DIY ช่างแกะสลักเลเซอร์ราคาถูกและทนทาน: 15 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ในคำแนะนำนี้ฉันจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันทำเครื่องแกะสลักเลเซอร์ DIY ของตัวเองได้อย่างไรในราคาถูกมาก ชิ้นส่วนส่วนใหญ่ได้รับการกอบกู้จากของเก่าหรือราคาถูกมาก นี่เป็นโครงการที่น่าสนใจมากสำหรับผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ช่างแกะสลักนี้จะสามารถแกะสลักไม้ กระดาษแข็ง สติกเกอร์ไวนิล ฯลฯ และสำหรับการตัดกระดาษเนื่องจากเลเซอร์ 250 mW ที่เราจะใช้

หากคำแนะนำนี้ช่วยคุณในการทำเครื่องแกะสลักเลเซอร์ของคุณเอง แบ่งปันโครงการของคุณกับฉัน ที่จะทำให้ฉันมีความสุขมากกว่า

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ/ วัสดุและเครื่องมือที่จำเป็น

• 2x - ไดรฟ์ดีวีดีเก่าเพื่อกอบกู้กลไกสเต็ปเปอร์มอเตอร์
• 1x - GRBL shield v4 (สามารถใช้เวอร์ชันอื่นได้เช่นกัน)
• 2x - ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ A4988
• 1x - 250 mw 650 nm เลเซอร์พร้อมเลนส์ปรับได้ (จาก banggood.com)
• แหล่งจ่ายไฟ 12v 2-2.5 แอมป์
• PCB เปล่าสำหรับทำวงจรขับเลเซอร์
• ส่วนหัวชายและหญิง
• ตัวต้านทาน 1x - 47 โอห์ม
• ตัวต้านทาน 1x- 100k โอห์ม
• 1x - มอสเฟต IRFZ44N สำหรับการสลับการทำงานด้วยเลเซอร์
• แม่เหล็กนีโอไดเมียมบางชนิด
• แผ่นอะครีลิค.
• สกรูและน็อต M3
• แว่นตานิรภัยเลเซอร์
• 1x - Arduino นาโน

เครื่องมือที่จำเป็น:

• เครื่องเจาะ.
• ปืนกาวร้อน
• เลื่อยสำหรับตัดอะครีลิค
• ไฟล์สำหรับการตกแต่ง
• คีมจับโต๊ะ.
• ไขควงแฉกหัวฟิลลิปและหัวแบน
• หัวแร้ง.

ขั้นตอนที่ 2: กอบกู้กลไก Stepper และแม่เหล็กนีโอไดเมียม

ต้องใช้กลไกแบบสเต็ปสองตัวสำหรับแกน x และแกน y ตามลำดับ ซึ่งสามารถกู้คืนได้จากไดรฟ์ดีวีดีที่ใช้แล้วสองตัว การกู้กลไกสเต็ปเปอร์และแม่เหล็กนีโอไดเมียมนั้นค่อนข้างง่าย คุณสามารถกอบกู้มันได้อย่างง่ายดายโดยเปิดไดรเวอร์ cd โดยใช้ไขควงหัวแฉกของ Philips

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ทำให้ชิ้นส่วนใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับโปรเจ็กต์เสียหาย ขณะกอบกู้ชิ้นส่วนที่จำเป็นจากไดรฟ์ดีวีดี

หากคุณไม่คุ้นเคยกับการทำเช่นนี้ ฉันจะทิ้งลิงก์ของวิดีโอ YouTube ที่แสดงวิธีการกอบกู้ส่วนต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างฐานสำหรับเครื่อง

ในการทำฐานฉันใช้แผ่นอะครีลิคใส 4 มม. ขนาดแผ่นอะคริลิกประมาณ 9 x 6.6 นิ้ว

ตอนนี้เราจะต้องสร้างขาตั้งสำหรับติดตั้งแกน y ด้วยฐานอะคริลิกนี้

เว้น 1in จากด้านบนและ 1.5in จากด้านข้าง และวางกลไก stepper บนฐาน ตอนนี้ทำเครื่องหมายรูตามลำดับแล้วเจาะเพื่อสะสมกลไกการสเต็ปแกน y

การวัดเหล่านี้ไม่สำคัญนัก คุณสามารถใช้พื้นที่ของคุณเองได้ตามความต้องการ

นอกจากนี้ ฉันยังติดตั้งฐานนี้ด้วยแผ่นยางซิลิโคน 4 แผ่น เพื่อให้ฐานมั่นคงบนพื้นหรือทุกที่ที่วาง

ขั้นตอนที่ 4: ระบุ Stepper Coil และการเดินสายไฟ

• สเต็ปเปอร์มอเตอร์ DVD เป็นสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไบโพลาร์ ประกอบด้วยขดลวด 2 ตัวและสายไฟ 4 เส้น
• เราจำเป็นต้องระบุสายไฟของคอยล์ 1 และ 2
• สำหรับการระบุขดลวดมอเตอร์ Stepper เราใช้เครื่องทดสอบความต่อเนื่องซึ่งจะแสดงให้เราเห็นไฟสองเส้นกำลังพิจารณาขดลวดเดียวกัน
• ตาม grbl shield ของเรามีส่วนหัวชายสี่ตัวที่มีสายไฟดังนี้

1A 1B 2B 2A

นี่แสดงว่า 1A & 1B เป็นส่วนหนึ่งของคอยล์ 1 และ 2A & 2B เป็นส่วนหนึ่งของคอยล์ที่สอง

หมายเหตุ - รูปภาพสำหรับแต่ละกระบวนการจะได้รับ ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้พิจารณาอย่างละเอียดถี่ถ้วน ซึ่งจะทำให้เข้าใจง่ายขึ้น

ขั้นตอนที่ 5: การสร้างแพลตฟอร์มการแกะสลักหลัก

• ในการทำแท่นแกะสลัก ฉันจะใช้แผ่นอะครีลิกบาง 2 มม. ขนาด 40 มม. x 22, 5 มม.
• ฉันจะใช้ต้นไม้ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน เพื่อสร้างความสูงได้ประมาณ 6 มม.
• ตอนนี้แนบชิ้นส่วนเข้าด้วยกันทีละชิ้นโดยใช้กาวร้อน
• เมื่อติดกาวทั้งหมดแล้ว จะต้องติดเข้ากับฐานของกลไกไดรเวอร์สเต็ปเปอร์
• เพื่อให้แน่ใจว่ามีช่องว่างที่เหมาะสมระหว่างกลไกการขับสเต็ปและแพลตฟอร์มฐานที่เราจะติดตั้ง
• สำหรับผู้ชาย

ขั้นตอนที่ 6: การสร้างโครงสร้างสำหรับแกน Y

• สำหรับการทำขาตั้งสำหรับแกน y และสร้างช่องว่างระหว่างกลไกและฐาน ฉันใช้ตัวเว้นวรรคสี่ตัวที่ฉันทำโดยการตัดปากกาโดยใช้ใบมีด ความยาวของเพเซอร์ที่เราต้องการคือประมาณ 25 มม. ซึ่งเพียงพอสำหรับการสร้างพื้นที่เพียงพอระหว่างฐานและกลไก
• ตอนนี้ใช้สกรู m3 สอดจากด้านล่างฐานอะคริลิกตามที่แสดงในภาพ
• ตอนนี้โดยใช้แหวนรองทั้งด้านบนและด้านล่างกลไก ยึดกลไกสเต็ปเปอร์แกน y โดยใช้น็อต
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสกรูยึดแน่นดี

ขั้นตอนที่ 7: การสร้างโครงสร้างสำหรับแกน X

• หลังจากสร้างฐานการศึกษาสำหรับแกน y ตอนนี้ก็หันไปทำไฟหลักสำหรับแกน X
• ในการทำโครงสร้างแกน X ผมใช้แผ่นโลหะหนา 1.5 มม. วัสดุเป็นสแตนเลส
• คุณสามารถหาซื้อได้ในราคาถูกจากเศษเหล็ก
• คุณยังสามารถใช้วัสดุอื่น ๆ เช่น มุมอลูมิเนียม เป็นต้น ขึ้นอยู่กับทรัพยากรใด ๆ ก็ตามที่อาจดีที่สุดสำหรับคุณ
• สำหรับการทำขาตั้งเราต้องการสองราคาจากเหล็กแผ่นนี้กว้าง 30 มม. ดังนั้นโดยใช้อุปกรณ์วัดที่จัดเก็บได้ เราจะทำเครื่องหมายเส้น
• หลังจากนี้เราจะต้องโค้งงอนี้ที่ 90° ที่ระยะ 80 มม. สำหรับแถบเหล็กทั้งสอง
• ตอนนี้ทั้งหมดที่จำเป็นคือการตัดแถบเหล่านี้แล้วงอที่ 90°
• สำหรับการตัดแถบนั้น คุณอาจต้องใช้เครื่องมือบางอย่างเพื่อที่คุณจะได้มีเวิร์คช็อปที่ดีอย่างอื่น คุณสามารถขอความช่วยเหลือจากเจ้าของเวิร์กช็อปได้
• หลังจากตัดแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้านข้างของแผ่นเหล็กทำเสร็จแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้ทำร้ายใคร
• สำหรับการดัดแถบ คุณอาจจับชิ้นงานในคีมจับโต๊ะ และด้วยการใช้ค้อน คุณสามารถงอได้จริงๆ ที่ 90°
• เพียงตรวจสอบว่าส่วนโค้งนั้นอยู่ที่ 90° หรือไม่โดยใช้ชุดสี่เหลี่ยม
• การโค้งงอที่ไม่เหมาะสมจะเพิ่มงานของคุณเท่านั้น ดังนั้นกระบวนการนี้จึงควรสมบูรณ์แบบ

ขั้นตอนที่ 8: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• มาถึงส่วนที่สำคัญที่สุดของโครงการ
• สำหรับการใช้เครื่องเราจะต้องมีแหล่งจ่ายไฟ 12v 2 - 2.5 แอมป์
• เราจำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ Arduino Nano และ 2 A4988 บน CNC GRBL shield v4 ในลักษณะที่ถูกต้องตามที่แสดงในภาพ
• หากการจัดตำแหน่งไม่ถูกต้องและได้รับการจัดหาอาจทำให้ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์เสียหายได้
• หลังจากการจัดตำแหน่งไดรเวอร์และนาโนอย่างเหมาะสมแล้ว เราจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและพีซี และทดสอบว่าแกนเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่เกี่ยวข้องหรือไม่
• ในกรณีของฉันเมื่อฉันลองใช้ตัวป้องกันไม่ตอบสนองต่อคำสั่งของฉันจากซอฟต์แวร์เลเซอร์ GRBL
• จากนั้นฉันตรวจสอบการเชื่อมต่อบนแผงป้องกันโดยอ้างอิงจากแผนภาพวงจรที่ฉันพบบนอินเทอร์เน็ต

หมายเหตุ - มีข้อบกพร่องในการผลิตกับโล่ของฉัน สำหรับการแก้ไขฉันลองสิ่งเดียวกันกับเพื่อนของฉันและพบว่าเขามีปัญหาเดียวกันเช่นกัน ดังนั้นฉันจึงบัดกรีหมุดขั้นตอนและทิศทางของ A4988 ของแกน X และแกน Y ตามลำดับอีกครั้ง

หลังจากบัดกรีหมุดขั้นตอนและทิศทางอีกครั้ง ฉันก็สามารถเรียกใช้แกน x และ y ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ขั้นตอนที่ 9: แผนผังสำหรับวงจรสลับเลเซอร์

• เลเซอร์ถูกสลับโดยใช้ n channel mosfet Irfz44
• พินดิจิตอล 11 ของ Arduino Nano เชื่อมต่อกับเกตของมอสเฟตโดยใช้ตัวต้านทานที่แสดงในแผนผัง
• เลเซอร์ทำงานที่ไฟ 5 โวลต์ ดังนั้นจึงใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM7805 เพื่อจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 10: การเพิ่มฐานยางรองฐาน

• เพื่อให้โครงสร้างแข็งแรง เราต้องเพิ่มแผ่นยาง
• สำหรับแผ่นยาง ฉันใช้แผ่นยางซิลิโคนหนา 3.5 มม. และตัดแผ่นยางทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. สี่แผ่น
• ตอนนี้เราต้องติดแผ่นยางเหล่านี้กับฐานของเครื่องของเรา สำหรับการยึดเกาะนี้กับฐาน เราจะใช้กาวยางสังเคราะห์ FEVIBOND
• ควรติดกาวบนพื้นผิวทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน หลังจากใช้กาวติดแผ่นยางกับฐานแล้วปล่อยให้แห้งเป็นเวลาอย่างน้อย 30 นาที
• การเพิ่มแผ่นรองเหล่านี้ไม่จำเป็นแต่จะช่วยได้เมื่อวางเครื่องบนพื้นผิวที่ขรุขระ
• นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันฐานอะคริลิกจากการขีดข่วน

ขั้นตอนที่ 11: การปรับเทียบสเต็ปเปอร์มอเตอร์และการคำนวณขั้นตอน/มม

• สำหรับการปรับเทียบเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์จำเป็นต้องมีการคำนวณบางอย่าง การคำนวณเหล่านี้แตกต่างกันสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่แตกต่างกัน
• ดังนั้นคุณต้องคำนวณสเต็ปเปอร์มอเตอร์ของคุณ
• ขั้น/มม. = ขั้น/รอบการหมุน * (ไมโครสเต็ปปิ้งของ a4988)
• ก้าว/รอบ = 360/มุมขั้น
• สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ของฉัน Steps/ Rev = 192
• ดังนั้น ขั้น/มม. = 192 * 1/16 = 12 ขั้น/มม.
• ตอนนี้สามารถเพิ่มค่านี้ในการตั้งค่า grbl ของซอฟต์แวร์ laser grbl ได้

ขั้นตอนที่ 12: การอัปโหลดไลบรารี GRBL และการตั้งค่า Laser GRBL

กำลังอัปโหลด GRBL ไปยัง ARDUINO -

• เพื่อให้เครื่องนี้ทำงานเราต้องอัปโหลดไลบรารี grbl ไปยัง Arduino
• คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์จากลิงค์นี้
• github.com/grbl/grbl
• หลังจากดาวน์โหลดคุณจะต้องแตกไฟล์
• หลังจากแตกไฟล์แล้ว คุณต้องวางโฟลเดอร์ในตำแหน่งต่อไปนี้ - Program files->Arduino->Libraries วางในตำแหน่งนี้
• ตอนนี้เปิด Arduino ide แล้วเชื่อมต่อ Arduino nano และเลือกพอร์ตที่ถูกต้อง ตอนนี้รวมไลบรารี grbl และอัปโหลดไปยัง Arduino

การตั้งค่าซอฟต์แวร์ LASERGRBL-

• เปิดซอฟต์แวร์ LASERGRBL และเชื่อมต่อ Arduino กับพีซี
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเลือกอัตราบอดที่ถูกต้อง 11500
• ตอนนี้จัดหาวงจรด้วย 12v 2.5 แอมป์ หลังจากจ่ายไฟแล้ว สเต็ปเปอร์มอเตอร์ทั้งสองตัวควรถูกล็อคและไม่ควรปล่อยว่าง
• ตอนนี้คลิกที่ปุ่มเชื่อมต่อ
• ตอนนี้คลิกที่ไฟล์>เปิดไฟล์>เลือกไฟล์ที่คุณต้องการแกะสลัก>คลิกที่ตกลง
• ตอนนี้คุณสามารถตั้งค่าภาพตามความต้องการของคุณ ในกรณีของฉันฉันกำลังใช้ภาพเวกเตอร์และไม่มีการเติม

ขั้นตอนที่ 13: การโฟกัสเลเซอร์และเริ่มแกะสลัก

• ตอนนี้เราต้องติดเลเซอร์บนแกน x โดยใช้กาวร้อน
• ตอนนี้เราต้องเก็บชิ้นงานไว้ใต้เลเซอร์บนแพลตฟอร์ม y ที่เราสร้างขึ้นก่อนหน้านี้
• ตอนนี้เราพยายามหมุนเลนส์ของเลเซอร์อย่างช้าๆ และพยายามทำให้เป็นลำแสงที่มีโฟกัสมากขึ้น
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดลำแสงเลเซอร์มีขนาดเล็กที่สุด
• เมื่อลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัสมากพอที่จะเผาชิ้นงาน คุณจะเห็นควันบางๆ ที่รับรองว่าชิ้นงานได้เริ่มไหม้แล้ว
• ฉันได้อัปโหลดวิดีโอเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนี้หากคุณไม่แน่ใจ
• เมื่อขั้นตอนนี้เสร็จสิ้น เราก็เริ่มแกะสลักสิ่งที่เราต้องการในที่สุด
• สำหรับการแกะสลักครั้งแรก ฉันใช้ภาพของรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่ายซึ่งจะแสดงให้เราเห็นถึงความแม่นยำของเครื่อง
• หลังจากการแกะสลักและปรับแต่งระบบทีละเล็กทีละน้อย ในที่สุดฉันก็ได้ผลลัพธ์ที่ชัดเจนและแม่นยำ

ขั้นตอนที่ 14: วัสดุที่สามารถแกะสลักได้

1. กระดาษแข็ง
2. ฮาร์ดบอร์ด
3. เอ็มดีเอฟ
4. ไม้.
5. พลาสติกที่อ่อนแอกว่า

วัสดุที่สามารถตัดได้

1. กระดาษ.
2. สติ๊กเกอร์ไวนิล.

ขั้นตอนที่ 15: การแกะสลักวิดีโอ

ต่อไปนี้คือวิดีโอไทม์แลปส์การแกะสลักบางส่วนสำหรับคุณ!