Самодельный лазерный гравер/резак

Александр_

Участник
Идея сделать лазерный резак-гравёр резидентно сидела у меня в голове довольно давно. Катализатором же послужила покупка совкового графопостроителя «Электроника». Один добрый человек в свое время уволок их списанных штук 50. Все разобрал и сдал что было в цветмет, а один вот оставил на память. Так он и ждал меня в заводской упаковке абсолютно новый лет пять стоя в гараже. Сразу оговорюсь, что наличие или отсутствие графопостроителя не является основополагающим моментом для начала конструирования. Конечно, я сэкономил очень много времени и денег. получив фактически готовую механику. С другой стороны, пришлось «плясать» от готового изделия со всеми его достоинствами и недостатками. Размер рабочего поля также определился автоматически – А3.
Механика.
Изначально идея была совсем наглой – впихнуть маленькую трубу (ватт на 1:cool: прямо в графопостроитель и получить готовое изделие почти ничего не переделывая. Так сделать не вышло по многим причинам, что и к лучшему.
Графопостроитель пришлось серьезно доработать. Прежде всего – он был рассчитан для рисования по бумаге, поэтому просвет под порталом был очень мал. Пришлось заказать фрезеровщику боковые стойки портальчика очень сложной формы (поэтому они получились довольно дорогие). Показательно, что в оригинале детали были отлиты из силумина и стоили копейки. Но отливать одну делать вышло бы еще дороже. После этого в утиль пошла верхняя панель графопостроителя, держатель фломастера и блок их смены. Остался голый каркас. После этого был спроектирован и изготовлен центральный узел («носик» линзы, крепление последнего зеркала).
Электроника.
После недолгих попыток сдружить архаичную электронику конца 80-х с современными компьютерами электроника полным комплектом пошла вдогонку за корпусом – в помойку. Эх, жалко было – все ведь работало. Правда интерфейс подключения назывался «стык С2», поэтому разбираться что к чему нужно было долго.Шаговые двигатели оставил родные (ДШИ-200-0,5). Для проекта специально был приобретен современный микрошаговый контроллер Stepdrive-R3-opto (http://www.stepdrive.ru).
Пришлось добавить еще два концевых выключателя – в оргинале было только по одному на каждую ось. Уж сколько не зарекался не экономить на мелочах, но что-то зажал импульсный низковольтный блок питания для шаговых двигателей и купил военный трансформатор на 150Вт. Спрямлённое напряжение получилось как раз 30В – как по паспорту двигателей.
После того, как все аккуратно подключил, можно было сразу и попробовать – все ездит замечательно. Скорости достигаются порядка 30м/мин. Это заслуга прифода с использованием троса в качестве привода. Дальше пробовать не получилось – каретка не успевает затормозиться. Хорошо, что концевые выключатели на этот случай есть.
Корпус.
Безусловно, можно было бы спроектировать металлический корпус. Это вышло бы долго и очень дорого. Я пошел по более простому пути. Заказал на мебельной фабрике раскрой ЛДСП. Быстро, недорого, а главное, легко вносить изменения по ходу.Ведь проект был проработан только в общих чертах и все отверстия под вентиляторы и крепеж пришлось делать по месту. Смотря сейчас на весь проект возможно соглашусь с тем, что лучше бы сделать несущую раму с панелями вместо несущего корпуса. Так дороже, сложнее в изготовлении, но эргономичнее. Мой корпус разбит на три замкнутые секции. Первая – излучатель, вторая – механика, третья – периферийные устройства. Прозрачную крышку из оргстекла заказал на лазерной резке. Крепится на 2 накладные петли (28р/шт). Ручка-рейлинг дополняет картину. Чтобы верхняя крышка легче поднималась и надежно фиксировалась, ее поднимают две газовые пружины.
Излучатель и оптика.
Лазерную трубу, естественно, пришлось купить. Заказал прямо на заводе в Китае. При сегодняшних средствах связи многие вещи стали проще. Хотя если вы не владеете английским и плохо представляете себе процесс растаможки, то лучше переплатить и купить в России. Вместе с трубой были приобретены 4 зеркала, линза и высоковольтный блок питания. Я купил 40Вт. Почему? Да просто это промежуточный вариант. Меньше – это только для гравировки. Больше (особенно больше 60) как правило берут для резки. Кроме того они становятся длинными – увеличиваются габариты станка, и дороже как сама труба так и БП к ней. Поэтому сорок ватт (реально около 50).
Крепления оптики.
В тот момент, когда я покупал трубу, в этой фирме не было в ассортименте креплений для линзы и зеркал – появились позднее. Так что пришлось выдумывать самому. Частично детали сделаны из дюраля, частично отфрезерованы из толстого оргстекла на ЧПУ-фрезере.
Система охлаждения.
Лазерная труба с водяным охлаждением, так что конструируем систему из комплектующих, которые есть в свободной продаже. Для этого потребуются: емкость литров на 5-10, аквариумная помпа, радиатор (я взял от печки «пятерки»), силиконовые шланги подходящего диаметра, вентилятор помощнее (я взял совковый УВО 260куб/мин), штуцера. Собираем все в кучу, заливаем жидкость и вперед. Я пользуюсь тосолом, но как правило заливают воду.
Компрессор.
Для защиты линзы от продуктов горения и продувки зоны реза нужен компрессор. Тут вариантов куча, но я выбрал мощный аквариумный поршневой компрессор которым комплектуются многие покупные системы. Заказал в Интернет магазине в Питере. Через несколько дней получил на почте без проблем.
Датчики и проводка.
Для оценки реального тока, проходящего через трубу купил на барахолке миллиамперметр с подходящей шкалой. В магазине холодильного и компрессорного оборудования приобрел погружной датчик для мониторинга температуры охлаждающей жидкости. Проводка стандартная – провода 1мм медные, две сетевые колодки.
Управление
Пока нет специальной платы с контроллером я для управления пользуюсь стандартной программой TurboCNC. Для компактности я купил старенький ноутбук P-1. Для резки такой комбинации в принципе хватает, но для гравировки все-таки нужна плата дополнительного контроллера.
Вытяжка
Первоначально на вытяжке стоял вентилятор, аналогичный охлаждению, но при сборке кожух портала цеплял за него и пришлось заменить его на вентилятор попроще (150 кубов) и потоньше. Дальше понятно – алюминиевая гофра и на улицу. Как видно из фото, у меня два воздушных независимых контура. Первый: задувает сбоку, продувает радиатор, охлаждает тосол, вентилирует отсек с компрессором и БП, выдувает воздух через решетку наверху. Второй стоит на крышке. Он затягивает воздух через решетку спереди и вместе с продуктами горения выдувает его на улицу.
Результат.
Ну вот в принципе, и все. В данный момент проект еще не совсем закончен. Сделать вещь и научиться ей пользоваться - это разные вещи. Пока осваиваю резку. Станок уверенно кроит акрил, фанеру, пластик. В планах гравировка. Так что нет ничего невозможного!
 

Вложения

  • DSC03883.JPG
    DSC03883.JPG
    41,2 KB · Просмотры: 3.607
  • DSC04377.JPG
    DSC04377.JPG
    38,6 KB · Просмотры: 3.342
  • DSC04391.JPG
    DSC04391.JPG
    55,5 KB · Просмотры: 3.505

Александр_

Участник
еще фото
 

Вложения

  • DSC04469.JPG
    DSC04469.JPG
    29,7 KB · Просмотры: 2.549
  • DSC04470.JPG
    DSC04470.JPG
    36,8 KB · Просмотры: 3.134
  • DSC04500.jpg
    DSC04500.jpg
    63,4 KB · Просмотры: 2.930

Александр_

Участник
еще фото
 

Вложения

  • DSC04507.JPG
    DSC04507.JPG
    92,5 KB · Просмотры: 2.256
  • DSC04514.JPG
    DSC04514.JPG
    60,6 KB · Просмотры: 2.467
  • DSC04541.JPG
    DSC04541.JPG
    45,2 KB · Просмотры: 2.761

Александр_

Участник
еще фото
 

Вложения

  • DSC04623.JPG
    DSC04623.JPG
    38,7 KB · Просмотры: 2.452
  • DSC04634.jpg
    DSC04634.jpg
    76,5 KB · Просмотры: 2.273
  • DSC04636.jpg
    DSC04636.jpg
    65,9 KB · Просмотры: 2.335

Александр_

Участник
еще фото
 

Вложения

  • DSC04639.jpg
    DSC04639.jpg
    78,2 KB · Просмотры: 2.613
  • DSC04640.jpg
    DSC04640.jpg
    75,1 KB · Просмотры: 2.426
  • DSC04649.JPG
    DSC04649.JPG
    42,4 KB · Просмотры: 2.490
  • DSC04669.jpg
    DSC04669.jpg
    80,3 KB · Просмотры: 2.512

Zahar

Новый пользователь
Молодец Саня!Талант!Я так понял,что если у Halk-40mini заменить луч.трубку и блок питания на более мощные,то он будет резать даже фанеру-6мм?Это возможно??? :rolleyes:
 

SKV

Участник
РЕСПЕКТ (надо-бы на форум прикрутить систему рейтингов... )

Хочу сказать, от нашей компании и от себя лично будет оказана всесторонняя помощь и поддержка в развитии этого хобби проекта
 

Zahar

Новый пользователь
Действительно прикольно!Halk-90-220000.А тут Halk-40+лаз.излучатель(80Вт)+Б|П(80Вт).42000+19000+1500=76000.Ура!!!!!:lol: Правда,если кто-то этому проекту ума даст. :cray:
 

SKV

Участник
По использованию TurboCNC и "дерганью" при гравировке.
Это - естественный процесс, т.к. расчитывая траекторию движения в пространстве, программа дает время на отработку по оси Z, в это время тормозится ось X.
Думаю, что наиболее приемлемым вариантом решения этого вопроса может быть следующее - при подготовке кода высоту выемки по оси Z в материале сделать наиболее минимальной (соответствующей 1 шагу предполагаемого двигателя), а в самой программе установить "бесконечное" ускорение для оси Z, т.е. профиль движения - прямоугольный.
 

Александр_

Участник
Konstantin Salastey написал(а):
По использованию TurboCNC и "дерганью" при гравировке.
Это - естественный процесс, т.к. расчитывая траекторию движения в пространстве, программа дает время на отработку по оси Z, в это время тормозится ось X.
Думаю, что наиболее приемлемым вариантом решения этого вопроса может быть следующее - при подготовке кода высоту выемки по оси Z в материале сделать наиболее минимальной (соответствующей 1 шагу предполагаемого двигателя), а в самой программе установить "бесконечное" ускорение для оси Z, т.е. профиль движения - прямоугольный.
Собственно, так я и сделал. Слегка помогло, но принципиально проблема не изменилась. Кроме того, я отменил все программные задержки с тем же результатом. Не дал так же результата метод, при котором включение лазера цепляется на команду включения шпинделя (М3). Видимо, все-таки только специализированная плата сможет решить вопрос.
 

SKV

Участник
А Mach2 пробовали? Считаю эту программу наиболее сильной из "эмуляторов"
 

SKV

Участник
Шаг деления на субдрайверах шаговых двигателей максимальный, это я про зубчатость реза
 

Александр_

Участник
Mach не очень люблю, но уверен, что суть не изменится - TurboCNC управляет движками не хуже. Я ведь не в КCam работаю - там понятно. Шаг деления максимальный - 1/8. Шаг выходит 0,025мм. Собственно, там не зубчатость - просто срез похож на ребро монетки, только не так сильно выражен. Скорее всего это от того, что резал с применением линейной, а не кругововй интерполяции + возможно еще не все вибрации механические устранены. А вообще - вчера был в кинотеатре, так там разные указатели и надписи выполнены из зеркального акрила. И что вы думаете - тот же эффект на срезе. А заказывали, наверное, в солидной конторе, т.к. кинотеатр лучший в городе.
 

halkru

Константин
Александр_ написал(а):
Mach не очень люблю, но уверен, что суть не изменится - TurboCNC управляет движками не хуже. Я ведь не в КCam работаю - там понятно. Шаг деления максимальный - 1/8. Шаг выходит 0,025мм....

Т.е. диаметр приводного вала в районе 12,733 мм?
 

Александр_

Участник
ну арифметически вроде так выходит, но на самом деле около 25 по-моему. точно можно замерить.
 

Вложения

  • DSC03906.jpg
    DSC03906.jpg
    39 KB · Просмотры: 1.867

SKV

Участник
Если двигатель 1.8 (200 шагов), то точность примерно 0,05мм, что в любом случае оставит "шершавый" край, способ интерполяции здесь значения не имеет.

:) Один из способов сгладить для резки - прикрепить что-то тяжелое на головку (грамм 100-200), это почти как шутка, но работает
 

SKV

Участник
Мы у себя такой стол "юзали", эх где-бы найти у нас творческих и целеустремленных людей, задумок много, а время нехватает катастрофически ... :(
 

Вложения

  • DSCN1565.JPG
    DSCN1565.JPG
    157,3 KB · Просмотры: 2.456

Александр_

Участник
интересно - я думал, что 2-5 соток на глаз не видно. ну да ладно - как я понял, это нельзя считать браком. неспециалист вообще посмотрит и не заметит. а про груз вообще необычно - я все переживал как бы каретка не оказалась слишком тяжелой. инерция все-таки...
 

SKV

Участник
1. Надо выяснить все аспекты устройства, что-бы потом не ошибаться в причинах, конечно это не брак.
2. Про груз. Как-то на заводе Redsail пытался их "поучить" :) , мол зачем такая громоздкая головка (вообще-то у них все громоздкое) это же инерция и все такое, а они мне - это для гравировки плохо, а для резки - хорошо ...
 

SKV

Участник
Как я говорил, у нас имеются сервосистемы (1000 делений на оборот, 3500rpm), если дойдет до дальнейшего развития предложим для эксперимента, главное что-бы по шлицам совпало с вашим приводным валом...
Плату управления сегодня отправим ..
 

Вложения

  • .jpg
    .jpg
    1,2 MB · Просмотры: 2.190
Сверху