Лазерный гравер: купить или сделать своими руками. Самодельный чпу лазерный гравер из камней и палок Как сделать ручной лазерный гравер

На сборку такого гравера у автора ушло 4 месяца, его мощность составляет 2 Ватта. Это не слишком много, но вполне позволяет делать гравировку на дереве и пластике. Также устройство может резать пробковое дерево. В статье имеется весь необходимый материал для создания гравера, включая STL файлы для распечатки узлов конструкции, а также электронные схемы для подключения двигателей, лазеров и так далее.

Видео работы гравировщика:

Материалы и инструменты:

Доступ к 3D-принетру;
- стержни из нержавеющей стали 5/16";
- бронзовые втулки (для подшипников скольжения);
- диод М140 на 2 Вт;
- радиатор и кулеры для создания охлаждения диода;
- шаговые двигатели, шкивы, зубчатые ремни;
- суперклей;
- деревянный брус;
- фанера;
- болты с гайками;
- акрил (для создания вставок);
- линза G-2 и драйвер;
- термопаста;
- защитные очки;
- контроллер Arduino UNO;
- дрель, режущий инструмент, саморезы и т.д.

Процесс изготовления гравера:

Шаг первый. Создаем ось Y
Сперва в Autodesk Inventor нужно разработать каркас принтера. Затем можно приступать к распечатке элементов оси Y и к ее сборке. Первая деталь, которая печатается на 3D-принтере, нужна для того, чтобы установить шаговый мотор на ось Y, подключить стальные валы и обеспечить скольжение вдоль одного из валов оси Х.

После того как деталь будет распечатана, в нее нужно установить две бронзовые втулки, они используются в качестве опор скольжения. Чтобы снизить трение втулки нужно смазать. Это отличное решение для подобных проектов, поскольку обходится дешево.

Что касается направляющих, то они сделаны из стрежней нержавеющей стали диаметром 5/16". Нержавейка имеет небольшой коэффициент трения с бронзой, поэтому отлично подходит для подшипников скольжения.

На ось Y также устанавливается лазер, он имеет металлический корпус и достаточно сильно греется. Чтобы снизить риск перегрева нужно установить алюминиевый радиатор и кулеры для охлаждения. Автор использовал старые элементы от контроллера робота.

Помимо всего прочего в блоке для лазера 1"Х1" нужно сделать отверстие 31/64" и добавить болт к боковой грани. Блок соединяется с другой деталью, которая тоже напечатана на 3D-принтере, она будет перемещаться по оси Y. Для передачи движения используется зубчатый ремень.

После сборки модуля лазера он устанавливается на оси Y. Также на этом этапе устанавливаются шаговые двигатели, шкивы и зубчатые ремни.

Шаг второй. Создаем ось X

Для создания основания гравера использовалось дерево. Самое главное при этом, чтобы две оси X находились четко параллельно, иначе устройство будет клинить. Для перемещения вдоль координаты X используется отдельный мотор, а также приводной ремень в центре по оси Y. Благодаря такой конструкции система получилась простая и отлично работает.

Для крепления поперечной балки, которая соединяет ремень с осью Y, можно использовать суперклей. Но лучше всего для этих целей распечатать на 3D-принтере специальные кронштейны.

Чтобы проверить, как работает электроника, автор включил ее вне станка. Для охлаждения электроники используется компьютерный кулер. Работает система на контроллере Arduino Uno, который связан с grbl. Чтобы сигнал можно было передавать в режиме онлайн, используется Universal Gcode Sender. Чтобы преобразовать векторные изображения в G-код, можно использовать Inkscape с установленным плагином gcodetools. Для управления лазером используется контакт, который контролирует работу шпинделя. Это один из самых простых примеров с применением gcodetools.

Конечно, сложные изображения получаются не очень качественные, но вот простые гравировщик выжигает без труда. Также с помощью него можно без проблем резать пробковое дерево.

Благодаря быстрому развитию технологий обработки материалов инновационного уровня цены на морально устаревающее оборудование быстро падают. Вот и лазерные граверы, совсем недавно продаваемые по малодоступным для обычного человека ценам, теперь могут купить не только предприятия крупного масштаба, но и любой частный предприниматель.

Всё это значительно упрощает возможность оказания частных услуг на рынке гравировок. Многие компании подтверждают снижение цен на лазерно-гравировочное оборудование своими ценовыми каталогами, в которых представлены самые разнообразные модели устройств и оснащений для выполнения гравировок с помощью лазеров. Выбрать лучший гравер можно, лишь ознакомившись с особенностями этого оборудования, его ценой и техническими характеристиками.

Принцип работы лазерных устройств

Лазерные устройства делят на группы по составу своего рабочего тела. В промышленности в основном используются твердотельные граверы и граверы СО2, использующие в качестве рабочего тела для накачки луча углекислый газ. Накачка твёрдого тела (кристалла) лазера или замкнутого объёма газовой смеси происходит за счёт работы мощных излучателей света или высоковольтных электрических разрядов в окружающем пространстве.

Находясь между двумя зеркалами, возникший монохромный лазерный луч многократно совершает колебания в рабочем теле от одного из них к другому. При этом энергия луча возрастает по геометрической прогрессии за счёт приобщения всё новых порций энергии - квантов света. В тот момент, когда накачанная мощность излучения по своим параметрам достигает нужного значения для выполнения технологической операции, порция монохромного лазерного луча вырывается через полупрозрачное зеркало и направляется в зону обработки материала. Этот процесс накачки энергии кристалла или газовой смеси происходит практически непрерывно, что создаёт условия для стабильного лазерного излучения на выходе из устройства-резонатора.

Технологии получения лазерных лучей постоянно совершенствуются, наука на смыкании с производственной практикой ищет всё новые способы получения монохромных, когерентных излучений, которые могли бы обладать большей мощностью при экономии затрат потребляемой электрической энергии. Особенно актуальна тема лазерных технологий и в связи с тем, что применение их не ограничено технологическими разработками в обработке различных материалов, гравировке и резке. Вопросы совершенствования лазерных устройств интересуют многие другие направления человеческой деятельности.

Техническое применение лазеров

Являясь универсальным оборудованием, лучевой гравер имеет очень широкую область применения. С его помощью можно наносить текстовые фрагменты и изображения на материалы самой разной природы, начиная с древесины и пластика, а заканчивая тканями. В этот перечень входят и материалы повышенной хрупкости в виде стекла, оргстекла. Ведь при работе лазерного гравера сама заготовка не подвергается значительному нагреву или жёсткому механическому воздействию.

Основными потребителями лазерного оборудования до сих пор являются:

• агентства и компании, изготавливающие продукцию рекламного назначения;
• предприятия полиграфической промышленности;
• частные предприниматели, которые занимаются оказанием граверных услуг.

Лидирующую позицию на рынке граверных услуг с помощью лазерного оборудования остаются рекламные компании. Лазерная технология позволяет им выполнять изображения самого различного свойства и содержания, используя при этом материалы в очень широком спектре свойств и своей природы.

Частный же бизнес с помощью лазерных граверов нацелен в основном на получение уникальных изображений на кухонной керамике, на одежде и канцелярских товарах. Большим спросом сейчас пользуется лазерный гравер для изготовления печатей. Но привести весь перечень изделий, при производстве которых используются технологии лазерной гравировки, будет почти невозможно. Это говорит о высочайшей востребованности в бизнесе и мелкой частной практике оборудования этого класса. Эффективность применения лазерных граверов очень высока, а сами установки практически не требуют периодического ремонта и обслуживания. Эксплуатационные затраты также минимальны, а износ рабочих органов лазерных станков практически нулевой даже при длительном сроке эксплуатации. Чёткость и точность получаемых изображений с помощью лазерных граверов со временем не снижается.

Изделия для лазерной гравировки реализуются многими компаниями, как производящими их, так и авторитетными торговыми посредниками. Обладая гарантированными высокими качествами работы, эти устройства имеют целый ряд преимуществ перед механическими станками гравировальной группы:

• наносимые изображения имеют высокую стойкость при воздействии любых внешних факторов;
• обработке лазерным лучом поддаются и материалы, имеющие высокую хрупкость;
• чёткость изображений, получаемых с помощью лазерного луча, превосходит в настоящий момент все другие существующие способы и технологии;
• в случае возникновения отклонений в форме заданного изображения коррективы и исправления в прикладную программу внести очень легко;
• при низком энергопотреблении лазерные граверы обладают высокой производительностью.

С помощью лазерных устройств очень удобно выполнять маркировку промышленных изделий, состоящих из различных материалов. Большой популярностью 3D лазерный гравер пользуются среди производителей различных сувениров. Он широко востребован в современных полиграфических технологиях, на предприятиях, занимающихся производством художественных изделий из полимеров, тканей и стекла рекламной направленности.

Трудно применение лазерных технологий ограничить одной какой-то отраслью промышленности или коммерческой деятельности. Нередко можно наблюдать, как человек покупает мини лазерный гравер для дома, чтобы в своей спокойной домашней обстановке заниматься изготовлением деталей и гравировок самого разного направления. Большинство выпускаемых лазерных граверов имеют универсальное назначение, открывающее человеку возможность обработки изделий из самых разных материалов. В том числе и лазерный гравер по стеклу, который не вызывает при работе растрескивания заготовки или её деформации.

Разбираясь, какой купить лазерный гравер, нужно отдавать предпочтение тем устройствам, которые являются самыми эффективными в плане технических решений и современных требований. Ведь это оборудование быстро модернизируется, и уже через небольшое время может оказаться морально устаревшим по сравнению с грядущими технологическими новинками. Надёжнее всего – отдавать в покупке предпочтение тем компаниям, которые имеют мировую известность и зарекомендовали себя не только в нашей стране.

Очень важно, чтобы покупаемое оборудование относилось к лазерным граверам с ЧПУ, так как только эти устройства позволяют без высококвалифицированного рабочего-станочника получать гравировки высочайшего уровня, не затрачивая на это много времени и усилий. Достаточно ввести в блок управления программу изготовления изделия, и станок всё остальное выполнит безупречно в автоматическом режиме работы. Большинство современных станков оснащаются этими блоками числового и программного управления, сокращая ручной труд, повышая производительность работы аппаратов и достигая непревзойдённого качества производства обработки деталей.

Помимо изложенных соображений при покупке важно учитывать и цену лазерного гравера. Обычно оборудование с современными техническими характеристиками имеет вполне приемлемую стоимость. А ценовая характеристика оборудования всегда влияла на себестоимость изготавливаемой продукции, предоставляла тем самым возможность расширения ассортимента оказываемых услуг. Всё эти благоприятные факторы создают фирме, занимающейся лазерной гравировкой, конкурентоспособность на современном рынке услуг, обеспечивая высокий уровень прибыли и короткий срок окупаемости вложений на начальном этапе бизнеса.

Учитывая, что производителями, как полноформатных лазерных станков, так и настольных лазерных граверов, наряду с отечественными предприятиями являются и зарубежные компании, нужно уметь сделать оптимальный выбор. Конечно, за высокие эксплуатационные параметры европейского оборудования приходится платить высокую цену. А вот лазерный гравер из Китая, имея схожие технические характеристики, будет стоить значительно дешевле. Да и качество китайского оборудования стремительно растёт, нередко достигая по этим показателям мировых брендовых производителей лазерной техники. Китайский лазерный гравер, если посмотреть на него через призму показателя цена-качество, не уступит никаким другим мировым промышленным вариантам изготовления этих станков.

Лазерная резка материалов

Очень распространена резка лазерным гравером самых различных материалов, начиная с чёрно-белой стали и заканчивая нетканым материалом из ПВХ. С помощью лазерного оборудования можно не только наносить высокоточные изображения на поверхность изделий, но и резать их на отдельные части по заданной программе. Для таких целей промышленность изготавливает станки, которые называются лазерными граверами-резаками. Работая в нескольких режимах, эти устройства могут хорошо справляться с операциями гравировки и в то же время иметь возможность переключаться в режим резки материалов.

Режущим лазерным аппаратам свойственна высочайшая точность получаемого изделия, а благодаря применению этого высокотехнологичного приёма кромки реза всегда получаются абсолютно гладкими, ровными. При такой операции резания не возникает никаких механических нагрузок на разрезаемый материал, лишь микроскопическая зона воздействия лазерного луча приводит к оплавлению материала с последующим удалением образующегося расплава или пара из зоны реза.

Следует ещё отметить большую технологическую скорость резки с помощью лазера, а также наименьшие затраты энергии и времени. Вполне применим для решения проблемы с точной резкой и раскроем материала лазерный станок-гравер. Работая в режиме резки, он может выполнять детали, заданные программой, в самый короткий срок и с высокой точностью.

С помощью лазерной резки можно выполнять как сложные изделия раскроя из металла, так и элементы детских игрушек и лёгкой одежды из самых различных тканей. Между этими крайними видами материалов находится большая группа веществ, которые отлично поддаются резке монохромным лазерным лучом, включая и ткани человеческого организма при выполнении современных высокотехнологичных операций в хирургии. Стоит учесть лишь то, что лазерный гравер по металлу должен обладать достаточной мощностью для разогрева и правления металла, а вот лазерный гравер по дереву потребляет значительно меньшее количество энергии, так как выжигание древесных волокон не требует высоких затрат электроэнергии.

Отдельные виды лазерных граверов

Рассмотрим отдельные виды лазерных устройств, наиболее распространённых аппаратов для выполнения гравировок и резки материалов. Сравнивая их рабочие характеристики, можно выбрать такой станок, который наиболее подходит для выполнения операций, намеченных предпринимателем.

Китайский лазерный гравер Neje используется для обработки материалов в широком диапазоне деятельности. Благодаря свой точности и высокому качеству обработки этот лазер мощностью 500 мВт способен выполнять любые гравировки на выбранных материалах, начиная с пенопласта и заканчивая материалами более высокой прочности, такими как пластмассы и древесина. Индивидуальный дизайн устройства и прилагаемые к нему аксессуары для расширения поля деятельности привлекают большое количество покупателей.

Особенности лазерного гравера NEJE DK-8 Pro 5:

• мощность в 500 мВт позволяет выполнять работы по гравировке многих материалов, включая древесину, резину и пластик;
• персонализация любых аксессуаров выполняется на филигранном уровне, учитывая допустимое разрешение лазерного луча в 512х512;
• благодаря блоку программного управления использовать устройство может человек без большого опыта работы с гравировальными устройствами;

При цене лазерного станка NEJE DK-8 Pro 5 в 4 млн. 400 тыс. рублей этот аппарат позволяет выполнять огромное количество технологических операций, что вполне оправдывает затраты на его покупку.

Настольный лазерный гравер Diy изготавливается в большом диапазоне мощностей – от 2100 мВТ до 8000 мВТ. Этот станок для гравировки и резки может быть оснащён синим лазером полупроводникового типа с любым из указанных номиналов мощности. Выбор лазера диктуется толщиной разрезаемого металла и максимальной скоростью нанесения гравировки на поверхность материала. Высококачественное программное обеспечение аппарата делает работу на нём лёгкой и удобной. Коммуникации станка с домашним компьютером устанавливаются путём загрузки в него последней версии программного модуля и установки драйвера устройства.

Для выполнения гравировки достаточно подобрать подходящий рисунок и запустить станок на его выполнение. С помощью оборудования DIY можно выполнять гравировки и резать, используя материалы самой разной природы. Лучшими результатами отличаются гравировки на акриле, древесине, фанере и картоне, а также пластмассах любого состава.

Имея небольшие размеры по габаритам, гравер компании Endurance DIY широко применяется как в решении вопросов бизнеса, так и в домашних условиях. Программное обеспечение станка находится на прилагаемой к нему флэш-карте. Установив с неё драйвер на компьютер, поместив его в любую папку, можно управлять станком прямо с помощью мыши и клавиатуры. Такой домашний гравер является просто находкой для тех, кто делает первые шаги в бизнесе по обработке материалов монохромным лучом.

Цена лазера DIY зависит от выбираемой мощности его излучения. Она находится в настоящее время в пределах от 30 000 рублей до 55 000 рублей. В эту стоимость не входит доставка оборудования заказчику по указанному адресу.

Хорошими отзывами и характеристикам пользователей известны граверы CNC и граверы Speedy. Имея вполне приемлемую цену, эти аппараты обладают довольно широкими функциональными возможностями.

Попробуем разобраться, как сделать лазерный гравер своими руками. Оказывается, даже это сложное технологическое оборудование можно изготовить в домашней мастерской своими руками.

В качестве лучевой пушки обычно используется готовые конструкции, которые широко продаются на нашем рынке китайскими производителями. При высоком качестве этих устройств их цена обычно не превышает 5 тыс. рублей. Если же не требуется большая мощность лазерного луча, то вполне подойдёт лазер от компьютерного пишущего дисковода. Эти детали на нашем рынке продаются чуть ли не за копейки. И не обязательно искать на сайтах б/у гравер, всё можно изготовить своими руками.

Тем же, кто имеет эти умелые руки, извлечь лучевой полупроводник из дисковода компьютера никакой проблемы не составит. Нужно учесть, что для лазерного устройства большой мощности потребуется и интенсивное охлаждение. А вот устройство для записи на дисководе вполне достаточно охлаждается пассивным радиатором.

Рукоятку для удержания устройства можно выполнить из латунных гильз от нарезного оружия, больше подходят от пистолетов «ТТ» и «ПМ». После высверливания капсюлей их можно плотно одеть друг на друга, образовав корпус, сама же латунь служит хорошим радиатором.

Для работы самодельного лазера потребуется напряжение постоянного тока в 12 В. Это как раз то, что выдаёт компьютер на разъёмах USB. Портативному же устройству вполне подойдёт аккумулятор от компьютерного бесперебойника. Все эти детали можно найти чуть ли не на свалке, а вот сделанный из них ручной лазерный гравер будет работать безупречно!

Но это лишь ручной прожигающий элемент. Для изготовления же координатного станка понадобится изготовить позиционирующее устройство.

Если начать изготовление самодельного гравера на лучевом принципе, то у китайцев для этого предостаточно KIT наборов, которые вполне можно взять за основу устройства.

Потребуется изготовить каретки с колёсиками из алюминиевого профиля. На одну из них нужно будет установить готовый лучевой модуль, а другие две каретки будут использоваться для перемещения направляющей. Если всю конструкцию скомпоновать в аккуратный ящик с хорошей вентиляцией, то получится вполне работоспособный законченный гравер.

Движение лучевой головки будут задавать шаговые двигатели, а передачу крутящего момента к порталу можно осуществить зубчатыми ремнями.

Вот только нельзя забывать, что испарения и дым, образующиеся при гравировке, опасны при вдыхании. В помещении, где будет работать такой самодельный лазерный гравер, должна быть обеспечена хорошая вентиляция. Нельзя забывать и о мерах безопасности другого характера – луч не должен быть направлен на кожу человека, а тем более ему в глаза. Это может вызвать серьёзные негативные последствия для здоровья.

Главное – поставить перед собой конкретную цель и упрямо идти к её достижению. И всё обязательно получится!

Сегодня я наконец таки доделал сам гравер и испытал его.

Теперь обо всем по порядку.

Изначально идея собрать лазерный гравер родилась когда я увидел на али экспрессе поделку NeJe - гравер из DVD приводов.

Цена 4-5 тысяч рублей, дорого. Но игрушка вроде интересная.

Посидел, покопал интернет, посмотрел ролики на ютубе. Вроде самому собрать не сложно.

Было у меня в наличие пара шаговых моторчиков от струйного принтера Epson (что-то типа 25 шагов на оборот), немного алюминиевого профиля из Леруа.

Решил попробовать из того что есть изобразить что-то типа . Только осей было бы 2.

Привод решил делать на ремнях, он проще.

Исходя из направляющих что оставались от принтеров прикинул размер и собрал основание. Закрепил моторчик, натяжитель ремня, направляющие, установил подвижный стол и закрепил ремень.

Фотографии с установленным ремнем не осталось.

Все бы ничего, но стол от края до края пробегал всего за 2,5 оборота шагового двигателя. Точности позиционирование такая схема не дала бы.

Ременной привод разобрал, начал думать как переделать схему на ходовой винт м5 и забросил.

Навалилось работы, стало некогда.

В это время товарищ подарил мне несколько DVD приводов на разбор. Пишущий DVD RW Sony и пару CD-RW DVD-ROM LG.

На пробу решил собрать гравер на кусках DVD привода. От чего ушел, к тому и пришел. Для того чтоб понять заинтересует меня это или нет вполне хватит.

Собирать гравер на кожухе от CD привода мне показалось не эстетичным. Решил собрать раму граверу из разного алюминиевого профиля. Был у меня квадрат 20х20х1.5, уголок 20х20х1.5, шинка 60х2 и П образный профиль 12х15х2. Еще одной задачей ставил себе набить руку в работе с профилем. Алюминий материал противный, то сверло при сверлении уведет, то рука при распиле дрогнет, то полотно закусит. В общем в качестве тренировки и отточки скиллов не лишнее. В дальнейшем планирую собрать принтер на профиле из Леруа.

Раму скреплял заклепочником. Быстро и надежно.

Если стоит цель сделать дешево и сердито, можно и нужно собирать на корпусе от привода.

На ось X использовал кусок от LG, на Y кусок от Sony. С подвижных кареток обоих приводов снял все что только можно. Это нам не потребуется.

Для обоих осей спроектировал и распечатал разные проставки на принтере. На ось Y с резьбой.

На ось X короткие проставки

Для оси Y спроектировал и напечатал подставку для стола. К каретке приклеил ее суперклеем.

В качестве стола использовал кусочек 6мм оргстекла. Оргстекло после сборки гравера приклеил к печатному столику так же, суперклеем.

Вместо всяких гаек, подкладок и прокладок, мне было удобно распечатать разные крепежные элементы на принтере. Никаких клеевых пистолетов и соплей:)

Из квадратного профиля 20х20 нарезал 4 куска на основание и стойки.

Сначала собрал основу крепления каретки по оси X

Кусочек уголка 20х20х1.5 нужен был чтоб разнести стойки, чтоб между стойками вошел кусок с кареткой, привод по оси Y.

Собрал основание для оси Y. Два куска квадратного профиля и алюминиевая полоса. Скрепил заклепочником.

По месту приклепал стальные уголки для крепления портала оси Х.

В качестве держателей стоек оси X использовал стальные уголки из Леруа. Рублей по 14 за штуку.

И собрал все воедино.

На заднюю часть портала Х приклепал 2 уголка, для крепления электроники.

Почти готово по механике. Сзади через напечатанные на принтере проставки прикрутил самодельные мозги.

К шаговым моторчикам припаял провода и разъемы мама

Покупать готовый лазер с контроллером на Али дорого, в итоге купил только TTL контроллер для лазера.

Вот такой:

За 250 с копейками рублей.

Лазерный диод взял из привода Sony. Линзу взял от привода LG. Лазерный диод в квадратном корпусе вставил в П образный профиль, модуль с лазером встал очень плотно, а перед ним разместил линзу в сборе от LG, с катушками фокусировки и прочей требухой. Идеально кстати подошла по ширине и высоте. В таком варианте появляется возможность регулировать фокусное расстояние от лазера до линзы.

На фото частично видно конструкцию самого лазерного модуля.

Лазерный диод с припаянными проводами, а перед ним линза.

Ничего не придумал лучше и проще, чем притянуть лазерный модуль к каретке X кабельными стяжками. Достаточно надежно и можно регулировать расстояние от лазера до заготовки.

Электронику граверу паял на работе. После сборки показал свою игрушку коллегам. И началось: а бумагу порежет, а черную изоленту, а синий скотч, а если кусок припоя черным покрасить расплавит? :)

Рассказываю, на картоне лазер оставляет след, черную изоленту и черный полиэтилен режет. Синий скотч на картоне режет.

В общем игрушка получилась забавная.

Уже дома. Подпилил по длине лазерный излучатель. Платку TTL спрятал внутри профиля.

Программа для перевода картинки в г-код называется CHPU.

Управляет фрезером GRBLController.

Гравирует картинку. Первый так сказать блин. Сравните с моей аватаркой:)

Естественно, надо подбирать режим гравировки. И небольшой вентилятор для обдува не помешал бы, дым от резки сдувать. Гравировал на куске картона.

Прошивку в плату я залил GRBL 1.1f, это есть в записи про плату.

Что касается настройки прошивки:

Шаговый двигатель DVD привода чаще всего имеет 20 шагов на оборот.

Шаг винта 3мм.

20/3=6,6666666666667 шага на 1мм

На драйверах a4988 установлен микрошаг 16.

Соответственно 6,6666666666667*16=106,67

Напряжение на драйверах a4988 (для сопротивлений в 100Ом в драйвере) выставил 0,24 В

Для включения режима лазерный гравер в прошивке надо ввести

Лазер (через контроллер) у меня подключен к 11 ноге ардуино, с ШИМом.

Т.е. мощность лазера можно регулировать, и можно включать-отключать лазер программно.

Для включения лазера даем команду

Лазер не включится до того, пока каретка не поедет.

Для отключения лазера команда

Если о чем-то забыл рассказать - спрашивайте.

Повторюсь, игрушка получилась интересная, игрушкой я доволен.

Когда-нибудь дойдут руки и доделаю большой гравер.

БЕРЕГИТЕ ГЛАЗА! Не допускайте прямого и отраженного попадания луча лазера в глаза. Не смотрите на работающий лазер без специальных очков. Не допускайте домашних животных к работающему граверу!

Вроде предупредил.

Граверы широко применяются в различных отраслях производства не только для гравировки различных материалов, но и для сверления миниатюрных отверстий, полирования, шлифования, фрезерования. Такие же операции с их помощью можно выполнять в домашних условиях. Если это требуется только изредка, или нужно просто сэкономить на покупке инструмента, то мини-дрель можно сделать самостоятельно из ненужной техники, которая часто лежит неиспользуемая в гаражах или кладовых комнатах. С помощью самодельных бормашин можно будет выполнять такие же операции, как и с заводским инструментом аналогичной мощности, только понадобится применять соответствующие насадки.

Граверы по особенностям своего функционирования делят на фрезерные и лазерные. В первых материал обрабатывается различными насадками. В лазерных моделях всю работу выполняет лазерный луч — это бесконтактный способ гравировки . При этом такое устройство относится к категории высокотехнологичного оборудования. Но самодельный гравер возможно сделать и в домашних условиях.

Чтобы создать лазерный гравер своими руками, понадобятся следующие детали, инструменты и материалы:

• шаговые электродвигатели из dvd-привода;
• вычислительная платформа Arduino;
• плата Proto Board с дисплеем;
• концевые выключатели для двигателей;
• лазерный модуль (например, мощностью 3 Вт);
• устройство регулировки величины постоянного напряжения;
• система охлаждения лазера;
• MOSFET (транзистор);
• платы для сборки элементов управления электродвигателями;
• корпус;
• зубчатые шкивы и ремни для них;
• различных размеров подшипники;
• доски из дерева: 2 штуки размером 135х10х2 см и еще две — 125х10х2 см;
• 4 круглых металлических стержня сечением 10 мм;
• смазка;
• хомуты, болты с шайбами и гайками;
• тиски;
• слесарные инструменты;
• сверла;
• электролобзик или циркулярная пила;
• напильники либо наждачная бумага;
• компьютер или ноутбук.

Шаговые электромоторы можно взять не только из DVD, но и из принтера, который практически не используется.

Станок собирают по такому алгоритму:

• создают основание;
• монтируют направляющие с подвижными каретками;
• собирают электрическую схему;
• устанавливают нужные программы на компьютер;
• проводят юстировку (настройку) лазерной головки;
• проверяют работоспособность станка.

Схема подсоединения шаговых электрических моторов, взятых из струйного принтера либо DVD, показана на фотографии ниже.

Вся последовательность действий, позволяющая собрать лазерный гравер на arduino, в деталях продемонстрирована в видеоролике далее.

Созданный ЧПУ-гравер обойдется гораздо дешевле , чем любые лазерные модели заводского производства. Его можно будет использовать для изготовления печатей, для фоторезиста, для работ с деревом, фанерой, пластиком, картоном, пенополистиролом и пробковыми листами. Также возможно выполнение гравировки по металлу.

Сборка электрического гравера со штативом и гибким валом

Электрический гравер – это самая распространенная в домашних условиях разновидность данного рода инструментов. Чтобы сделать функционально полноценное устройство самостоятельно, способное соперничать с аналогами промышленного производства, понадобится электродвигатель, который работает от переменного тока 220 V . Такие электрические моторы можно взять со следующей техники:

• катушечных магнитофонов советского образца;
• DVD-проигрывателей;
• стиральных машин;
• угловых шлифовальных машин;
• электрических швейных машин.

Последний вариант является оптимальным, потому что есть возможность регулировки числа оборотов в достаточно широком диапазоне с помощью встроенного реостата.

Для бытового использования достаточно бормашины со скоростью вращения двигателя на холостом ходу до 6 тысяч оборотов в минуту.

Держать в одной руке электромотор от любой из перечисленных разновидностей техники неудобно, а также в большинстве случаев просто невозможно. Поэтому понадобится гибкий вал для гравера . При этом общий вид будущего устройства получится, приблизительно, как на фотографии далее.

Функциональные возможности создаваемого приспособления для гравирования будут зависеть от применяемых при сборке материалов и механизмов. Мотор можно поставить на столе, но удобнее сделать штатив для гравера , вернее его подобие.

Изготовление гибкого вала

С гибким валом все относительно просто. Его можно сделать несколькими способами:

• из старого приводного вала, например, от стоматологической бормашины;
• воспользовавшись тросиком спидометра мотоцикла либо автомобиля.

Рабочую насадку на вал можно также использовать от бормашины либо изготовить самостоятельно из разных материалов, например, из дерева, текстолита, пластиковых труб. Из текстолита приспособление (ручку) для удержания оснастки делают так:

• отрезают 2 текстолитовые платины (толщина листа должна быть около 1 см) размером примерно 2 на 10 см;
• соединяют их вместе и обтачивают напильником или на наждаке снаружи, чтобы получился цилиндр;
• протачивают с внутренней стороны пазы;
• металлическими кольцами фиксируют части друг с другом;
• в переднюю часть ручки вставляют трубочку, под патрон, состоящий из двух отдельных половинок, соединяемых при помощи болта.

В итоге получится рукоять, как на фото ниже.

Сделанное внутреннее отверстие между текстолитовыми пластинами должно быть такого сечения, чтобы не препятствовать свободному вращению тросика. В патрон можно будет вставлять насадки с диаметром хвостовиков от 2 до 5 мм.

Сборка гравировальной установки

Очень просто сделать штатив (основание для установки электродвигателя) из фанеры либо того же текстолита. Для этого поступают так:

• вырезают из листа материала несколько кусков (достаточно 4) соответствующего электродвигателю размера;
• к одному из фрагментов прикрепляют мотор с помощью хомутов;
• собирают короб;
• в передней части просверливают отверстие под гибкий вал.

Созданную конструкцию подвешивают к стене.

Удобно использовать заводской держатель на струбцинах для гравера, если позволяют размеры электродвигателя. Крепление подсоединяется к любому столу. Но такое приспособление потребуется приобрести дополнительно.

Дальнейшую сборку гравировального устройства выполняют в такой последовательности:

• с помощью муфты, созданной из просверленного болта, соединяют тросик с валом электродвигателя;

• одевают на тросик резиновый шланг соответствующего диаметра и присоединяют к нему сделанную ручку;

• устанавливают пусковую кнопку;
• подсоединяют оборудование к сети;

• проверяют работоспособность сделанного приспособления.

Самодельная бормашина позволит обрабатывать древесину, кость, метал, стекло, пластик, керамические заготовки, а также разные металлы, природный и искусственный камень.

Можно также применять при создании самодельных прямошлифовальных машин электромоторы, рассчитанные на 380 V , но если их можно приспособить на 220. В таких случаях понадобится дополнительно повозиться. Информации по данному вопросу много как в интернете, так и в книгах по электротехнике.

Делаем мини-дрель из моторчика

Случается, что в домашних условиях требуется сделать маленькие отверстия в дереве либо пластике, при этом сверла от дрели не подходят. В таких случаях поможет самодельная мини-дрель из моторчика. С ее помощью может также выполняться гравировка по дереву . А если присутствует интерес к радиолюбительству, то используя созданный инструмент можно сверлить и резать платы.

Чтобы создать самодельное приспособление, потребуется взять миниатюрный электродвигатель от старого магнитофона . Подойдут даже различные модели моторчиков от детских игрушек. Если в качестве привода использовать мини-двигатель от магнитофона на 12 V, то еще потребуются такие материалы и детали:

• блок питания или несколько батарей (аккумулятор) с выходом 12 V;
• отрезок трубы из пластика (около 10 см длиной) таким сечением, чтобы внутрь можно было вставить миниатюрный электромотор;
• термоустойчивый клей;
• кнопка включения;
• проводки для электрических соединений.

Мини-дрель своими руками собирают, действуя по следующему алгоритму:

• с помощью электродрели или ножа в трубке делают отверстие под переключатель;
• смазывают моторчик клеем, чтобы зафиксировать его внутри будущего корпуса;

• вставляют электродвигатель в трубку;
• любой из проводов, по которым осуществляется питание моторчика, высовывают в просверленное в корпусе ранее отверстие, а другой конец оставляют с задней стороны корпуса;

• в отверстие под кнопку вставляют один проводок от блока питания;
• припаивают с помощью паяльника к высунутым концам переключатель, аккуратно изолируя при этом контакты;

• оставшиеся с торца трубки два проводка (от кнопки и моторчика) подсоединяют к разъему для подсоединения блока питания;

• отрезают горлышко от любой пластиковой бутылки;
• делают в крышке по центру отверстие под разъем и склеивают данные детали;
• приклеивают горлышко к трубке;

• подключают собранную мини дрель к блоку питания;

• нажатием кнопки проверяют работоспособность самоделки.

Вольтаж питающего блока следует подбирать, чтобы он соответствовал рабочему напряжению используемого электромоторчика.

Чтобы сделать мини дрель автономной, достаточно просто приспособить к ней батарейки.

Самодельный дремель из дрели и блендера

Если имеется старый либо ненужный блендер, то из него также несложно сделать мини-дрель. У этого бытового прибора уже есть удобная рукоять. Кроме самого блендера, понадобятся еще такие приспособления и дополнительные детали:

• инструменты, чтобы разобрать устройство (отвертки с разными наконечниками, плоскогубцы);
• штангенциркуль либо линейка;
• цанговый патрон;
• паяльник с набором для пайки;
• напильник для финишной обработки, наждачная бумага;
• переключатель.

Можно обойтись и без последней детали, но тогда потребуется во время работы с прямошлифовальной машиной постоянно зажимать рукой кнопку включения.

Гравер из блендера создают так:

• аккуратно разбирают бытовую технику;
• достают внутренние детали: электродвигатель и печатную плату, которая управляет работой устройства;
• используя штангенциркуль, измеряют диаметр шпинделя, чтобы приобрести подходящий под него цанговый патрон;
• если электромотор загрязнен чем-либо, например, ржавчиной, то его тщательно, с осторожностью, чтобы не повредить обмотки, очищают;
• фиксируют купленный цанговый патрон (либо сделанный самостоятельно) на шпинделе;
• кнопку включения, уже имеющуюся на блендере, заменяют переключателем: перепаивают контакты проводов;
• приспосабливают в корпусе бытового прибора отверстие под новый переключатель;
• устанавливают электродвигатель с платой на свои места внутри корпуса;
• собирают инструмент.

В зависимости от модели переделываемого блендера может понадобиться сделать дополнительные отверстия в его корпусе, либо расширять с помощью напильника уже существующие. Проделать это не составит никаких проблем

Весь описанный процесс сборки дремеля из блендера детально продемонстрирован в видеоролике ниже.

Можно не переделывать блендер, а просто подсоединить к нему гибкий вал для гравера заводского производства. Способ состыковки показан в ролике далее.

Можно также изготовить гравер из дрели. Сборка вариантов с гибким валом и без него показана в следующих видеороликах.

Изготовление гравера из 3D-принтера

Обыкновенный 3D-принтер является хорошей основой для создания гравера, с помощью которого можно будет резать различные материалы, делать поделки и выполнять другие операции. Чтобы модернизировать имеющееся устройство, потребуется дополнительно установить плату , которая будет питать оперативные цепи оборудования и лазерный модуль.

Гравировальный станок, созданный из 3D-принтера, продемонстрирован в следующем видеоролике.

Кроме рассмотренных простейших способов создания самодельной гравировальной машинки из 3D-принтера, маленького электромотора, небольшого электродвигателя, блендера и дрели существуют также другие варианты. При этом за основу используют как данную технику, так и другие электроинструменты. Народные умельцы постоянно придумывают новые модификации, проявляя конструкторскую фантазию. Реализуя на практике любой из приведенных вариантов или самостоятельную разработку, следует обеспечить безопасность создаваемой самоделки. Для этого необходимо хорошо изолировать электрические контакты и надежно выполнить сборку оборудования.

Внимание! Будьте осторожны при использовании лазеров. Лазер, применяемый в этой машине, может вызвать повреждение зрения и, возможно, слепоту. При работе с мощными лазерами, более 5 мВт, всегда надевайте пару защитных очков, предназначенных для блокировки длины волны лазера.

Лазерный гравер на Arduino – приспособление, роль которого – гравировка древесины и других материалов. За последние 5 лет лазерные диоды продвинулись вперед, что позволило сделать достаточно мощные граверы без особой сложности управления лазерными трубами.

Стоит осторожно гравировать другие материалы. Так, например, при использовании в работе с лазерным прибором пластмассы появится дым, который содержит опасные газы при сжигании.

В этом уроке я постараюсь дать направление мысли, а со временем мы создадим более подробный урок по реализации этого непростого устройства.

Для начала предлагаю посмотреть того как выглядел весь процесс создания гравера у одного радиолюбителя:

Сильные шаговые двигатели также требуют драйверов, чтобы максимально использовать их. В данном проекте взят специальный шаговый драйвер для каждого мотора.

Ниже приведены некоторые сведения о выбранных компонентах:

1. Шаговый двигатель – 2 штуки.
2. Размер кадра – NEMA 23.
3. Крутящий момент 1.8 Нм на 255 унций.
4. 200 шагов/оборотов – за 1 шаг 1,8 градусов.
5. Ток – до 3,0 А.
6. Вес – 1,05 кг.
7. Биполярное 4-проводное соединение.
8. Шаговый драйвер – 2 штуки.
9. Цифровой степпинг-драйв.
10. Микросхема.
11. Выходной ток – от 0,5 А до 5,6 А.
12. Ограничитель выходного тока – снижает риск перегрева двигателей.
13. Сигналы управления: входы Step и Direction.
14. Частота импульсного входа – до 200 кГц.
15. Напряжение питания – 20 В – 50 В постоянного тока.

Для каждой оси двигатель непосредственно управляет шариковым винтом через соединитель мотора. Двигатели монтируются на раме с использованием двух алюминиевых углов и алюминиевой пластины. Алюминиевые углы и плита имеют толщину 3 мм и достаточно прочны, чтобы поддерживать двигатель (1 кг) без изгибов.

Важно! Нужно правильно выровнять вал двигателя и шариковый винт. Соединители, которые используются, имеют некоторую гибкость, чтобы компенсировать незначительные ошибки, но если ошибка выравнивания слишком велика, они не сработают!

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

2. Материалы и инструменты

Ниже представлена таблица с материалами и инструментами, необходимыми для проекта «лазерный гравер на Aрдуино».

3. Разработка основания и осей

Машина использует шариковые винты и линейные подшипники для управления положением и движением осей X и Y.

Характеристики шариковых винтов и аксессуаров машины:

• 16 мм шариковый винт, длина – 400 мм-462 мм, включая обработанные концы;
• шаг – 5 мм;
• C7 рейтинг точности;
• BK12/BF12 шариковые опоры.

Так как шариковая гайка состоит из шариковых подшипников, катящихся в гусеничном ходу против шарикового винта очень малого трения, это означает, что двигатели могут работать на более высоких скоростях без остановки.

Вращательная ориентация шариковой гайки блокируется с помощью алюминиевого элемента. Базовая плита крепится к двум линейным подшипникам и к шариковой гайке через алюминиевый угол. Вращение вала Ballscrew приводит в линейное движение опорную плиту.

4. Электронная составляющая

Выбранный лазерный диод – это диод мощностью 1,5 Вт, 445 нм, установленный в корпусе размером 12 мм, с фокусируемым стеклянным объективом. Такие могут быть найдены, предварительно собраны, на eBay. Так как это лазер 445 нм, свет, который он производит, является видимым синим светом.

Лазерный диод требует радиатора при работе на высоких уровнях мощности. При конструировании гравера используются две алюминиевые опоры для SK12 12 мм, как для крепления, так и для охлаждения лазерного модуля.

Интенсивность выхода лазера зависит от тока, который проходит через него. Диод сам по себе не может регулировать ток, и, если он подключен непосредственно к источнику питания, он будет увеличивать ток до тех пор, пока он не разрушится. Таким образом, для защиты лазерного диода и управления его яркостью требуется регулируемая схема тока.

Еще один вариант схемы соединения микроконтроллера и электронных деталей:

5. Программное обеспечение

Эскиз Arduino интерпретирует каждый блок команд. Существует несколько команд:

1 – переместите ПРАВО на один пиксель FAST (пустой пиксель).

2 – переместите ПРАВО на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

3 – переместите ЛЕВЫЙ на один пиксель FAST (пустой пиксель).

4 – переместите LEFT на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

5 – перемещение вверх на один пиксель FAST (пустой пиксель).

6 – переместите UP на один пиксель SLOW (сгоревший пиксель).

7 – переместите ВНИЗ одним пикселем FAST (пустой пиксель).

8 – переместите ВНИЗ одним пикселем SLOW (сгоревший пиксель).

9 – включить лазер.

0 – выключить лазер.

r – вернуть оси в исходное положение.

С каждым символом Arduino запускает соответствующую функцию для записи на выходные выводы.

Arduino контролирует скорость двигателя через задержки между ступенчатыми импульсами . В идеальном случае машина будет запускать двигатели с одинаковой скоростью, независимо от того, гравирует ли ее изображение или пропускает пустой пиксель. Однако из-за ограниченной мощности лазерного диода машина должна немного замедляться при записи пикселя . Вот почему есть две скорости для каждого направления в списке символов команд выше.

Скетч 3-х программ для лазерного Arduino-гравера ниже:

/* Stepper motor control program */ // constants won"t change. Used here to set pin numbers: const int ledPin = 13; // the number of the LED pin const int OFF = 0; const int ON = 1; const int XmotorDIR = 5; const int XmotorPULSE = 2; const int YmotorDIR = 6; const int YmotorPULSE = 3; //half step delay for blank pixels - multiply by 8 (<8ms) const unsigned int shortdelay = 936; //half step delay for burnt pixels - multiply by 8 (<18ms) const unsigned int longdelay = 2125; //Scale factor //Motor driver uses 200 steps per revolution //Ballscrew pitch is 5mm. 200 steps/5mm, 1 step = 0.025mm //const int scalefactor = 4; //full step const int scalefactor = 8; //half step const int LASER = 51; // Variables that will change: int ledState = LOW; // ledState used to set the LED int counter = 0; int a = 0; int initialmode = 0; int lasermode = 0; long xpositioncount = 0; long ypositioncount = 0; //*********************************************************************************************************** //Initialisation Function //*********************************************************************************************************** void setup() { // set the digital pin as output: pinMode(ledPin, OUTPUT); pinMode(LASER, OUTPUT); for (a = 2; a <8; a++){ pinMode(a, OUTPUT); } a = 0; setinitialmode(); digitalWrite (ledPin, ON); delay(2000); digitalWrite (ledPin, OFF); // Turn the Serial Protocol ON Serial.begin(9600); } //************************************************************************************************************ //Main loop //************************************************************************************************************ void loop() { byte byteRead; if (Serial.available()) { /* read the most recent byte */ byteRead = Serial.read(); //You have to subtract "0" from the read Byte to convert from text to a number. if (byteRead!="r"){ byteRead=byteRead-"0"; } //Move motors if(byteRead==1){ //Move right FAST fastright(); } if(byteRead==2){ //Move right SLOW slowright(); } if(byteRead==3){ //Move left FAST fastleft(); } if(byteRead==4){ //Move left SLOW slowleft(); } if(byteRead==5){ //Move up FAST fastup(); } if(byteRead==6){ //Move up SLOW slowup(); } if(byteRead==7){ //Move down FAST fastdown(); } if(byteRead==8){ //Move down SLOW slowdown(); } if(byteRead==9){ digitalWrite (LASER, ON); } if(byteRead==0){ digitalWrite (LASER, OFF); } if (byteRead=="r"){ //reset position xresetposition(); yresetposition(); delay(1000); } } } //************************************************************************************************************ //Set initial mode //************************************************************************************************************ void setinitialmode() { if (initialmode == 0){ digitalWrite (XmotorDIR, OFF); digitalWrite (XmotorPULSE, OFF); digitalWrite (YmotorDIR, OFF); digitalWrite (YmotorPULSE, OFF); digitalWrite (ledPin, OFF); initialmode = 1; } } //************************************************************************************************************ // Main Motor functions //************************************************************************************************************ void fastright() { for (a=0; a 0){ fastleft(); } if (xpositioncount < 0){ fastright(); } } } void yresetposition() { while (ypositioncount!=0){ if (ypositioncount > 0){ fastdown(); } if (ypositioncount < 0){ fastup(); } } }

6. Запуск и настройка

Arduino представляет мозг для машины. Он выводит сигналы шага и направления для шаговых драйверов и сигнала разрешения лазера для драйвера лазера. В текущем проекте для управления машиной требуется только 5 выходных контактов. Важно помнить, что основания для всех компонентов должны быть связаны друг с другом.

7. Проверка работоспособности

Эта схема требует, по меньшей мере, питания 10 В постоянного тока, и имеет простой входной сигнал включения/выключения, который предоставляется Arduino. Микросхема LM317T представляет собой линейный регулятор напряжения, который настроен, как регулятор тока. В схему включен потенциометр, позволяющий регулировать регулируемый ток.