte do eixo Y usando dois parafusos e porcas M3 de 12 mm.
Agora aparafuse o suporte da polia do eixo Y e o suporte do motor à base de compensado.Faça isso depois de ajustar os dois lados para obter a tensão correta da correia. Um tensionador de correia será adicionado posteriormente.
Etapa 10: Módulo Laser
Conforme indicado, nas especificações, a máquina implementou uma substituição rápida do módulo a laser por outros módulos executivos. Para isso, o mestre fez duas partes retangulares (capas). Seis ímãs de neodímio são instalados em cada um. Uma tampa está conectada ao eixo X, o módulo laser está conectado à outra.
Os fios são montados da seguinte maneira.
Os lasers + e - são conectados a V + e V-, respectivamente, do módulo MOSFET. A energia está conectada ao VCC e GND, respectivamente. O fio de sinal está conectado ao pino de sinal do módulo MOSFET.
Etapa onze: plotadora
Coleta uma plotadora. Assim que as duas partes são impressas, o mestre pole os planos que estão em contato, alisa-os com uma lixa e uma lixa até que ambas as partes se juntem com muito pouco atrito.
Agora aperta os parafusos M3 de 40 mm e ajusta a mola.
O servo motor, os terminais e o Arduino aderem, como mostra a foto.
Aqui Arduino O nano é usado para converter sinais de controle de laser em sinais PWM que podem acionar um micromotor.
Está conectado da seguinte forma:
+5 Volt - Vin
-5 Volts - GND
Sinal - D10
Potência servo + ve - 5V
Servo-potência - GND
Sinal servo - D3
Então o código é carregado.
#include Servo myservo;
configuração nula ()
{
myservo.attach (3);
pinMode [10, ENTRADA];
}
loop vazio ()
{
if (digitalRead (10) == ALTO)
{
myservo.write (20);
}
mais
{
myservo.write (60);
}
}
Etapa Doze: Instalação
Instalação de acordo com o esquema.
O conversor de impulso está definido para 12V.
O Arduino está instalado no módulo de expansão CNC.
A ventoinha é colada no orifício fornecido com adesivo hot melt.
Uma faixa de LED foi adicionada para aparência e indicação de energia.
A caixa impressa é aparafusada ao compensado.
Uma folha de acrílico transparente com uma espessura de 87 x 75 mm 2 mm é usada como cobertura do corpo. Pode ser inserido através da ranhura fornecida em um lado do alojamento.
Os interruptores de limite são acoplados para que o botão seja pressionado 3 mm antes dos rolamentos de cada carro colidirem com os suportes de tração.
Os fios para motores e chaves fim de curso são alongados e as conexões são isoladas.
Os fios são colados à base de madeira compensada com supercola.
Aqui, o conversor de impulso é usado apenas para alimentar os chips de driver de motor A4988. Cada motor consome apenas 150 mA de corrente.
Etapa 13: Módulo Bluetooth
Monta o módulo bluetooth.
Para enviar e receber dados ou, nesse caso, códigos G através do módulo Bluetooth HC05, você deve primeiro configurar o módulo.
Conecte o módulo HC05 ao Arduino Uno, conforme mostrado na primeira figura.
Faça o download do código anexado a esta etapa no Arduino.
BLUE_P.ino
Agora digite os códigos mostrados na segunda foto.
Após concluir as configurações, desconecte o módulo HC05 do Arduino que você usou para programar e conecte-o ao Arduino CNC Shield de acordo com o diagrama de circuitos na terceira foto.
Etapa 14: código e configuração
Para um gravador a laser, o mestre baixa o código.
GRBL.zip
O Laser GRBL é um dos melhores streamers de código G gratuitos para gravadores a laser. Ele pode transferir diretamente códigos G para o Arduino através da porta som. Possui uma ferramenta integrada para converter imagens em códigos G.
Todas as configurações devem ser feitas como na foto, levando em consideração o seguinte:
Instale a porta do peixe-gato à qual o seu gravador a laser está conectado.
Os valores de configuração podem ser alterados para se adequar melhor ao seu gravador.
Etapa Quinze: Teste
Após a conexão do laser, é hora de verificar sua precisão.
Existem algumas coisas para verificar:
Os eixos X e Y estão se movendo na direção certa?
A homing funciona corretamente?
O motor pula etapas devido a alta fricção ou cintos muito apertados.
Os tamanhos das imagens impressas são consistentes com os tamanhos indicados no software. O número de etapas por mm corresponde ao motor de passo usado.
A tensão da correia pode ser ajustada usando o tensionador. Gire o parafuso até que a tensão correta seja alcançada.
Para verificar se o mecanismo possui etapas e as dimensões corretas, imprima uma figura geométrica contínua simples, por exemplo, um quadrado, triângulo ou círculo. Se o laser iniciar de um ponto e parar idealmente no mesmo ponto, isso significa que o laser não perdeu uma única etapa e funciona perfeitamente. Após a impressão do triângulo ou quadrado, meça manualmente seu tamanho com uma régua e verifique se ele corresponde às dimensões especificadas.
Segundo o mestre, ele está completamente satisfeito com a máquina.
Pode ser gravado em vários materiais, como madeira, papelão, couro, plástico, etc.
Como o motor tinha cerca de 102 degraus por mm, pequenas gravuras com detalhes finos podem ser feitas.
O gravador funcionou sem problemas na fonte de alimentação USB.
