Как сделать лазерный станок с ЧПУ?

Сборка лазерного ЧПУ станка своими руками

В этом посте мы расскажем вам историю о том, как построить ЧПУ лазерный станок своими руками, которую нам поведал один из подписчиков.

В этом посте мы расскажем вам историю о том, как построить ЧПУ лазерный станок своими руками, которую нам поведал один из подписчиков.

Предисловие

Пару месяцев назад я просматривал записи с конкурса, в котором увидел несколько довольно крутых гравировальных машин, и я подумал: «Почему бы мне не создать свою собственную?». И так я и сделал, но не хотелось копировать чужой проект, я хотел сделать свой собственный уникальный ЧПУ станок своими руками. И так началась моя история …

Технические характеристики

Этот лазерный гравер оснащен 1,8 Вт 445 нм лазерным модулем, конечно, это ничто по сравнению с промышленными лазерными резаками, которые используют лазеры более 50 Вт. Но для нас будет достаточно и этого лазера. Он может вырезать бумагу и картон, и может выгравировать все виды древесины или изделия из фанеры. Я еще не тестировал другие материалы, но уверен, что он может наносить гравировку на многие другие поверхности. Сразу зайду наперед и скажу, что он имеет большое рабочее поле размером около 500×380 мм.

Кому под силу сделать такой лазерный станок? Каждому, не важно, вы инженер, юрист, учитель или студент, как я! Все, что вам необходимо – терпение и большое желание получить действительно качественный станок.

Мне потребовалось около трех месяцев, чтобы спроектировать и построить эту гравировальную машину, в том числе я около месяца ждал детали. Конечно, такую работу можно выполнить и быстрее, но мне всего 16 лет, поэтому работать я мог только на выходных.

Нужные материалы для сборки

Понятно, что вы не сможете сделать лазерный гравер, не имея нужных деталей, поэтому я составил спецификацию с почти всем необходимым для его изготовления. Практически все детали куплены на Aliexpress, потому что это дешево, и есть бесплатная доставка для большинства товаров. Другие детали, такие как обработанные стержни и листы МДФ (можно сделать из фанеры), были куплены в местном строительном магазине. Лазер и драйвер лазера были заказаны на ebay.
Я попытался найти самые низкие цены для всех деталей (не включая доставку).

Было потрачено много времени, прежде чем я пришел к этому дизайну. Сначала я сделал несколько других, но именно этот был действительно самым красивым из всех остальных. Первым делом я нарисовал все детали в графическом редакторе и распечатал их в натуральном размере.
Весь гравер я собираю из листов МДФ толщиной 18 мм и 12 мм.
Выбор пал на этот дизайн также потому что можно было легко прикрепить ось Z и инструмент, превратив наш станок в фрезерный.

Конечно, я мог бы сделать другой, более простой дизайн … Но нет! Хотелось чего-то особенного!

Процесс сборки

Распечатав чертежи, у меня появились детали, которые необходимо было собрать в кучу. Первое, что я сделал, – это установил дверь корпуса электроники с левой стороны и замок с петлей (дверца устанавливается без трудностей, поэтому я сделал это в первую очередь. Чтобы собрать корпус для электроники, я использовал множество L-образных железных скоб с отверстиями под саморезы. Если корпус планируется изготавливать из фанеры, то предварительно необходимо просверлить в ней также отверстия под саморезы.

Сначала была взята снова левая сторона корпуса электроники и установлена на нее передняя и задняя части корпуса при помощи скоб. Я не использовал винты или гвозди для установки крышки и панели управления, а прикрутил те же скобы к стенкам и просто положил крышку с панелью на них чтобы в дальнейшем при установке электроники не возникало никаких неудобств.

Отложив корпус электроники в сторону и взяв опорную плиту и опорные части оси Х необходимо установить их таким образом, как показано на фотографиях, убедившись, что ось Х и крепление мотора находятся на правой стороне станка с ЧПУ. Теперь можно смело установить корпус электроники таким же образом, как и показано на рисунках.

Далее были взяты два 700-мм вала, нанизаны на них по два линейных подшипника на каждый, и они были зафиксированы на самом станке при помощи специальных концевых опор для шлифованных валов.
На данном этапе у меня получилось вот что:


Уберите в сторону эту половину лазерного станка на некоторое время и займитесь подвижной частью X, а ось Y поддержите и прикрепите на весу опоры вала к движущейся части оси X гайками и болтами и прикрепите двумя гайками опору на ось Х.

  1. Теперь возьмите два 500-миллиметровых вала, наденьте по одному линейному подшипнику на каждый вал, наденьте опору вала на каждый конец каждого вала и установите их на станок.
  2. Прикрепите ходовую гайку оси Y на подвижную часть оси Y с помощью гаек и болтов, и прикрутите ее к линейным подшипникам с помощью саморезов.
  3. Прикрепите ходовой винт и шаговый двигатель.
  4. Подсоедините все это к другой половине гравера и закрепите ходовой винт и шаговый двигатель.

Теперь у вас должно выйти что-то похожее на то, что изображено на этом фото:


Электроника для станка

Я также установил деревянную деталь в корпус электроники, чтобы закрепить шаговый двигатель.

Далее была прикреплена верхняя часть корпуса электроники, пульт управления и рабочий стол уже после того, как была установлены несколько печатных плат, схема к которым прилагается в комплекте.

Ну или можно просто положить крышку и панель на гравёре, чтобы полюбоваться проделанной работой и великолепным дизайном.»

Выводы

Это, пожалуй, и вся информацию, которую он нам донес, но это довольно неплохая инструкция для тех, у кого есть мечта собрать собственноручно хороший самодельный лазерный станок для домашних и хоббийных целей.

Сама сборка лазерного гравера не особо затратная, поскольку количество деталей минимально, да и стоимость их не особо высока. Самыми дорогими деталями являются, наверное, шаговые двигатели, направляющие и, конечно же, детали самой лазерной головки с системой охлаждения.

Именно этот станок заслуживает особого внимания, поскольку не каждый лазерный гравер позволяет быстро устанавливать на 3 ось фрезерную машинку и превращать станок в полноценный ЧПУ фрезер.

В заключение хочется сказать: если вам действительно хочется самому собрать качественный станок ЧПУ своими руками, который будет служить верой и правдой долгие годы, не нужно экономить на каждой детали и пытаться сделать направляющие ровнее заводских или заменять ШВП на шпильку с гайкой. Такой станок работать хоть и будет, но качество его работы и постоянная настройка механики и программного обеспечения просто расстроит вас, заставив пожалеть о потраченном на него времени и средствах.

Лазерный станок с ЧПУ своими руками

Лазерный станок с ЧПУ — высокоточное устройство, которое предназначено для гравировки по фанере, а при достаточной мощности лазера — и для резки фанерных листов. Тем не менее, собрать такой аппарат можно в домашней мастерской, в гараже и даже на кухне. Главное — правильно подобрать компоненты и точно их установить.

Читайте нашу подробную инструкцию, если интересуетесь сборкой самодельного лазерного станка.

Содержание

  • Материалы для сборки лазерного станка ЧПУ своими руками
  • Как собрать лазерный станок с ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция
  • Электроника для самодельного лазерного ЧПУ-станка
  • Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Материалы для сборки лазерного станка ЧПУ своими руками

Материалы, необходимые для самостоятельной сборки лазерного ЧПУ-станка, зависят от требуемых модификаций. Чем более мощный и производительный требуется станок, тем больше деталей, и тем сложнее необходимые компоненты (особенно, оптическая составляющая). То же самое можно сказать про процесс сборки. Создание аппарата с рабочим столом площадью от 0,5 кв. м требует гораздо больше сил и опыта, чем постройка небольшого настольного станка с рабочим полем формата A4.

Читайте также  Ручная зиговочная машина что это?

Параметры компонентов зависят от модификации будущего станка, в целом, список компонентов для самодельного лазерного станка с ЧПУ стандартный:

  • Лазер мощностью от минимальной, достаточной для выжигания по фанере, около 0,5 Вт, до 40 Вт;
  • 3 зеркала на шарнирах;
  • Фокусирующая линза, установленная в специальную голову;
  • Система охлаждения (комплекс воздушного и/или жидкостного охлаждения);
  • Древесная плита для корпуса;
  • Направляющие – металлические профили;
  • Держатели направляющих;
  • Подшипники (линейные и опорные) и втулки скольжения;
  • 3 шаговых двигателя;
  • Контроллер двигателей;
  • Блок питания контроллера;
  • Ходовые винты и гайки;
  • Электрические провода;
  • Шкивы для ременной передачи и ремни зубчатого типа;
  • Концевые выключатели.

Главный вопрос — где найти лазер. Для начала стоит определить, какой источник лазера необходим — диодный лазер или CO2-трубка. Приобрести источники лазера можно как на AliExpress или eBay, так и в специализированных магазинах. Также можно найти аналог диодного лазера, например — использовать лазер из пишущего DVD-плеера. В любом случае, необходимо понимать, как работает излучатель на максимальной мощности. От этого зависит назначение и конструкция станка. На стадии сборки необходимо определить, какой трансформатор понадобится для лазера, и какая система нужна для охлаждения излучателя, а также лазерной головы с линзой.

Прежде всего, необходимо спроектировать лазерный станок. Для этого подходит любая CAD-программа. Некоторые детали, например — держатели зеркал и корпус лазерной головы, рекомендуется для простоты напечатать на 3D-принтере. Чтобы обеспечить максимальную точность и прочность деталей за разумную цену, рекомендуется использовать PETG. Это прочный пластик, со стойкостью к нагреву до 75 °C.

Как собрать лазерный станок с ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Сборка лазерного станка с ЧПУ из вышеперечисленных компонентов состоит из нескольких этапов.

  1. Создание основания. Чаще всего используют 10-мм фанеру, для крупных станков стоит задуматься о металлическом сварном каркасе.
  2. Фиксация боковых стенок, которые изготовлены из древесных плит или тонкого металла.
  3. Изготовление подвижных боковых стенок, с отверстиями для направляющих по оси Х.
  4. Крепление направляющих по оси Y. На этих направляющих предварительно размещают подвижные боковые стенки.
  5. Сборка рабочей головы станка. Принципиально конструкция должна предусматривать возможность крепления на направляющих, а также горизонтальное размещение фокусирующей линзы.
  6. Монтаж оптической установки — лазера и зеркал, монтаж электроники и охлаждающей системы.
  7. Подключение ЧПУ-станка к электросети и отладка оборудования.

После проверки всех элементов можно начинать подготовку станка к работе.

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ-станка

Точность работы станка с ЧПУ непосредственно зависит от особенностей управляющей электроники. Электронные «мозги» станка — контроллер, — обеспечивают передачу команд с компьютера на шаговые двигатели. Для этого необходима управляющая программа, передающая команды в форме G-кода. Также контроллер отвечает за включение и выключение лазера в нужные моменты.

Контроллер можно приобрести в собранном виде, либо создать устройство самостоятельно, используя в качестве основы популярную управляющую плату. Среди распространенных плат можно выделить KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable) и Arduino.

Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Самой ответственной частью работы является настройка оптической системы. Работа по отладке узлов производится пошагово: от лазерного излучателя к лазерной голове. Следует помнить, что в процессе работы с лазером обязательно необходимо носить защитные очки, которые рассчитаны на блокировку оптического излучения с определенной длиной волны. Также следует помнить, что лазеры обладают большой оптической мощностью, поэтому следует аккуратно работать с оборудованием при включенном лазере и всегда надевать защитные очки.

Самостоятельная настройка станка с ЧПУ:

  1. Убедиться, что охлаждающая система CO2-трубки или вентиляторы охлаждения диодного лазера функционируют исправно;
  2. Перемещая излучатель, добиться, чтобы луч попадал в центр первого зеркала;
  3. Регулируя первое зеркало, получить на втором зеркале отражение в центре;
  4. Регулируя второе зеркало, добиваемся попадания луча в зеркало, расположенное в лазерной голове станка.

Самостоятельная сборка лазерного станка с ЧПУ требует, в первую очередь, хороших знаний электротехники. Если инженер способен собрать оборудование с учетом всех параметров, ему не составит труда построить корпус с направляющими и провести отладку оптической системы.

А если вы не готовы тратить время на это в высшей степени увлекательное, но трудоемкое занятие, и рисковать деньгами, — покупайте лазерные станки различной мощности в Top 3D Shop.

Самостоятельное изготовление лазерного станка с ЧПУ

Любой лазерный станок с ЧПУ отлично справляется, например, с изготовлением подарочных сувениров, мебели, гравировке по различным материалам и созданием рекламных продуктов. Используя лазерный агрегат можно забыть о ручной резке. Выжигание на любой поверхности проходит без проблем.

Сделать лазерный станок с ЧПУ своими руками несложно, это как собрать конструктор из компонентов, ниже мы и поговорим о том, как это делается и какие компоненты нам нужны.

  1. Устройство лазерного ЧПУ станка
  2. Принцип работы
  3. Делаем своими руками

Устройство лазерного ЧПУ станка

Первые аппараты подобного класса обладали одним общим и весьма существенным недостатком, это их высокая цена. Сейчас лазерные станки стоят намного дешевле и даже небольшие предприятия способны получить их в использование. Стоит простейшее оборудование такого класса примерно 50 000 рублей.

Но если речь пойдет о полноценном станке, его цена увеличится как минимум в 4 раза. Из-за того, что станки стали доступными, внимание к ним начало бурно расти. Первое, что интересует людей, сталкивающихся с подобными машинами, это то, как они работают.

Точно так же, как и в фрезерных станках, самодельные лазерные аналоги управляются ЧПУ модулем. Поэтому они собраны из таких основных деталей:

  1. Рама.
  2. Горизонтальная платформа (рабочий стол).
  3. Место для инструментов (тут стоит рабочий модуль – лазер).

Сам лазер состоит из таких деталей:

  • трубка лазера;
  • головка излучающей части;
  • отражатели (обычные зеркала);
  • линзы для фокусировки пучка.

Во время работы лазерного ЧПУ станка в трубку поступает специальный раствор на основе азота и диоксида углерода также добавлен и гелий. Через данную смесь (рабочее вещество) подается ток высокого напряжения, в результате формируется лазерный луч.

Перед тем как попасть на рабочую поверхность пучок направляется через зеркала и фокусируется в точку при помощи линз. Головка излучателя при помощи шаговых двигателей смещается в нужное место и, согласно программе, рисует заданный узор. Для охлаждения лазера, а, точнее, его трубки, используется жидкостная система, состоящая из насоса и водяного контура.

Принцип работы

Перед тем как приступить к сборке подобного агрегата в домашних условиях, важно понять, как он работает. Существует три основных условия, которые позволяют лазеру нормально работать. Если хоть одно из них не будет соблюдено, пучок нужной интенсивности попросту не возникнет. Вот эти условия:

  1. Источник питания.
  2. Рабочая среда.
  3. Резонатор оптического типа.

Источник энергии наполняет рабочую среду фотонами определенного заряда.

В другом конце трубки устанавливается матовое стекло, через которое и выходит пучок фотонов. Луч формируется таким образом, что все его фотоны встречаются в одной маленькой точке налагая друг на друга свою энергию, в результате обрабатываемый материал обжигается.

Видео: лазерный ЧПУ станок своими руками.

Делаем своими руками

Для того чтобы изготовить такой аппарат в одиночку нужно разбираться в устройстве станка. Давайте подробно рассмотрим, из чего состоит станок:

  • Главная деталь аппарата – это его корпус. Лучше всего делать его разборным. В случае настройки или поломки получить доступ к механизму будет легче. Хорошо бы оснастить раму ящичками для инструмента, заготовок и готовых изделий.
  • Подъемные столы. Нужно делать стол так, чтобы он мог регулироваться по высоте. Толь с поднимающимися и опускающимися платформами можно заниматься гравировкой. Можно изготовить механизм поднятия стола ручкой или поставить сервоприводы, которые будут делать все за вас при помощи кнопок.
  • Ротор. Это деталь, которая будет поворачивать заготовку цилиндрического типа для ее полной обработки. Если вы планируете работать с круглыми изделиями, ротор придется устанавливать в любом случае.
  • Направляющие. Делать их нужно из металла или пластика и придать круглого или квадратного сечения. Первые детали сделать проще, и они смогут справиться с любой задачей начиная от гравировки и заканчивая резкой. К тому же скорость круглых направляющих (скорость работы) выше, чем у квадратных. Направляющие со временем изнашиваются, поэтому будьте готовы приобрести и установить новые детали по прошествии какого-то времени.
  • Рабочая поверхность. Для станков, которые будут работать с деревом целесообразно будет установить специальные ножки-ламели. Если вы устанавливаете заготовку другого типа или большего размера, такие ножи просто снять и убрать. Если на вашем будущем станке будут обрабатываться мелкие детали, установите решетку, которая не даст им провалиться внутрь механизма. Данную решетку нужно время от времени чистить дабы избежать ее полного засорения.
  • Компрессор и вытяжка. Эти детали нужны для отбора сажи и стружки, получаемой в процессе работы лазерного станка для резки фанеры. Чем мощнее будет всасывающий эффект, тем качественнее пойдет обработка. Помимо мелких фрагментов заготовки, данные агрегаты отводят дым, который образуется в процессе обжига заготовки.
  • Указатель. Это индикатор (можно использовать портативный лазер), который указывает обслуживающему персоналу на то место, которое будет обрабатываться следующим. Когда речь идет о станках с ЧПУ, такой указатель использовать вовсе не обязательно.
  • Электронные компоненты станка для резки фанеры, изготавливаемого своими руками. Важно выбрать правильное оборудование для обеспечения передачи сигнала к шаговому двигателю и лазеру. В качестве управляющего элемента можно выбрать одну из программируемых плат Arduino. Данные комплекты стоят сравнительно недорого и на их основе можно собрать любой управляющий механизм. По программированию и монтажу таких систем в сети существует масса материалов, при наличии минимальных навыков работе с паяльником трудностей установка Arduino у вас не вызовет.
Читайте также  Как подобрать напильник для заточки цепи бензопилы?

Также нужно позаботиться о программном обеспечении, которое вы будете использовать для создания электронного чертежа будущей детали. ПО нужно для передачи заготовки в цифровом виде с ПК на сам станок-самоделку.

Как сделать лазерный ЧПУ-станок своими руками?

Современные аппараты с ЧПУ позволяют автоматизировать процесс обработки деталей и обеспечивают высокое качество. Однако стоят они дорого, а потому не всякий человек может себе позволить такую «роскошь» дома. Таким мастерам поможет лазерный ЧПУ-станок своими руками, который можно сделать, ознакомившись с основными принципами конструирования и сборки на конкретном примере.

Материалы для сборки лазерного станка ЧПУ своими руками

На фото показан простой лазерный станок, изготовленный своими руками.

Для его изготовления использованы такие материалы и комплектующие:

  1. ДСП, МДФ или фанера для корпуса.
  2. Направляющие элементы – металлические стержни диаметром 10–12 мм.
  3. Держатели направляющих.
  4. Линейные и опорные подшипники, втулки скольжения разного диаметра.
  5. Шаговые двигатели. Их надо 3 шт. для установки по осям X, Y, Z. Вполне подходят электродвигатели от принтеров или DVD-плееров.
  6. Ходовые винты и гайки.
  7. Контроллер шаговых двигателей.
  8. Блок питания контроллера.
  9. Мягкая муфта для передачи плавного хода и обеспечения соосности шагового двигателя.
  10. Кабели и провода, в т. ч. USB-кабель.
  11. Шкивы для ременной передачи и ремни зубчатого типа.
  12. Концевые выключатели.
  13. Компьютер.

Для сборки лазерного станка необходимо приготовить головку с лазером. Он подбирается в зависимости от необходимой мощности излучения. Хорошо подходит диод от пишущего DVD-плеера (красное свечение). Можно приспособить источник из лазерной указки или светодиодного фонарика. Для фокусировки луча потребуются линзы, которые можно извлечь из тех же устройств, где находился лазер. Самое верное – купить готовый лазерный излучатель. Нельзя забывать об его охлаждении, для этого нужен охлаждающий радиатор.

Для сборки схемы контроля и управления нужна электронная плата с информационным дисплеем, транзисторы и электронные платы для управления шаговыми двигателями, диоды, резисторы и другие детали. На фото показан стандартный набор деталей для электроники.

Для изготовления станка своими руками надо заранее приготовить такой инструмент: болгарка, электродрель, паяльник, ножовка и ножовка по металлу, электролобзик, отвертка, плоскогубцы, ключи (гаечные и торцевые), напильники, шило, молоток, штангенциркуль, линейка, угольник, ножницы. Потребуются и расходные материалы: изолента, герметик, суперклей, скотч, шурупы, винты, болты, скобы, хомуты.

Как собрать лазерный станок ЧПУ своими руками: пошаговая инструкция

Самостоятельная сборка ЧПУ станка осуществляется в следующем порядке:

1. Раскрой и изготовление основания. Проще всего для него использовать фанеру толщиной 10–12 мм. Основание может быть прямоугольным или скругленным. При создании мощного станка его изготавливают из металла.

2. Закрепление на основании неподвижных боковых стенок. Они могут быть из фанеры, ДСП, дерева или металла. На стенках сверлятся отверстия для установки направляющих стержней.

3. Установка направляющих по оси Y. Предварительно на них нанизываются опоры скольжения для подвижных боковых стенок каркаса. Вариант таких опор приведен на фото.

4. Изготовление подвижных боковых стенок. Сверление в них отверстий для направляющих по оси Х и установка их на стенках.

5. Закрепление подвижных стенок на опорах.

6. Сборка рабочей головки станка. Ниже показана принципиальная схема каркаса в сборе с универсальной головкой, на которой можно крепить лазерный излучатель, шпиндель или иной рабочий орган. Его чертеж приведен на следующем фото. Конкретно для лазерного излучателя можно собрать более легкую конструкцию лазерной головки с радиатором охлаждения.

7. Монтаж электрической части. Подведение электропитания, установка концевых выключателей, кнопок пуска и аварийной остановки. Пример элегантной компоновки ячейки для размещения электрической схемы показан на фото.

8. Монтаж электроники и подключение управляющей платы, контроллера.

После проверки всех элементов можно начинать подготовку станка к работе.

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ станка

В станках с ЧПУ важнейшую роль играет электронная начинка. Она должна обеспечить управление прибором с компьютера путем выдачи команд шаговым двигателям и руководства траекторией движения рабочего органа. Для этого необходима управляющая программа, которая обеспечит подачу нужных команд на контроллер в форме G-кодов. Обязательно устанавливается порт LPT.

Важно! Для восприятия команд и распределения их по шаговым двигателям в контроллере располагается управляющая плата. Популярностью пользуется стандартная плата KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable). Часто станки делаются на базе Arduino.

Настройка и отладка самодельного лазерного станка

Для работы станка с ЧПУ необходимо в компьютер загрузить программное обеспечение, т. е. УП. Загрузка готовой программы осуществляется с внешнего носителя (дискеты, флешки, магнитные ленты). Она должна быть многофункциональной, но простой в использовании. Выбирают УП в зависимости от назначения станка.

Наиболее популярные программы:

  1. ArtCAM. Позволяет создавать сложные объемные рельефы. Можно вставить один рельеф в другой.
  2. LinuxCNC. Это универсальная программа для многофункционального использования. Для функционирования необходим объем памяти не менее 4 ГБ.
  3. Mach3. Совместима с операционной системой Windows. Имеет доступную цену и русифицированную версию.
  4. Mach4. Это одна из самых быстрых программ. Совместима практически с любой операционной системой.
  5. MeshCAM. Программа особо подходит для управления двухсторонней обработки объемных изделий.
  6. SimplyCam. Прекрасно справляется со сложным гравированием.
  7. CutViewer. Обеспечивает визуализацию процесса обработки и высокую производительность.
  8. CadStd. Это простая программа для создания схем и графиков, чертежей любой сложности. Выдает DXF-файлы, загружаемые в CAM-программы для генерации правильных траекторий обработки заготовок.

После выбора оптимальной УП она загружается в карте памяти, жестком диске компьютера или на твердотельном накопителе. Для подготовки станка на конкретную операцию загружается графическое изображение или чертеж детали после обработки. Графический файл нужно предварительно перевести в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber. Настойку можно проконтролировать по монитору. Команды подаются в форме G- и М-кодов, понятных для платы контроллера. Траектория описывается по 3–5 координатам. Настройка и отладка программы обеспечивается строго в соответствии с инструкцией. При проведении настройки на дисплее отображается информация о том, какими клавишами надо пользоваться.

Отладка станка производится на шаблонах. Прибор настраивается на проведение стандартных операций, при этом контролируется точность обработки. После тестовых опробований станок можно запускать в рабочем режиме. На фото показаны результаты практического использования.

Лазерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность обработки деталей из разных материалов. При правильном подходе самодельные аппараты способны значительно расширить возможности домашних мастеров. Важно учитывать советы специалистов при конструировании и сборке, а также соблюдать технику безопасности при эксплуатации.

  • 06 сентября 2020
  • 1692

Самодельный Лазерный гравёр с ЧПУ, в домашних условиях.

Кроме созданий проектов на Arduino, ещё я увлекаюсь созданием самодельных станков с ЧПУ. На счету у меня собрано больше 5 штук самодельных ЧПУ станков с различной кинематикой перемещения и разнообразного назначения. Сегодня пойдет речь о самодельном лазерном гравере, который я собрал в домашних условиях, а точнее в квартире. При этом использовал подручные материалы, которые лежат без дела, или которые можно не задорого купить в ближайшем магазине. С чего все началось, и для чего я собрал лазерный гравировальный станок из хлама, сейчас расскажу.

Зачем собирать самодельный ЧПУ станок из хлама?

Один знакомый сказал, что ЧПУ станки это сложно и для того, чтобы собрать работающий станок нужно очень много знать и уметь. Я ответил, что я собираю ЧПУ станки из подручных материалов, и многие работают у меня больше 2 лет верой и правдой. Показал, что я на них делаю, и где можно почитать описание моих проектов.

Спустя некоторое время этот знакомый мне говорит, что он рассказал друзьям, и они не верят, что можно собрать ЧПУ станок в домашних условиях. Да даже не то, чтобы он работал, как из магазина, а хотя бы выполнял какую-нибудь работу. И тут он меня спрашивает: «Ты можешь собрать станок не из старых принтеров, мебельных направляющих, а из материалов, которые я бы купил сам, и повторил бы станок?» Я сказал, что это вполне возможно, и приступил к реализации мини станка с ЧПУ. Скорее всего, это не последний мини ЧПУ станок в домашних условиях. В ближайшее время сделаю еще пару вариантов.

Сборка самодельного лазерного гравера с ЧПУ.

Механическая часть самодельного лазерного гравера.

Недавно делал узел из карандашей (каретку для ЧПУ), и на основе данной каретки решил собрать лазерный гравер с ЧПУ. Но нужно, как минимум, 2 оси, поэтому собрал второй узел, но немного уже. Вот так выглядят узлы оси X и Y для самодельного лазерного гравера.

Как собирал каретку, можете почитать в предыдущей статье. Про нее могу сказать одно: сделана она из карандашей, строительной шпильки и фанеры.

Закрепил с помощью реек и фанеры узлы осей Y и X. Вот такой каркас станка получился. Пора приступить к электронной составляющей самодельного ЧПУ гравировального станка.

Электроника самодельного лазерного гравера.

Доставать лазер из старого DVD привода не стал, так как меня просили сделать ЧПУ станок, который можно повторить, и все узлы можно было бы купить, например, на AliExpress. Поэтому буду использовать лазерный модуль с TTL контролером от моего лазерного гравера. Обзор гравера можно посмотреть тут.

Лазерный модуль можно использовать в такой самоделке и подешевле, например, на 500 mw.

Так как я увлекаюсь еще и Arduin, то мозгом станка будет Arduino UNO и CNC shield v3. Драйвера буду использовать самые дешёвые A4988. Описание драйверов A4988 читайте в этой статье:

Описание CNC shield v3 читайте в статье:

Для того, чтобы закрепить электронику, сделал заготовку из фанеры, которая будет крепиться с задней стороны гравера.

После чего, закрепил электронику и установил на место, где будет все стоять.

Пришло время все подключить и запрограммировать.

Схема подключения cnc shield v3.0 + arduino uno + TTl и лазер.

Подключаем все компоненты по схеме.

Правда, у меня не установлены концевые выключатели. Схему взял из интернета, самому рисовать стало лень. Но когда буду писать обзорную статью про подключение электроники, обязательно все нарисую.

Как видим, схема достаточно простая, и запутаться тут сложно. Нам нужно к шилду подключить 2 шаговых двигателя. Один подключаем в разъем, где написано X, второй в разъем с надписью Y. Соответственно, один двигатель перемещает по оси X, второй по оси Y.

C подключением лазера будьте внимательны, в зависимости от версии прошивки, подключение TTL к Arduino может быть разным.

Внимание. С прошивки GBRL 9.0i были поменяны местами Z-Max (D12) и Spn_EN (D11).

TTL модуль подключаем к D11, который является ШИМ портом, — это необходимо для управления мощностью лазера, с помощью ШИМ.

Теперь, если вы желаете подключить концевик Z_Max, то его необходимо подключить в Spn_EN, а включение лазера необходимо подключать в Z+. Вот такая путаница с распиновкой на шилде.

После подключения уложил провода, чтобы ничего не торчало и не мешало работе станка.

Прошивка для лазерного гравёра на Arduino.

Для того, чтобы гравер заработал, в Arduino нужно загрузить код. Где же его взять? Код писать самостоятельно не нужно. Добрые люди уже написали и проверили работу прошивки на тысячах, а может и на сотнях тысяч различных станках с ЧПУ. Скачать прошивку GRBL 1.1 можно с репозитория, или внизу статьи, в разделе Материалы для скачивания.

Более подробно о прошивке и настройке GRBL 1.1 буду рассказывать в следующей статье.

Настройка и калибровка самодельного станка с ЧПУ.

После того, как мы загрузили прошивку, все настройки будут стандартные, и их нужно поменять под ваш станок. Это не так и сложно, но процесс занимает некоторое время. Для калибровки нужно перемещать по оси лазерный модуль, и смотреть, как точно происходит перемещение. Например, вы переместили на 100 мм, а станок переместился на 102 мм. Это все настраивается в прошивке. Полный процесс калибровки буду рассказывать в следующей статье. А сейчас выложу скриншот моих настроек GRBL 1.1 для лазерного гравировального станка.

Программа LaserGRBL для управления лазерным гравером на Arduino.

Осталось установить программное обеспечения для компьютера, которое позволит гравировать, выбрав понравившуюся картинку. Я буду гравировать векторный логотип сайта и елочную игрушку. Исходники будут в разделе материалы для скачивания.

LaserGRBL поддерживает гравировку растровой и векторной графики, что позволяет облегчить поиск материала для гравировки.

Подробнее о программе LaserGRBL напишу отдельную статью, так как там есть некоторые фишки, которые упрощают работу с лазерным гравером. Некоторые из них вы можете увидеть в видео.

А сейчас покажу, как выглядит исходное изображение, загруженное в программу LaserGRBL, и что получается после гравировки.

Подведём итог.

В домашних условиях собрать лазерный гравер не составит большого труда. Но перед сборкой нужно определиться, чего мы ожидаем. В связи с тем, что данный станок я собрал попутно, то лазерный гравер не является первоначальной задачей. И выбор ходового винта, для данного станка, является не правильным решением. Потому что перемещение происходит медленно, а гравировка делается быстро, и я использовал только 50% мощности лазера. Это не приемлемо. Что же делать? Нужно использовать не ходовые винты, а ременную передачу, что увеличит скорость и плавность перемещения.

Если присмотреться на гравированные изделия, то можно увидеть небольшую рябь. Это связанно с тем, что по оси X ходовой винт имеет изгиб и при перемещении происходит раскачивание лазерной головы. Если такое колебание будет при фрезеровке, то зажатая фреза в материал просто не допустит такие небольшие колебания.

Более подробно настройку станка и программное обеспечение разберу в следующих статьях:

Понравился проект Самодельный Лазерный гравёр с ЧПУ, в домашних условиях? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!