Содержание

Как сделать лазерный гравер своими руками?

Самодельный лазерный гравер. Другой подход к проектированию.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Всем доброго времени!

В этом посте хочу поделится с Вами процессом создания лазерного гравера на основе диодного лазера из Китая.

Несколько лет назад появилось желание приобрести себе готовый вариант гравера с Aliexpress с бюджетом в 15 тыс , но после долгих поисков я пришел к выводу, что все представленные варианты слишком простые и по сути являются игрушками. А хотелось что-то настольное и при этом достаточно серьезное. Спустя месяц исследований было принято решение сделать сей аппарат своими руками, и понеслась.

В тот момент у меня еще не было 3D принтера и опыта 3D моделирования, но зато с черчением все было в порядке)

Вот собственно один из тех готовых граверов из Китая.

Насмотревшись на варианты возможных конструкций механики, на листочке были сделаны первые эскизы будущего станка..))

Было принято решение, что область гравировки должна быть не меньше листа А3.

Сам лазерный модуль был куплен одним из первых. Мощностью 2W, так как это было самым оптимальным вариантом за разумные деньги.

Вот собственно сам лазерный модуль.

И так, было решено, что ось X будет ездить по оси Y и началось ее проектирование. А началось все с каретки.

Вся рама станка была сделана из алюминиевых профилей разной формы, купленных в Леруа.

Двигатели, линейные подшипники, ремни, валы и вся электроника заказывались с Aliexpress в процессе разработки и планы о том, как будут крепиться двигатели и какая будет плата управление менялись на ходу.

Спустя несколько дней черчения в Компасе был определен более менее четкий вариант конструкции станка.

А дальше. А дальше больше!

Боковины оси Y (извиняюсь за качество фото).

И это было только начало.

Дальше был корпус!

Была построена простенькая 3D модель общего вида станка, дабы уже точно определиться с его внешним видом и размерами.

И наконец, когда все было подогнано и последняя деталь была выкрашена в черный цвет 8) , наступила финишная прямая!

Теперь немного красивых фото))

И самое главное не забывать про технику безопасности.

Надевайте специальные защитные очки при работе с лазером!

Подпишитесь на автора

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Как собрать лазерный гравёр своими руками: способы, материалы, инструкции

Ещё недавно для того, чтобы сделать гравировку на металле или дереве, мастерам приходилось долгое время просиживать за столом с бормашинкой. При этом, если было необходимо выполнить мелкий рисунок, в ход шли увеличительные стёкла, а ведь подобная нагрузка на глаза не проходит бесследно. Но сегодня мастеру достаточно загрузить любое, даже самое сложное, изображение в компьютер и нажать кнопку. Остальную работу выполнит лазерный гравёр. И сегодня поговорим о том, как его изготовить своими руками в домашних условиях.

Устройство лазерного гравёра для домашнего пользования и его принцип работы

Основой лазерного принтера является оптическая система. По своей сути это неоднородные линзы, собранные воедино. Их задача – сфокусировать световой поток от лазерного светодиода в мельчайшую точку, усилив его.

Также нельзя умалять и роль трансмиссионной и контрольной систем. Первая включает в себя сервоприводы, синхронизирующие лазер с заданной программой. Вторые, состоящие из датчиков и вычислительных схем, обеспечивают безошибочную работу систем оборудования.

Механическая часть состоит из основных опорных частей и вспомогательных механизмов, которые составляют устройство самого агрегата. И наконец, охлаждение. Без этой системы кулеров, радиаторов лазер бы моментально перегрелся и сгорел – при работе он очень сильно нагревается.

Изготовление гравёра своими руками в домашних условиях – возможно ли это

По сути, подобная работа не столь сложна, как может показаться на первый взгляд. Существует несколько вариантов, как сделать гравёр своими руками с применением деталей от различной техники, которая может оказаться дома.

К примеру, такое устройство можно собрать на основе приводов DVD, принтера или же использовать для изготовления Ардуино Уно.

Самодельные лазерные гравёры могут быть предназначены для работы по дереву или металлу. Именно на этом параметре мы и остановимся подробнее.

Лазерный гравёр по дереву: необходимые материалы и пошаговая инструкция

Самодельный лазерный гравёр для работы по дереву изготовить довольно просто. Достаточно приложить руки и немного фантазии. Кстати, таким устройством можно будет наносить надписи не только на деревянную, но и на пластиковую или кожаную поверхность, например на ремень.

А для того чтобы было проще, питание на него будет подаваться не от аккумуляторной батареи, а от обычного компьютера через USB-шнур. Хотя если необходимо сделать устройство для гравировки по дереву своими руками портативным, можно использовать обычный Power Bank.

ФОТО: appinformers.com Power Bank можно использовать как АКБ

Для изготовления потребуется:

2 стреляных гильзы калибра 8 мм и укороченная 7,62 мм (стартовый либо газовый пистолет и ТТ);
лазерный светодиод (около 250-300 мВт), который можно демонтировать со старого DVD-привода;
линза из того же привода;
гнездо USB;
латунная трубка с внутренним диаметром 10 мм;
3 резистора с общим сопротивлением 30 Ом;
резистор на 50 Ом;
тонкие провода;
кнопка включения.

Конечно же, без паяльника, дрели, бормашинки и любимого термоклея здесь не обойтись. Когда всё необходимое готово, можно приступать к работе. А как её выполнить, будет рассказано в пошаговой инструкции с фотопримерами и детальными объяснениями.

ФОТО: goods.ru Самый используемый инструмент «для всего»

Статья по теме:

Ручной гравёр своими руками: назначение, особенности инструмента, необходимые материалы, подготовка деталей будущей бормашины, подробная пошаговая инструкция с фото и рекомендациями — в нашей публикации.

Пошаговая инструкция по изготовлению лазерного гравёра по дереву своими руками

Перед тем как приступить к работе, следует запомнить – лазерный луч довольно опасен. Если он попадает на роговицу глаза, необходимо немедленно обращаться к врачу. В противном случае последствия могут быть самыми плачевными, вплоть до полной потери зрения.

Подготовка материала корпуса

Для начала необходимо подготовить гильзы, чтобы они были пригодны для изготовления корпуса ручного лазерного гравёра. Для этого нужно взять сверло, хвостовик которого подходит по диаметру к горлышку гильзы от патрона 7,62 мм.

Поджимая плоскогубцами и постоянно увеличивая диаметр, можно полностью выправить гильзу, придав ей форму ровного цилиндра.

ФОТО: youtube.com Гильза должна принять форму ровного цилиндра

После следует проверить размеры. Выправленная гильза должна довольно плотно входить в восьмимиллиметровую. При этом она должна двигаться, что необходимо впоследствии для регулировки.

ФОТО: youtube.com Размеры гильз должны совпасть идеально

Выбор лазерного светодиода: какой подходит

Следует обратить внимание, что привод, из которого извлекается светодиод, должен иметь функцию записи. Именно записывающий лазер можно использовать как гравёр.

Для того чтобы определить, какой из двух подойдёт, нужно подать на них питание. Если свечения нет, значит, это считывающий элемент. Но стоит быть осторожным, чтобы луч при этом не попал в глаза.

ФОТО: youtube.com Необходимо правильно выбрать лазерный светодиод

Следующий шаг – подбор линзы

Линзу можно извлечь из того же привода. Они могут быть двух размеров, при этом подойдёт любая. Более крупная хорошо встанет в расправленную гильзу, ну а маленькой найдётся место позади после удаления капсюля.

ФОТО: youtube.com Линзу можно демонтировать с того же привода

При демонтаже линзы следует быть особенно аккуратным. Если повредить её рабочую поверхность, линза будет непригодна для гравёра, придётся искать новую.

Снять линзу несложно, она просто проклеена по краям. Для демонтажа можно использовать как нож или резачок, так и обычную шлицевую отвёртку. Правда, перед работой её потребуется немного подточить.

ФОТО: youtube.com Линзу нужно демонтировать крайне аккуратно, чтобы не повредить рабочую поверхность

Удаление капсюлей из гильз и последующая сборка

Капсюли выбиваются из гильзы очень просто. Для этого потребуется кернер и круглая насадка от мясорубки. Гильза устанавливается на неё капсюлем вниз, изнутри надставляется кернер, по которому производится пара ударов молотком.

ФОТО: youtube.com Выбить капсюли из гильзы очень просто

Теперь отверстия от выбитых капсюлей требуется рассверлить. Проблема заключается в том, что гильзу в тисках не зажать, она сразу помнётся.

Но выход есть. Гильзу необходимо зажать в патрон дрели или шуруповёрта. Три губки равномерно сожмут и надёжно зафиксируют её. Однако с затяжкой и здесь не стоит перебарщивать, всему есть предел.

ФОТО: youtube.com Гильзу можно зажать в патроне, тогда она не сомнётся

Также можно поступить следующим образом. В патрон дрели или шуруповёрта зажимается сверло, а сама гильза фиксируется при помощи наждачной бумаги.

Однако такой способ опасен, не исключено получение травм, поэтому редакция Homius не рекомендует его использовать.

ФОТО: youtube.com Ещё один способ сверления гильзы

Остаётся поместить светодиод в отверстие, где был капсюль, и зафиксировать его при помощи термоклея, а также зафиксировать линзу во второй гильзе. Луч будет регулироваться вытягиванием гильзы с линзой.

ФОТО: youtube.com Светодиод уже внутри, можно продолжать сборку

Подключение электрической части для подачи питания

Для подключения можно использовать любой питающий порт. В данном случае было выбрано гнездо от отслужившего своё принтера.

Его требуется разобрать и обточить так, чтобы оно плотно встало внутри латунной трубки, после чего припаять к плюсовому контакту сопротивление на 30 Ом.

ФОТО: youtube.com Порт требуется разобрать, сняв металлическую оболочку

ФОТО: youtube.com К плюсовому контакту припаивается сопротивление

Кнопку питания также нужно модернизировать, соединив её контакты сопротивлением 50 Ом. Это позволит получить слабый луч при отпущенной кнопке, чтобы примериться. При нажатии лазер начнёт работать в полную силу.

ФОТО: youtube.com Небольшая модернизация кнопки включения

Что же должно получиться в итоге

После того как в латунной трубке будет размещена и зафиксирована кнопка, можно собрать конструкцию воедино. При этом внешняя часть питающего штекера должна касаться трубки. Это и будет минусовым контактом.

ФОТО: youtube.com Вот такой аккуратный лазерный гравёр из DVD-привода можно изготовить своими руками

Остаётся проверить его в работе. Кстати, он подойдёт и для выпаивания SMD-элементов, если немного убавить мощность луча, двигая гильзу с линзой.

ФОТО: youtube.com Ручной лазерный гравёр работает прекрасно

Более подробно мастер-класс по изготовлению подобного устройства можно увидеть в этом видео.

Как сделать лазерный по металлу и дереву гравер своими руками

Такое хобби, как гравировка по разным материалам, увлекает многих людей разного возраста. В наше время такую операцию облегчает лазерный луч. Заводские установки для такой гравировки стоят недешево, и далеко не все могут себе их позволить. О том, как сделать лазерный гравер своими руками, стоит поговорить подробнее.

Лазерный гравировальный станок по металлу и дереву

Лазерная гравировка представляет собой процесс формирования рельефного изображения на изделии с помощью сфокусированного лазерного луча. Она позволяет делать надписи, наносить маркировку, создавать художественные произведения, сувениры и украшения. Для этого используется специальный станок – гравер, в котором устанавливается источник лазерного излучения, а излучаемая энергия передается через оптическую систему на фокусирующий элемент. В результате на изделие подается тонкий луч с концентрированной энергией. Ее достаточно для того, чтобы выжечь поверхностный слой материала в месте воздействия луча. Образуются углубления, из которых можно собрать нужный рисунок.

Важно! В зависимости от мощности луча и времени воздействия обеспечивается разная глубина и диаметр углубления. Чем меньше расстояние от линзы до поверхности, тем точнее фокусировка.

Как сделать лазерный гравер своими руками: пошаговая инструкция

Лазерный гравер можно сделать своими руками. В качестве основного элемента используется полупроводниковый лазер (светодиод) мощностью до 10 Вт. Фокусирование светового потока обеспечивается оптической системой, собираемой из нескольких линз. Для возможности управления процессом формируется трансмиссионная и контролирующая системы. Трансмиссия составляется из сервоприводов, синхронизирующих источник излучения с программным обеспечением. Контроль обеспечивают датчики и специальные схемы. При длительной работе гравера необходимо эффективное охлаждение диода с помощью кулеров. Опорные элементы и вспомогательные механизмы составляют механическую часть станка, которая отвечает за надежность работы всего устройства.

Как собрать самодельный лазерный гравер по дереву?

Для создания рельефного рисунка на дереве не нужна большая энергия. Готовый источник излучения и оптику можно взять из DVD-RW привода. Простой самодельный гравер показан на фото 1. Потребуются такие детали:

П-образная или круглая трубка из цветного металла с внутренним диаметром 18–20 мм;
электролитический конденсатор 2200 мкФ на 20 В;
пленочный конденсатор 100 нФ;
резистор 5 Ом;
контактная кнопка и выключатель;
аккумулятор типа 18650 и холдер;
контроллер заряда;
гнездо Jack 2,1 ×5,5 мм;
коробка для обувной губки;
теплопроводящий клей.

Надо заранее приготовить и инструмент: электродрель, паяльник, кусачки, плоскогубцы, отвертка. При изготовлении корпуса потребуются: пистолет для термоклея, ножовка по металлу и дереву, напильники.

Сборка внутренней части

Внутренняя рабочая часть – это, по сути, сам лазер, включающий излучатель и фокусирующую систему. Рекомендуется такой порядок сборки лазера.

Извлекается светодиод и линзы из DVD-привода. Для гравера подходят только элементы, содержащиеся в пишущей головке.

Тестируется диод. На вывод надо подать напряжение 3 В и убедиться, что происходит свечение.

Отпиливается отрезок трубки длиной 150 мм и просверливается в ней отверстие под контактную кнопку.

В коробке для губки вырезаются гнезда для трубки, аккумулятора и выключателя.

Собирается электрическая схема. К контроллеру заряда прикрепляется аккумулятор, при этом контакты «+» и «- » соединены с гнездом, а 2 других контакта – уходят на светодиод. На плату собирается схема питания лазера и изолируется скотчем.

К схеме подсоединяется светодиод и кнопка.

В трубке устанавливается лазер и закрепляется клеем, а в подготовленное отверстие вставляется кнопка. Остальные элементы схемы закрепляются скотчем.

Трубка с лазером закрепляется в коробке. Клеем закрепляется в ней аккумулятор и контроллер. Электрическая схема выводится наружу.

Фокусирующая линза устанавливается в трубке перед лазером. Для определения оптимального места надо проверить действие на листе бумаги. Перемещая линзу, определяется максимальный прожиг листа. В этой точке линза закрепляется термоклеем.

Коробка закрывается крышкой и можно считать, что лазер готов.

Сборка внешней части

Внешняя часть гравера отвечает за управление станком. Она состоит из механической системы перемещения, корпуса и системы управления (электроники).

Собирается внешняя часть в таком порядке.

Подготавливаются направляющие нужной длины: 2 – укороченные и 2 – длинные. В каждой группе длина направляющих одинакова.

Вырезается основание, оно должно быть на 10–15 см больше длины направляющих.

Подготавливаются Т-образные опоры для крепления направляющих к основанию. Они с помощью болтов вертикально закрепляются на основании.

Устанавливаются направляющие оси Y, а на их свободные концы одеваются каретки оси Х. Вставляются все направляющие на свои опоры.

Сверлятся отверстия для электродвигателей и осей шестеренок.

Устанавливаются шаговые двигатели, а на их валы закрепляются шестеренки.

В отверстия вставляются стержни оси и закрепляются эпоксидным клеем.

Устанавливаются прижимные ролики.

Устанавливаются и натягиваются ремни зубчатого типа для передачи вращения.

На каретки устанавливаются лазеры. Все провода аккуратно размещаются в специальных каналах. Концы выводятся наружу.

Завершает монтаж изготовление корпуса и подключение системы управления:

В основании делаются отверстия и устанавливаются уголки. Высота должна позволять поместить все элементы станка.
Из фанеры или оргстекла вырезаются стенки и закрепляются на уголках.
Крышка присоединяется с помощью петель.
В передней стенке делается отверстие для проводов.
Закрепляется выключатель и USB гнезда.
Монтируется и настраивается преобразователь напряжения.

К станку подключается компьютер и устанавливается программное обеспечение. Изображение в понятный для Arduino формат позволяет перевести программа Inkscape Lasertngraver.

Как собрать самодельный лазерный гравер по металлу?

Порядок сборки самодельного гравера для металла мало отличается от методики монтажа станка для обработки дерева. Главное отличие заключается в необходимости использования более мощного источника, что накладывает свои особенности.

Сборка внешней части

Установка мощного лазера требует обеспечения его надежного охлаждения. Для этого трубку со светодиодом надо поместить в алюминиевый радиатор. В нем сверлится отверстие нужного диаметра, и вставляется лазер с закреплением термоклеем. Внутри корпуса монтируется несколько кулеров, которые обеспечивают постоянное воздушное охлаждение.

Корректировки требует система управления. Для работы с металлами можно использовать файлы

STL, аннотированные изображения, показывающие детали, и принципиальные схемы с добавлением PDF-файлов с инструкцией для Inkscape и Universal Gcode Sender, чтобы создавать и отправлять рисунки в гравер, а также файлы Laser Engraved Filled Images и Letters Instructions Corrected.pdf

Сборка внутренней части

Важно решить вопрос, где взять лазерный светодиод достаточной мощности. Можно его извлечь из пишущего CD/DVD-RW со скоростью записи не менее 16Х, лазерной указки или коллиматора, светодиодного фонаря. Для питания потребуются 3 аккумулятора по 3,6 В каждый. Достаточная мощность будет развиваться при подаче тока силой 350–500 мА.

Что требуется учесть, при создании самодельного гравера?

При изготовлении и эксплуатации любого лазерного оборудования важно учитывать, что излучение опасно для человека. При настройке и тестировании лазеров появляется риск ожогов, нарушения зрения. Это указывает на необходимость соблюдения мер безопасности. Прежде всего, необходимы затемненные очки, защищающие глаза. В целом сборка своими руками гравера мало отличается от монтажа иных систем с элементами оптики и электроники.

Преимущества и недостатки лазерного самодельного гравера

Выделяются такие преимущества лазерных граверов:

облегчение и ускорение процесса гравировки;
возможность обработки труднодоступных мест, куда обычный инструмент просто не может войти;
можно производить гравировку на очень тонких покрытиях;
возможность использования ЧПУ и проведения процесса по заданной программе;
самостоятельное изготовление экономит средства, необходимые на закупку заводских моделей.

Следует отметить и некоторые минусы:

сложность в контроле глубины выжигания (только косвенный контроль по мощности);
изменение параметров гравировки при неоднородности структуры материала по поверхности;
риск деформации некоторых материалов при температурном воздействии.

Эффективность гравера и качество гравировки зависит от используемого источника излучения, оптики и мастерства исполнителя.

Лазерный гравер становится все более популярным среди домашних мастеров. Такие аппараты позволяют создавать уникальные художественные произведения. Собрать гравер можно своими руками, причем источник лазерного излучения можно найти в старых DVD-приводах, принтерах, лазерных указках, светодиодных фонарях.

24 августа 2020
2816

Лазерный гравер своими руками: материалы, сборка, установка программного обеспечения

Многие из тех домашних умельцев, которые в своей мастерской занимаются изготовлением и декоративным оформлением изделий из древесины и других материалов, наверняка задумывались над тем, как сделать лазерный гравер своими руками. Наличие такого оборудования, серийные модели которого стоят достаточно дорого, позволяет не только наносить на поверхность обрабатываемого изделия сложнейшие рисунки с высокой точностью и детализацией, но и осуществлять лазерную резку различных материалов.

Самодельный лазерный станок в процессе гравировки по дереву

Самодельный лазерный гравер, который обойдется значительно дешевле, чем серийная модель, можно изготовить даже в том случае, если вы не обладаете глубокими знаниями в электронике и механике. Лазерный гравер предлагаемой конструкции собирается на аппаратной платформе «Ардуино» (Arduino) и имеет мощность 3 Вт, тогда как у промышленных моделей этот параметр составляет не менее 400 Вт. Однако даже такая невысокая мощность позволяет использовать данный аппарат для резки изделий из пенополистирола, пробковых листов, пластика и картона, а также выполнять качественную лазерную гравировку.

Этот гравер справится и с тонким пластиком

Необходимые материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

аппаратная платформа Arduino R3;
плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
устройство для охлаждения лазера;
регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
транзистор MOSFET;
электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
выключатели концевого типа;
корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
зубчатые ремни и шкивы для их установки;
шарикоподшипники различных типоразмеров;
четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
болты, гайки и винты;
смазочный материал;
стяжки-хомуты;
компьютер;
сверла различного диаметра;
циркулярная пила;
наждачная бумага;
тиски;
стандартный набор слесарных инструментов.

Наибольшего вложения потребует электронная часть станка

Электрическая часть самодельного лазерного гравера

Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение со значением, не превышающим допустимых параметров. Если не соблюсти данное требование, лазер может просто сгореть. Лазерный излучатель, используемый в гравировальной установке представленной конструкции, рассчитан на напряжение 5 В и силу тока, не превышающую 2,4 А, поэтому настройка регулятора DC-DC должна быть выполнена на силу тока 2 А и напряжение до 5 В.

Электрическая схема гравера

Транзистор MOSFET, который является важнейшим элементом электрической части лазерного гравера, необходим для того, чтобы, получая сигнал от контроллера «Ардуино», включать и выключать лазерный излучатель. Электрический сигнал, вырабатываемый контроллером, является очень слабым, поэтому воспринимать его, а затем отпирать и запирать контур питания лазера может только транзистор MOSFET. В электрической схеме лазерного гравера такой транзистор устанавливается между плюсовым контактом лазера и минусовым регулятора постоянного тока.

Шаговые электродвигатели лазерного гравера подключаются через одну электронную плату управления, что обеспечивает синхронность их работы. Благодаря такому подключению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не провисают и сохраняют стабильное натяжение в процессе своей работы, что обеспечивает качество и точность выполняемой обработки.

Следует иметь в виду, что лазерный диод, используемый в самодельной гравировальной установке, не должен перегреваться.

Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается такая задача достаточно просто: рядом с диодом устанавливают обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых электродвигателей, рядом с ними также размещают компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с такой задачей не справляются.

Фотографии процесса сборки электросхемы

Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала. Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна составлять не менее 12 мм.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра. Необходимость применения стержней именно такого диаметра объясняется тем, что в таком случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не будет провисать.

Изготовление подвижной каретки

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом. На поверхности такого кронштейна, где будет располагаться основание электромотора, сверлят 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два остальных – для крепления кронштейна к корпусу при помощи обычных саморезов.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя. Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей

Установка программного обеспечения

Вашему лазерному гроверу, который должен работать в автоматическом режиме, потребуется не только установка, но и настройка специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такого обеспечения является программа, которая позволяет создавать контуры желаемого рисунка и преобразовывать их под расширение, понятное управляющим элементам лазерного гравера. Такая программа имеется в свободном доступе, и ее можно без особых проблем скачать на свой компьютер.

Программа, скачанная на управляющий гравировальным устройством компьютер, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам потребуется библиотека контуров, а также программа, которая будет отправлять данные по создаваемому рисунку или надписи на контроллер «Ардуино». Такую библиотеку (как и программу для передачи данных на контроллер) также можно найти в свободном доступе. Для того чтобы ваша лазерная самоделка работала корректно, а гравировка, выполняемая с ее помощью, была качественной, вам потребуется настройка и самого контроллера под параметры гравировального устройства.

Особенности использования контуров

Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате. Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.

При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, уже переведенный в векторный формат, необходимо преобразовать еще раз, чтобы его смог корректно воспринимать контроллер гравировальной установки. Для такого преобразования используется программа Inkscape Laserengraver.

Окончательная настройка и подготовка к работе

Изготовив лазерный гравировальный станок своими руками и закачав в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте к работе сразу: оборудование нуждается в окончательной настройке и регулировке. В чем заключается такая регулировка? Прежде всего необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла. Кроме того, в зависимости от толщины материала, из которого изготовлено обрабатываемое изделие, надо отрегулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы не прожечь изделие, на поверхности которого требуется выполнить гравировку.

Очень важным и ответственным процессом является точная настройка (юстировка) лазерной головки. Юстировка нужна для того, чтобы отрегулировать мощность и разрешение луча, вырабатываемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных установок юстировка выполняется при помощи дополнительного маломощного лазера, установленного в основную рабочую головку. Однако в самодельных граверах, как правило, используются недорогие лазерные головки, поэтому такой способ точной настройки луча для них не подходит.

Испытайте свой самодельный лазерный гравер сначала на простых рисунках

Достаточно качественная юстировка самодельного лазерного гравера может быть выполнена при помощи светодиода, извлеченного из лазерной указки. Провода светодиода подсоединяются к источнику питания с напряжением 3 В, а сам он фиксируется на рабочем конце штатного лазера. Попеременно включая и регулируя положение лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, добиваются их совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировка с его помощью может выполняться без риска нанесения вреда как рукам, так и глазам оператора гравировальной установки.

Видеоролик показывает процесс подключения гравера к компьютеру, настройку софта и подготовку станка к работе.

Самодельный миниатюрный лазерный гравер на Arduino Uno

Лазерный гравер в действии и процесс сборки устройства

Материалы и инструменты

Для создания гравера вам понадобятся следующие основные компоненты:

Arduino UNO (с USB-кабелем).
2 шаговых двигателя от DVD-приводов.
2 контроллера для шаговых двигателей A4988 и соответствующая плата расширения для Arduino.
Лазер мощностью 250 мВт с настраиваемой оптикой.
Блок питания (минимум — 12В, 2А).
1 N-канальный полевой транзистор IRFZ44N.

Вот список необходимых инструментов:

Паяльник.
Дрель.
Напильник по металлу.
Наждачная бумага.
Кусачки.
Клеевой пистолет.

Шаг 1. Шаговый двигатель

В нашем проекте понадобится два шаговых двигателя из DVD-приводов. Один нужен для перемещения стола гравера по оси X, а второй — по оси Y. Поискать подходящие приводы можно в нерабочих компьютерах или в местном магазине подержанной электроники. Я нашёл то, что мне было нужно, очень дёшево, именно в таком магазине.

Винты на корпусе DVD-привода

DVD-привод со снятой крышкой

Необходимые нам части DVD-приводов

DVD-приводы нужно разобрать. Последовательность действий по «добыванию» из привода того, что нам нужно, выглядит так:

Откручиваем все винты, воспользовавшись отвёрткой с профилем Phillips.
Отключаем все кабели.
Открываем корпус и откручиваем винты, крепящие шаговый двигатель и соответствующий механизм.
Извлекаем двигатель и присоединённый к нему механизм.

В результате в нашем распоряжении окажется два 4-пиновых биполярных шаговых двигателя.

Шаг 2. Изучаем шаговый двигатель

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует последовательности электрических импульсов в дискретные угловые перемещения ротора. То есть — ротор такого двигателя может, реагируя на поступающий на него сигнал, выполнить определённое количество шагов. Шаговые двигатели можно сравнить с цифро-аналоговыми преобразователями, превращающими цифровые сигналы от управляющих схем в нечто, имеющее отношение к физическому миру. Такие двигатели применяются в самых разных электронных устройствах. Например — в компьютерной периферии, в приводах дисководов, в робототехнике.

Шаг 3. Подготовка шаговых двигателей

Кабель для подключения шагового двигателя к контроллеру

Для начала, используя мультиметр в режиме проверки целостности цепи, найдём контакты, подключённые к двум катушкам двигателя — к катушке A, и к катушке B.

Я подготовил 2 пары проводов разного цвета, одну пару для подключения к катушке А, вторую — для подключения к катушке B.

Шаг 4. Сборка стола гравера

Сборка стола гравера

Для сборки подвижного стола гравера я склеил механизмы шаговых двигателей, разместив их перпендикулярно друг другу. Основание стола сделано из ДСП.

Шаг 5. Сборка держателя для лазера

Сборка держателя для лазера

Установка держателя

Держатель для лазера собран из дерева. Модуль лазера крепится к нему кабельной стяжкой.

Шаг 6. Прикрепление лазера к держателю

Лазер, стол гравера и лазер, закреплённый на держателе

В этом проекте используется лазерный модуль мощностью 200-250 мВт (длина волны — 650 нм). Оптическая система этого модуля позволяет сфокусировать лазер на нужном расстоянии.

Для того чтобы обеспечить охлаждение гравера при его длительной работе — можно воспользоваться радиатором. Его можно купить или снять со старой материнской платы.

Шаг 7. Подключение электронных компонентов

Подключение электронных компонентов

Теперь нужно подключить к Arduino плату расширения. К ней надо подключить контроллеры шаговых двигателей, шаговые двигатели, лазер и блок питания.

Шаг 8. Загрузка и установка Benbox Laser Engraver, Arduino IDE и драйвера CH340

Материалы Benbox Laser Engraver

Теперь пришло время загрузить и установить необходимое ПО. В частности, нам нужны следующие программы:

Benbox Laser Engraver 3.7.99.
Arduino IDE.
Драйвер CH340 для Arduino (входит в состав дистрибутива Benbox Laser Engraver).

После установки программного обеспечения нужно перезагрузить компьютер и подключить Arduino к компьютеру по USB.

Шаг 9. Установка прошивки для Arduino Nano

Окно обновления прошивки

Теперь в окне Benbox Laser Engraver нужно нажать на кнопку с изображением молнии (она находится в верхнем ряду кнопок, справа). Далее, в появившемся окне надо выбрать подходящий COM-порт, выбрать устройство (UNO(328p)) и указать путь к .hex-файлу прошивки. Теперь надо нажать на кнопку с галочкой. После успешного завершения прошивки Arduino в заголовке окна появится зелёная галочка.

Шаг 10. Настройка параметров Benbox Laser Engraver

Настройка параметров программы

Теперь нужно настроить параметры гравера. Для этого надо нажать на синюю кнопку меню, которая находится в правом верхнем углу окна программы. Потом, для открытия списка параметров, надо щёлкнуть по кнопке с изображением стрелки, направленной вправо. Далее, надо заполнить список параметров так, как показано на предыдущем рисунке.

После этого надо щёлкнуть по кнопке со стрелкой, направленной влево, и выбрать порт, к которому подключён гравер.

Выбор порта

Шаг 11. Первый сеанс гравировки

Создание простого изображения для проверки работы системы

Начальная точка гравировки (0, 0) отмечена маркером, который выглядит на рисунке как красная дуга. Он находится в левом верхнем углу рабочего поля программы. При проверке правильности работы системы можно нарисовать в рабочем поле какую-нибудь простую фигуру, воспользовавшись инструментами, находящимися в левой части окна программы. После того, как изображение готово, запустить гравировку можно, нажав на зелёную кнопку со стрелкой, расположенную в верхней панели инструментов. Но перед этим надо сфокусировать луч лазера.

Шаг 12. Работа с гравером

Если у вас получилось всё то, о чём мы говорили выше, это значит, что теперь у вас есть собственный лазерный гравер.