Поворотная ось для лазерного станка своими руками
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 04.10.2024
Привет, Хабр! Сегодня расскажу о своем лазерном станке для резки фанеры и гравировки кожи. Цель была как всегда – максимум функционала за минимум денег).
Несмотря на экономию средств, на контроллере было решено не экономить – во-первых, Руида многозадачна, по сравнению со всякими М2 и прочими платами управления, что означает минимум танцев с бубном при подготовке файла на обработку. Во-вторых, Руида автономна, она позволяет работать без компьютера, перенося файлы только на флешке и позволяя менять режимы обработки силами самого контроллера. Что немаловажно при работе на балконе).
В-третьих, если я вдруг решу собрать более серьезный станок с огромной и мощной трубкой – у меня уже будет взрослый контроллер. На этот контроллер есть очень подробный даташит, и собрать вокруг нее станок под конкретные задачи не составляет труда.
Трубка 40вт, чего хватает не спеша, но с приемлемым качеством резать 3-4 мм фанеру. Более мощные трубы длиннее, и уже просто не поместятся на балконе). На этапе сборки и наладки никак не мог добиться прорезания даже 3 мм фанеры. В итоге высоковольтный разряд пробил заднее зеркало резонатора, мода луча раздвоилась и труба отправилась в гараж на эксперименты. Как выяснилось потом, выходное сопло головки экранировало часть луча, решилось рассверливанием сопла. Сейчас стоит уже вторая трубка, тоже 40 вт, и на 30 процентах мощности она гарантированно прорезает 4 мм фанеру на скорости 10 мм/с.
Корпус станка сделан из ДСП, заказан в виде щитов у мебельщиков и собран с помощью мебельной же фурнитуры. Корпус изначально был спроектирован в мебельной программе Pro100.
Для вытяжки изначально был применен канальный вентилятор диаметром 100 мм, но его производительности не хватало при резке фанеры – в отличие от гравировки это весьма дымный процесс, и мощности вентилятора не хватало для нормального движения воздуха через зону реза. Поэтому данный вентилятор был заменен улиткой от печки переднеприводных жигулей. Чтоб ее запитать в конструкции появился дополнительный блок питания ATX на 12вольт. Также эта улитка была подключена через регулятор оборотов и включается и выключается независимо от станка – это нужно чтобы можно было менять производительность вытяжки в зависимости от выполняемых работ и не высасывать понапрасну теплый воздух с балкона, работая зимой. Иногда после окончания работ в корпусе остается задымление, тогда я оставляю поработать улитку на какое-то время уже после завершения станком выполнения задания.
В качестве помпы трудится электропомпа газели, запитана от того же 12 вольтового блока питания, что и вытяжка. Система охлаждения представлят собой ведро на 15л, в которое погружен заборный патрубок помпы, сюда же подведена обратка от трубки. Для контроля за температурой в ведро погружен датчик термометра. Летом охлаждение осуществляется с помощью замороженных полторашек с водой, зимой подогрев – с помощью аквариумного подогревателя. И подогрев, и охлаждение нужно включать заранее, но т.к. емкость системы охлаждения около 10 литров, то в среднем за час охлаждающая жидкость и зимой и летом набирает необходимую для работы температуру. По этой же причине включение и выключение помпы осуществляется независимо от станка.
Вместо сотового стола применил гвоздевую доску из строймагазина. Циркуляция воздуха внутри станка сделана таким образом, чтобы воздух двигался сквозь короб от передней стенки к задней, обдувая деталь снизу и сверху. На фото видны воздухозаборные отверстия снизу корпуса, через них же удобно выметать мелкие обрезки фанеры после работы.
Компрессор – от советского холодильника, без ресивера, управляется через реле, розетка на 220в для управляемой станком внешней нагрузки выведена на боковину корпуса. В ней напряжение появляется только когда этого требует контроллер. Минусы – не регулируется давление, плюсы – тихий, неубиваемый. Есть мысль спарить два таких компрессора на общем ресивере, с манометром, реле давления, всей необходимой арматурой. Получится вполне производительный и почти бесшумный агрегат.
Всего на постройку было потрачено около 45 тыс. рублей, за эти деньги получился станок с рабочим полем 50х50 см, мощностью 40 вт и оснащенный многозадачным промышленным лазерным контроллером.
Фото с этапов строительства:
Компрессор от холодильника:
Бутылка на выходе — маслоотделитель.
Каретка крупным планом:
Привод портала, левая сторона с зеркалодержателем:
С откинутыми крышками:
Внутрянка:
Схема подключения:
Немного фото готовых изделий:
П.С. Отдельная благодарность выражается моей жене за то, что достойно переносила все тяготы и лишения жизни с техногиком, пока я использовал квартиру в качестве мастерской и лаборатории и даже иногда позволял себе делать пробные резы без вытяжки…:-)
Из того же мебельного ламината, что и в при изготовлении основания станка ЧПУ, делаю заготовки для оси X. Врезаю подшипники и матирую ведущий вал. По аналогии делаю ответную часть для перемещения каретки станка. Направляющие все также использую мебельные. Закрепил небольшой прямоугольник из термоплиты на направляющие и к ответной части ведущего вала. Ось X готова.
Установил лазерный модуль. Запустил тестовое гравирования и выявил кучу недостатков:
1. Вал при монтаже погнул. При вращения вала каретка колеблется и гравирование по оси X происходит неровное.
2. Подшипники нудно было устанавливать с снаружи, а не внутри. Если сильно затянуть фиксирующие гайки вал выгибает.
3. Вал М8 очень хлипкий.
Этот механизм поможет в работе с лазерным гравером, когда требуется обработка цилиндрических поверхностей. Подключается он вместо мотора по оси-Y. После чего в настройки GRBL контроллера необходимо внести коррективы шагов на миллиметр, чтобы геометрия гравировки оставалась правильной. Я постарался эту оснастку выполнить максимально невысокой, чтобы работа была комфортной. Шаговый двигатель используется Nema 14, его габариты 35х35 мм, это и есть высота самого устройства. Эти же двигатели я использовал в проекте самого лазерного гравера, с которым, возможно Вы уже успели познакомиться. На всякий случай ссылка на проект и там же ссылки на его модификации - Laser Engraver by Perinski
Для использования данного приспособления необходимо установить лазерный гравер гораздо выше, чем он используется для плоских поверхностей. К примеру можно вырезать кубики из деревянного бруска необходимой высоты, либо подложить под ножки станка подручные объекты, которые покажутся Вам удобными в работе. Уверен с этой задачей справитесь и без моих наставлений.
Также в данную конструкцию добавлена регулировка расстояния между ведущими валами, что позволяет обработку цилиндрических поверхностей разного диаметра. Регулировка осуществляется при помощи ручек, которые перемещают слайдер одного из валов внутри боковых стоек.
Крышку отсека слайдера я вначале хотел сделать съемную, но это повлекло за собой множество технических сложностей связанных в первую очередь с габаритами, и в конце-концов я решил установить ее на клей. Ведь там не требуется особого сервиса. Разве что можно смазать специальной смазкой, которая не оказывает агрессивного воздействия на пластик, для этой операции есть доступ через прорезь.
Еще хочу обратить внимание на конструкцию замков, которые используются для фиксации трубок соединяющих боковые основания. Я уже не раз применял такие замки, и они мне показались весьма удобными. Вот к примеру в конструкции галтовщика они же использованы - Rotary Tumbler by Perinski. Принцип этого соединения давно известен, и не я его придумал. В основе его лежит расклинивание внутри трубы при зажатии винта. Уверен на картинке все предельно понятно. Но при желании можно просто приклеить эпоксидной смолой.
И да, эту оснастку можно использовать практически с любым другим лазерным гравером, а длина самой конструкции также может быть увеличена в зависимости от необходимости. Я же сделал габариты такими, которые нужны были мне. В общем дерзайте!
Все материалы добавляются пользователями. При копировании необходимо указывать ссылку на источник.
Читайте также: