Grabador láser de bricolaje con ahorros de 30 rublos

Grabador láser casero: cómo hacer un grabador CNC en Arduino con tus propias manos

Después de numerosos intentos, obtuve un grabador láser de bricolaje en Arduino, confiable y agradable de usar.

La potencia máxima es de 3 watts, pero yo suelo correr a 2 watts para ahorrar el diodo láser. Para ser honesto, la diferencia entre 2 y 3 vatios prácticamente no se nota.

Módulo láser con cables y lente de vidrio

En este artículo, mostraré lo que se puede ensamblar con un mínimo de materiales y casi sin gastar.
Creo que ya está familiarizado con GRBL (un programa Arduino de código abierto para máquinas de fresado, grabado y corte por láser), el editor Inkscape y cómo crear archivos Gcode.

No describiré la electrónica en detalle, este artículo no contendrá información completa, tal vez en el futuro revelaré algunos puntos con más detalle. Admito completamente que no brindé suficiente información para ensamblar el grabador CNC fácilmente la primera vez.

  • Archivos STL listos para imprimir
  • Programa GRBL para mi configuración
  • Complemento de grabador láser que uso para Inkscape
  • un archivo con un cálculo del costo de las piezas. Casi todos se pueden pedir en Aliexpress
  • Archivos EAGLE para crear un módulo con un diodo mosfet para indicar el encendido y apagado del grabador

Para la impresión de PCB, recomiendo el servicio OSH Park.

Paso 1

Tomamos dos ejes lineales y cuatro pinzas para ellos.

Paso 2

  1. Arreglamos los ejes en dos pinzas.
  2. Tomamos cuatro rodamientos lineales cerrados en la carcasa.

Paso 3

Ponemos dos cojinetes en los ejes y fijamos los ejes en las dos pinzas restantes.

Paso 4

Preparamos planchas para la cortadora láser (portacarros).

Paso 5

Arreglamos las placas en los cojinetes.
Utilizamos tornillos M4 de 16 mm.

Paso 6

Tomamos dos ejes lineales más, pinzas para ellos, tornillos M5 de 20 mm con tuercas.
Montamos las pinzas en los soportes del carro.

Paso 7

Montamos los ejes lineales en las pinzas en los soportes, este es el eje X, y verificamos el recorrido del rodamiento a lo largo de los ejes inferiores, este es el eje Y.

Prepare dos rodamientos sellados, 8 tornillos M4 de 16 mm y un pedalier impreso en 3D.
Desmonte el eje X, coloque los cojinetes y el carro en los ejes lineales y vuelva a fijar las pinzas.

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Paso 8

Ahora montamos la estructura sobre una losa de madera. Los movimientos deben ser precisos y seguros.
Desafortunadamente, no se tomaron fotos para esta etapa.

Paso 9

Arreglamos dos motores eléctricos en el eje Y con soportes impresos en una impresora 3D.
Para ello, utilice tornillos M3 de 10 mm.
Apriete los tornillos asegurándose de que estén alineados.

Paso 10

Transmisión por correa del eje Y

Montar los tensores y atornillarlos a la plataforma (para ello llevar tornillos de 5 mm con tuercas).

Paso 11

Prepare los soportes de la correa y los tornillos M3 de 25 mm.
Cuando coloque las correas en el eje Y, tenga paciencia, es un trabajo bastante difícil.

Paso 12

Instalación del motor en el eje x

En realidad, podría haberse hecho antes.

En nuestro caso, hacemos lo siguiente:

  • afloje un poco los tornillos para levantar el carro
  • instalar el motor debajo del carro
  • atornillarlo con tornillos M3

Paso 13

Transmisión por correa en el eje X

Inserte un tornillo M3 en el orificio de la pieza impresa en una impresora 4D, el plástico es lo suficientemente suave para esto.
Coloque la polea en el tornillo M4 y fije el tensor al dispositivo.
No se han tomado fotografías de esta etapa.

Paso 14

Portacinturones en el eje X

  1. Prepare los componentes para el soporte del cinturón.
  2. Inserte tornillos M3 en los orificios de las piezas como se muestra en la imagen.
  3. En los 2 orificios restantes, inserte también los tornillos (foto del siguiente paso).
  4. Vuelva a instalar los soportes del cinturón.

Paso 15

Paso 16

Instale el soporte del cable.

Paso 17

  • 3 motores
  • Escudo CNC
  • 11 puentes (generalmente incluidos con el escudo)
  • placa arduino
  1. configure los puentes como se muestra en la foto 2. Esto configurará los motores en el micropaso 16 y clonará el eje Y en A.
  2. conecte las unidades a la placa Arduino.

Paso 18

Electrónica: disipador de calor del motor paso a paso

Necesitas un radiador, sin él el motor se saltará pasos.

Paso 19

Electrónica: soldar conectores a cables de motor

Puede comprar conectores prefabricados y conectar los motores al escudo CNC, pero tendrá que esperar la entrega y no es tan fácil.

Prefiero comprar conectores hembra a hembra confeccionados, cortarlos en dos partes y soldarlos con un escudo .

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Paso 20

Es hora de una prueba:

  • conectar los motores al escudo CNC
  • conectar la alimentación
  • sube GRBL a Arduino y haz que el mecanismo se mueva

Si el mecanismo funciona, es hora de pasar al siguiente paso.

Paso 21

Instalación de la montura láser

  • Montura láser impresa en 3D
  • 4 tornillos M3 con tuercas
  • radiador
  • módulo láser

El disipador térmico no debe entrar en contacto con la montura láser, ya que es de plástico y el disipador térmico se calienta mucho.

Paso 22

Instalación del soporte del ventilador

  • Soporte de ventilador impreso en 3D
  • 4 tornillos M4
  • ventilador

Ahora haz lo siguiente:

  1. taladre 4 agujeros en el soporte
  2. insertar tornillos en los agujeros
  3. arreglar el ventilador

Paso 23

El estuche cortado con láser se hizo usando el programa en línea MakerCase.

Paso 24

Paso 25

Modifiqué el montaje del ventilador para una mejor refrigeración, se adjunta el archivo STL. Simplemente imprima la montura en 3D y reemplace la montura antigua con ella.

Paso 26

He reforzado el eje y para aumentar la precisión en él. También noté que el eje x resultó ser más preciso y no puedo encontrar una razón para esto.
La ganancia no funciona muy bien, pero después de eso, un motor es suficiente para el funcionamiento normal a lo largo del eje Y, por lo que eliminé el motor izquierdo.

Una nueva prueba mostró que después de los cambios, el trabajo en el eje Y se volvió tan preciso como en el eje X.
Recomiendo esta actualización.

Te digo cómo hacer cualquier cosa con fotos paso a paso e instrucciones en video.

GRABADOR LASER 2500 mW MANOS PROPIAS

En un artículo anterior, describí la experiencia de ensamblar y configurar un grabador a partir de un kit chino. Después de trabajar con el dispositivo, me di cuenta de que sería útil en mi laboratorio. La tarea está establecida, la resolveré.

Hay dos soluciones en el horizonte: solicitar un kit en China y desarrollar su propio diseño.

FALLOS DE DISEÑO CON ALIEXPRESS

Como escribí en el artículo anterior, el conjunto resultó ser bastante eficiente. La práctica de trabajar con la máquina reveló los siguientes defectos de diseño:

  1. Mal diseño del carro. En el video del artículo anterior, esto es claramente visible.
  2. Los rodillos de las unidades móviles se montan en los paneles con tornillos M5 y se conectan al panel por un solo lado. Al mismo tiempo, no importa cómo apriete los tornillos, hay una reacción.
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PARTES PLÁSTICAS

Dado que el marco del perfil de la máquina herramienta es bastante digno, fue posible eliminar las deficiencias identificadas mediante el procesamiento de piezas de plástico.

Describí bastante bien el soporte del láser en un artículo anterior. También agregué un detalle adicional al diseño, conectando los cuatro rodillos en los paneles derecho e izquierdo. El detalle permitió eliminar la holgura al mover los paneles.

Todas las piezas tienen formas bastante simples y no requieren soportes ni otras dificultades de impresión.

El conjunto de piezas de plástico en la tienda en línea es ligeramente diferente al presentado en el artículo: se presentan piezas modernizadas. Casquillos reforzados para rodillos, topes de tuerca añadidos.

Los modelos de piezas de plástico del artículo están disponibles para imprimir:

DEMOSTRACIÓN DE TRABAJO

El trabajo del grabador y su aspecto pueden apreciarse en el siguiente vídeo.

DISEÑO DE GRABADOR

El bastidor de la grabadora está construido sobre un perfil de aluminio de máquina herramienta 20×40. Las piezas que llevan las partes móviles del grabador están hechas en una impresora 3D. Las partes móviles se mueven sobre rodillos estándar. El carro que transporta el módulo láser le permite ajustar la altura del láser sobre el escritorio, lo que le permite enfocar la potencia del rayo láser en un rango bastante amplio.

El montaje de la estructura se muestra en formato PDF 3D.

MONTAJE

El diseño es muy simple. Por esta razón, mucho tiempo y tormento para el montaje no desaparecerán si sigue la secuencia de montaje recomendada.

PASO 1. MARCO

Como se ha descrito anteriormente, el marco se construye a partir de un perfil estructural de 20×40. Las esquinas internas se utilizan para torcer el perfil.

En las partes más largas, en los orificios centrales de los extremos, se corta un hilo para montar las patas y los paneles laterales (de longitud media).

El marco está torcido en las esquinas, con partes cortas hacia adentro. En esta etapa, no apriete completamente los tornillos; es mejor hacerlo después de instalar las patas.

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Las patas se fijan con tornillos en cuatro puntos. Esto se hace para que el marco se ensamble sin posibles distorsiones.

Primero debe asegurar las cuatro patas, nuevamente sin apretar completamente los sujetadores.

¡Ahora necesitas encontrar la superficie más uniforme! Configure todos los detalles de tal manera que el marco “se mantenga” firme, sin jugar en la superficie.

Estiramos todos los sujetadores, comenzando desde las esquinas internas y controlando las posibles distorsiones con un cuadrado.

PASO 2. PANEL DERECHO

Antes de montar el panel derecho, se debe instalar un acoplamiento flexible en el eje del motor.

Luego, debe atornillar el motor paso a paso a través de un espaciador de plástico.

La posición de la salida del cable y el espaciador son claramente visibles en la siguiente figura.

PASO 3. PANEL IZQUIERDO

Para ensamblar el panel izquierdo, solo necesita presionar el cojinete en el orificio.

Traté de eliminar la operación de pegado. Para hacer esto, “deje salir una ola” a lo largo de la superficie del orificio para instalar el rodamiento. Por esta razón, es necesario empujar el rodamiento con fuerza.

PASO 4. MONTAJE DEL PANEL IZQUIERDO

Las siguientes piezas son necesarias para la instalación.

Primero necesitas instalar los rodillos superiores.

Luego instale el ensamblaje en el perfil.

Y fije los rodillos inferiores. La figura muestra claramente que los orificios de montaje de los tornillos para sujetar los rodillos tienen una carrera de varios milímetros. Esto se hace para que los rodillos superior e inferior puedan juntarse bien en el perfil, eliminando el juego. Lo único es que debe actuar con cuidado y no apretar demasiado. En este caso, el motor paso a paso requerirá una fuerza excesiva para mover los paneles.

PASO 5. MONTAJE DEL PANEL DERECHO

Las siguientes piezas son necesarias para la instalación.

Primero necesitas instalar los rodillos superiores.

Luego instale el conjunto en el perfil e instale los rodillos inferiores. La instalación adicional es idéntica a la instalación del panel izquierdo.

Después de apretar los tornillos, deberá verificar el progreso del panel. Debe moverse con bastante facilidad y, al mismo tiempo, no debe haber contragolpe.

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PASO 6. MONTAJE DEL CARRO GUÍA

Ambos paneles se utilizan en este diseño para transmitir movimiento a lo largo del eje Y. Para no utilizar 2 motores paso a paso, el par se transmite al panel izquierdo a través de un eje de 5 mm de diámetro. Después de preparar los detalles, comencemos.

Primero, el eje de conexión se instala y sujeta con los tornillos de bloqueo del acoplamiento flexible.

Al instalar, asegúrese de no olvidar las poleas. No hay necesidad de sujetarlos con fuerza en este momento. Se requerirá ajuste al apretar los cinturones.

PASO 7. CARRO

El montaje del carro se trata en detalle en un artículo anterior.

El montaje no es difícil.

PASO 8. MONTAJE DEL CARRO AL CARRIL

Primero necesitas recolectar todas las partes necesarias.

Todas las operaciones de montaje son idénticas a las operaciones de montaje en panel.

PASO 9. INSTALE LAS CORREAS

Las correas se aprietan con tornillos debajo de las tuercas de perfil. Deberá cortar 3 cinturones en su lugar y preparar sujetadores.

Para empezar, el borde del cinturón se encuentra en el nicho del perfil con el diente hacia abajo. Después de eso, se instala la tuerca. Se necesitará algo de fuerza para instalar la tuerca.

Mientras tensa la correa, deberá establecer la posición de la polea. La polea se ajusta de modo que la correa roce lo menos posible contra las caras laterales de la polea a lo largo del recorrido.

Para instalar la correa guía del carro, es mejor levantarla como se muestra en la figura a continuación, ya que aún es mejor instalar las tuercas en el nicho desde el extremo.

Después de que la guía se baje a un lugar regular.

Antes de apretar la segunda “cola” del cinturón, asegúrese de que el cinturón esté lo suficientemente apretado.

Esto completa el montaje de la mecánica.

CONTROLADOR

Planeo preparar una descripción de los controladores para controlar el grabador en un artículo separado. ¡Sigue las publicaciones!

KIT DE MONTAJE Y GRABADOR LÁSER LLAVE EN MANO

Desde diciembre de 2017, los juegos de piezas para el grabador láser descrito en el artículo están disponibles en la tienda en línea. La información está disponible en la tienda en línea.

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Reparaciones de bricolaje
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