เครื่องแกะสลักเลเซอร์จาก DVD เวอร์ชั่น 2.0

สวัสดีอีกครั้ง เมื่อไม่นานมานี้ฉันวางคำแนะนำในการสร้างเลเซอร์แกะสลักจากซีดีหรือดีวีดีรอม รุ่นแรกของช่างแกะสลักเลเซอร์ ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ แต่ไม่ทำงานโดยไม่มีปัญหา ประการแรกฉันใช้ไดรเวอร์ของเครื่องยนต์ L9110S ดังนั้นการสูญเสียความสามารถในการใช้ microstep ของเครื่องยนต์และด้วยเหตุนี้ความละเอียดของการแกะสลักจึงมี จำกัด นอกจากนี้ยังมีปัญหากับความไม่ลงรอยกันของซอฟต์แวร์แกะสลักกับโปรแกรมแกะสลักมาตรฐาน ในรุ่นที่สองฉันลบข้อบกพร่องทั้งหมดและช่างแกะเริ่มมาตรฐานและเชื่อฟังรหัส G ด้วย พื้นฐานยังคงเหมือนเดิมไฟฟ้าและซอฟต์แวร์เปลี่ยนไป และฉันขอเสนอคำแนะนำสำหรับการอ้างอิงชิ้นก่อนหน้าหรือสร้างช่างแกะสลักเลเซอร์ใหม่

เราต้องการ:

- DVD-ROM หรือ CD-ROM
- ไม้อัดหนา 10 มม. (สามารถใช้ 6 มม. ได้)
- สกรูไม้ 2.5 x 25 มม., 2.5 x 10 มม
- Arduino Uno (สามารถใช้บอร์ดที่รองรับได้)
- Arduino CNC Shield v3
- เลเซอร์ 1000 มิลลิวัตต์ 405nm Blueviolet
- A4988 ตัวขับมอเตอร์พร้อมตัวหม้อน้ำ 2 ชิ้น
- แหล่งจ่ายไฟ 5V (ฉันจะใช้ตัวจ่ายไฟเก่า แต่แหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้)
- ทรานซิสเตอร์ TIP120 หรือ TIP122
- ตัวต้านทาน 2.2 kOhm, 0.25 W
- สายเชื่อมต่อ
- ตัวเชื่อมต่อ 2.54 มม. ดูปองท์
- Eletrolobzik
- สว่าน
- ดอกสว่านสำหรับไม้ 2 มม. 3 มม. 4 มม
- สกรู 4 มม. x 20 มม
- ถั่วและเครื่องซักผ้า 4 มม
- หัวแร้ง
- บัดกรีขัดสน

ขั้นตอนที่ 1 เรารวบรวมเคสกลไกและเตรียมแหล่งจ่ายไฟ
ที่นี่เราทำทุกอย่างเหมือนในขั้นตอนแรกสองและสามของการสอน "เครื่องแกะสลักเลเซอร์จาก DVD-Rom เก่า".

สามารถข้ามขั้นตอนที่สี่ได้เนื่องจากเราไม่ต้องการจอยสติ๊ก เราจะส่งคำสั่งทั้งหมดผ่านเทอร์มินัล

ขั้นตอนที่ 2 การเตรียมเครื่องยนต์
เกี่ยวกับวิธีลบสเต็ปเปอร์มอเตอร์และรถม้าที่คุณอ่านในบทความแรก ดังนั้นเมื่อเราบัดกรีสายไฟเข้ากับเครื่องยนต์ ตัวเชื่อมต่อ Dupon จะต้องตรึงที่ปลายอีกด้านของสาย:

หากมีจะสะดวกในการใช้กล่องพลาสติกสำหรับพวกเขาในสี่สาย ถ้าไม่เช่นนั้นคุณทำได้เพียงแค่ใส่ความร้อนลงบนสายไฟแต่ละเส้น

ขั้นตอนที่ 3 เรารวบรวมช่างไฟฟ้า
สมองของช่างแกะสลักของเราคือ Arduino Uno

ติดตั้งที่ด้านหลังของช่างแกะสลัก:

หนึ่งในส่วนที่สำคัญที่สุดคือ Arduino CNC Shieldเราจะใช้การ์ดเอ็กซ์แพนชันรุ่นที่สามนี้ ขอขอบคุณเธอเราจะลดจำนวนสายไฟและทำให้การประกอบของช่างแกะสลักง่ายขึ้น:

และอีกด้าน:

เราวาง Arduino CNC Shied v3 ไว้บนสุดของ Uno:

ควรมีจัมเปอร์ร่วมกับบอร์ดเอ็กซ์แพนชัน ก่อนการติดตั้งไดรเวอร์คุณต้องติดตั้งจัมเปอร์บนแกน X และ Y กล่าวคือต้องติดตั้งจัมเปอร์ MS0, MS1 และ MS2 บนแกน X และ Y ดังนั้นเราจะตั้งไมโครสเต็ปเป็น 1 \ 16 หากคุณสับสนเล็กน้อยเกี่ยวกับคำแนะนำในกระดานส่วนขยายนี้:

cnc_shield_v3.pdf [983.79 Kb] (ดาวน์โหลด: 1542)
ดูไฟล์ออนไลน์:

Dravers มีลักษณะเช่นนี้:

ก่อนอื่นให้ติดตั้งตัวกระจายความร้อนบนไดรเวอร์:

จากนั้นเราก็ใส่พวกมันเข้ากับแกน X และ Y ระวังตำแหน่งของคนขับ เนื่องจากสามารถติดตั้งได้ง่ายไม่เป็นความจริง คีย์ EN บนไดรเวอร์ต้องตรงกับซ็อกเก็ตเดียวกันบนบอร์ดเอ็กซ์แพนชัน:

ฉันขอแนะนำให้ซื้อชุดประกอบด้วย Arduino Uno, CNC Shield และ A4988 พร้อมกับหม้อน้ำ ราคาถูกกว่าและคุณไม่ต้องรอจนกว่าส่วนประกอบถัดไปจะมาถึง

เลเซอร์เสร็จแล้วที่เราซื้อมาพร้อมกับไดรเวอร์และหม้อน้ำระบายความร้อนใช้งานได้สูงถึง 500 mA ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ Arduino ในการแก้ปัญหานี้ให้ใช้ทรานซิสเตอร์ TIP120 หรือ TIP122 ตัวต้านทาน 2.2 kOm รวมอยู่ในช่องว่างระหว่างฐานของทรานซิสเตอร์และขา 11 ของ Arduino บน CNC Shield หมุดนี้ถูกกำหนดให้เป็น Z + นี่ไม่ใช่การพิมพ์ผิด นี่คือสิ่งที่ ฉันจะบอกว่าเราจะทำงานกับเฟิร์มแวร์ GBRL 1.1 CNC Shield v3 สร้างขึ้นสำหรับเฟิร์มแวร์รุ่นก่อนหน้านี้ ในรุ่น GBRL 1.1 ผู้พัฒนาตัดสินใจที่จะทำซ้ำหมายเลขพอร์ตและดังนั้นจึงแตกต่างจากสิ่งที่เขียนบนกระดาน กล่าวคือพวกเขาแลกเปลี่ยน Z + (D12) และ Spn_EN (D11) แกนหมุนเชื่อมต่อกับ D11 ซึ่งเป็นพอร์ต PWM สำหรับควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์หรือกำลังแสงเลเซอร์ในกรณีของเรา ภาพที่มีหมุดแก้ไข:

Base - R 2.2 kOm - pin 11 Arduino (Z + CNC Sheild)
นักสะสม - GND Laser (ลวดดำ)
Emitter - GND (แหล่งจ่ายไฟทั่วไป)
+5 เลเซอร์ (สายสีแดง) - แหล่งจ่ายไฟ +5

วงจรไม่ซับซ้อนดังนั้นเราจึงบัดกรีทุกอย่างที่มีน้ำหนักฉนวนสายไฟและขาของทรานซิสเตอร์ถ่ายทอดไปด้านหลังด้านข้าง

การตั้งค่าเฟิร์มแวร์ GBRL ไม่ใช่เรื่องง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้เริ่มต้น และด้วยเลเซอร์เช่นไม้ขีดไฟเด็กไม่ใช่ของเล่น แม้จะมีลำแสงที่สะท้อนออกมาดวงตาก็สามารถถูกทำลายได้อย่างรุนแรง ดังนั้นฉันขอแนะนำให้ทำงานกับเลเซอร์เฉพาะในแว่นตาและสำหรับช่วงเวลาของการทดสอบและการตั้งค่าให้เชื่อมต่อ LED ปกติแทนเลเซอร์ สีไม่สำคัญ เมื่อรวมตัวต้านทานที่เหมาะสมในช่องว่างของลวดบวกของไดโอดเราจึงเชื่อมต่อ LED แทนเลเซอร์:

แว่นตานิรภัยและไดโอดทดสอบจะช่วยลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับช่างแกะ

ขั้นตอนที่ 4 การตั้งค่าขีด จำกัด มอเตอร์ปัจจุบัน
การตั้งค่าความแรงของกระแสไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นในการลดเสียงรบกวนเมื่อทำงานที่กระแสสูงเพื่อกำจัดแรงเฉือนที่กระแสต่ำและเพื่อลดความร้อนของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เราเชื่อมต่อสายลบของมัลติมิเตอร์กับหน้าสัมผัส GND และกดลวดบวกกับตัวต้านทานปรับแต่งบนไดรเวอร์ บิดตัวต้านทานการปรับแต่งด้วยไขควงขนาดเล็กวัดแรงดันไฟฟ้า Vref ดังนั้นเราจึงตั้งค่ากระแสที่ถูกต้องสำหรับไดรเวอร์มอเตอร์ของเรา
สูตร Vref สำหรับ A4988 ขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานที่ติดตั้งไว้ โดยปกติจะเป็น R100

Vref = Imax * 8 * (RS)

Imax - กระแสของสเต็ปเปอร์มอเตอร์
RS คือความต้านทานของตัวต้านทาน
ในกรณีของเรา:
RS = 0.100
ความแรงของกระแสไฟฟ้าที่แนะนำของสเต็ปเปอร์มอเตอร์คือ 0.36A แต่ฉันชอบที่จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
Imax = 0.4
Vref = 0.5 * 8 * 0.100 = 0.32 V.

ขั้นตอนที่ 5 เติม GBRL 1.1
สะดวกที่สุดในการเขียนไฟล์เฟิร์มแวร์ HEX สำเร็จรูปกับ Arduino Uno

grbl-1_1f_20170801.zip [296.07 Kb] (ดาวน์โหลด: 1067)

ในการดำเนินการนี้คุณต้องมีโปรแกรม XLoader:

xloader.zip [646.9 Kb] (ดาวน์โหลด: 790)

เรียกใช้โปรแกรม เลือกไฟล์ HEX ที่ดาวน์โหลดมาก่อนหน้านี้ ด้านล่างเราเลือกคอนโทรลเลอร์ของเราจากรายการคือ Uno (ATmega328) จากนั้นเลือกพอร์ต com ที่ Arduino เชื่อมต่ออยู่ เราตั้งค่าความเร็วเป็น 115200 และคลิกอัปโหลด หลังจากรอการเติมเต็มคุณสามารถดำเนินการตรวจสอบและกำหนดค่า

ขั้นตอนที่ 6 การตั้งค่า
พารามิเตอร์ที่รวมอยู่ในเฟิร์มแวร์นั้นแตกต่างจากพารามิเตอร์ของเครื่องของเรา หน้าต่างเทอร์มินัลใช้สำหรับกำหนดค่า คุณสามารถใช้สิ่งที่คุณชอบ ฉันชอบ Arduino IDE ดาวน์โหลดได้จากเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของโครงการ:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

ไม่จำเป็นต้องใช้ห้องสมุดเราเพียงต้องการเทอร์มินัลจาก Arduino IDE ในแท็บเครื่องมือเลือกบอร์ดของเรา - Arduino Uno จากนั้นเลือกพอร์ต com ที่เชื่อมต่อ หลังจากนั้นให้เรียกใช้เทอร์มินัลที่อยู่ในแท็บเครื่องมือ - พอร์ตการตรวจสอบ ในหน้าต่างเทอร์มินัลตั้งค่าพารามิเตอร์ CR (carriage return) และความเร็ว 115200 baud บรรทัดต่อไปนี้ควรมา:

Grbl 1.1f ['$' เพื่อขอความช่วยเหลือ] 

หากคุณเห็นเธอแสดงว่าเฟิร์มแวร์ประสบความสำเร็จและคุณสามารถดำเนินการตั้งค่าต่อไปได้ ดังนั้นเราจึงใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์จากไดรฟ์ DVD หรือ CD พวกเขาจะเรียกว่า PL15S020 หรือเข้ากันได้กับสิ่งนี้:

pl15s020.pdf [82.57 Kb] (ดาวน์โหลด: 1057)
ดูไฟล์ออนไลน์:

ในการดูการตั้งค่าเฟิร์มแวร์ปัจจุบันให้ป้อน:

$$

เครื่องยนต์นี้มี 20 ขั้นตอนต่อการปฏิวัติ ระยะพิทช์ของสกรูคือระยะทางที่แคร่เลื่อนในการปฏิวัติครั้งเดียวในกรณีของเราคือ 3 มม. เราคำนวณจำนวนขั้นตอนต่อ 1 มม.: 20/3 = 6.6666666666667 ขั้นตอนต่อ 1 มม. ในไดรเวอร์ a4988 เราได้ติดตั้ง microstep 16 ดังนั้น 6.6666666666666667 * 16 = 106.67 ขั้นตอนต่อ 1 มม. เราเขียนข้อมูลนี้ลงในเฟิร์มแวร์ หากต้องการทำสิ่งนี้ในหน้าต่างเทอร์มินัลให้ป้อน:

$100=106,67
$101=106,67
$102=106,67

พารามิเตอร์สุดท้ายเป็นทางเลือกมันเป็นของแกน Z แต่จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นในการดูพารามิเตอร์ จากนั้นเปิดโหมดเลเซอร์ด้วยคำสั่ง:

$32=1

ตั้งค่ากำลังแสงเลเซอร์สูงสุดเป็น 255:

$30=255

ในการทดสอบเลเซอร์ (เป็นการดีกว่าที่จะเชื่อมต่อ LED แรก) ให้ป้อนคำสั่ง:

M3 S255

ปิดเลเซอร์ด้วยคำสั่ง:

M5

จากนั้นเราตั้งขนาดการเผาไหม้สูงสุด สำหรับช่างแกะสลักของเรานี่คือ 38 x 38 มม.:

$130=38.000
$131=38.000
$132=38.000

อีกครั้งพารามิเตอร์สุดท้ายเป็นทางเลือกโดยมีไว้สำหรับแกน Z
ฉันกระจายพารามิเตอร์การทำงานของช่างแกะสลักของเราเพื่อให้คุณสามารถเปรียบเทียบ:

$0=10
$1=25
$2=0
$3=0
$4=0
$5=0
$6=0
$10=1
$11=0.010
$12=0.002
$13=0
$20=0
$21=0
$22=0
$23=0
$24=25.000
$25=500.000
$26=250
$27=1.000
$30=255
$31=0
$32=1
$100=106.667
$101=106.667
$102=106.667
$110=500.000
$111=500.000
$112=500.000
$120=10.000
$121=10.000
$122=10.000
$130=38.000
$131=38.000
$132=38.000

ขั้นตอนที่ 7 เตรียมภาพ
ในการเขียนสิ่งที่คุณต้องเตรียมภาพที่คุณเลือกคือแปลเป็น G-code ในการทำเช่นนี้เราจะใช้โปรแกรม CHPU:

chpu.rar [1000.35 Kb] (ดาวน์โหลด: 904)

ดาวน์โหลดและฉีกโปรแกรม คลิก "นำเข้าภาพ" และเลือกรูปภาพของคุณ ในส่วน "เปลี่ยนความละเอียด" ตั้งค่า "ความกว้าง" และ "ความสูง" เป็นสูงสุด 38 มม. “ ความหนาแน่น” สามารถลองแตกต่างกันในความคิดของฉันที่เหมาะสมคือ 6:

ไปที่แท็บ "เขียน" เลือก "ON เป็นสีดำ" ในส่วน "คำสั่งเบื้องต้น" ควรเป็นรายการต่อไปนี้โดยไม่มีคำอธิบายในวงเล็บ:

%
G71
S255 (กำลังแสงเลเซอร์สูงสุด)
G0 F200 (ความเร็วรอบเดินเบา)
G1 F100 (ความเร็วการเผาไหม้)
(ความเร็วการเผาไหม้ F)

คุณสามารถลองความเร็วในการเขียนที่แตกต่างกัน สำหรับพลาสติก F100 ก็เพียงพอแล้วสำหรับไม้อาจต้องใช้น้อยกว่า คลิก "บันทึกรหัส G" และระบุที่เก็บสินค้า สำคัญ! ความละเอียดควรเลือก ".nc"

ขั้นตอนที่ 8 การเผาไหม้
ในการเบิร์นและควบคุมช่างแกะสลักเราจะใช้โปรแกรม GrblController:

grblcontroller361setup_1421882383496.rar [4.35 Mb] (ดาวน์โหลด: 694)

ดาวน์โหลดและติดตั้ง คลิก "เปิด" หลังจากตรวจสอบว่าทุกอย่างใช้งานได้โดยใช้ลูกศรและเลเซอร์คำสั่งเปิดเครื่องเลือกไฟล์ที่คุณบันทึกและส่งให้เขียนโดยกด“ เริ่มต้น”:

ช่างแกะสลักวิดีโอ: