3D打印激光雕刻機DIY圖解

第1步：物料清單

這是我購買的產(chǎn)品清單：

1x鋁型材2020擠壓，長度1 m

2x鋁型材2040擠壓，長度1 m

1x axel 8mm直徑，長度約44cm

4x鋁制角接頭及相應(yīng)的螺母和螺栓

1 x批滑動螺母（我買它的批次是20個。你不要全部使用它們。）

12x尼龍輪23毫米（內(nèi)部尺寸5毫米）專門用于使用的型材

1個滾珠軸承，22毫米外，8毫米內(nèi)部

2x GT2皮帶輪，8mm孔，用于6 mm寬皮帶（20齒）

1x GT2皮帶輪，5mm孔，用于6 mm寬皮帶（20齒）

1x柔性軸耦合器5 mm - 8 mm

2米GT2同步帶6mm

2x NEMA17步進電機（1.8度/步，4.0 kg/cm）42BYGHW609L20P1X2，或simular

2x步進電機電纜，1米（如果您要使用電纜導(dǎo)管，則需要更長的電纜）

4x限位開關(guān)，孔距10 mm（印刷安裝板用于此距離）

1x Aduino Nano

2x帶散熱器的StepStick DRV8825步進驅(qū)動器

12x m6 x 30 mm螺栓

8x m5 x 30 mm螺栓，螺母和墊圈

4x m5 x 55 mm螺栓，螺母和墊圈

4x m3 xn mm（其中n是取決于m3孔深度的值）電機和7毫米板厚+長度（長距離公交車）

4x m3 xn mm（其中n是取決于電機中m3孔深度和7 mm板厚的值）

一些m4還需要用于皮帶支架和限位開關(guān)安裝板的螺栓

：

1x電容器100uF

1x電阻器220歐姆

1x led

1x按鈕（電機釋放開關(guān)）

1x合適的面包板

1x 12 V電源或適配器提供足夠的安培。

1x TTL激光器，最好等于或大于500 mW。更高的功率可以很好地縮短雕刻時間！我使用的是2 W激光，確實很好。

當(dāng)你做面包板時：

1x原型板/PCB玻璃纖維（34x52孔/9x15cm） ）（或制作蝕刻的PCB）

1x插頭插頭2.1 x 5.5 mm插口（將焊接在PCB上并且適配器插頭插入的部件）

要打印的東西：

LE3腳

LE3測試口徑中央距離支撐輪LE3

LE3滾珠軸承口徑21.5 22 22.5 mm

LE3距離公交車

LE3電機和對面

LE3 laser_motor holder

LE3皮帶支架20x40框架

LE3限位開關(guān)安裝板20x40框架

LE3電纜夾20x40框架

如果需要：

LE3電纜安裝座和PCB安裝

第2步：STL打印文件

第3步：3D打印部件

這些都是印刷品

第4步：您需要的工具

您需要的大多數(shù)硬件可能都在您的工作室中，例如：

Plyers

螺絲刀

烙鐵

Tieraps

絲錐和模具

卡尺

真的不多。但最重要的是擁有或有權(quán)使用3D打印機。

第5步：準備工作

按以下長度切割型材：

2020型材：每件37厘米2件

2040型材：2件55厘米，每件1件42厘米。

你可以用鋼鋸看到型材但是如果你有機會使用工業(yè)微調(diào)鋸（就像我做的那樣），你必須使用它。結(jié)果要好得多。

現(xiàn)在你有5個框架。見 pic。 1

接下來要做的是在所有2040個配置文件中點擊M6線程。見 pic。 2

這些實際上是您必須做的唯一準備工作。

步驟6：主框架

將主框架放在一起簡單直接前進（圖1和2）。完成后你就可以很好地了解它的大小。

之后打印腳，“ LE3腳” （圖3），鉆出6毫米的孔，然后用8米6的螺栓將它們用螺栓固定在框架上。

正如你所看到的那樣，我沒有打印出一個完全厚重但一側(cè)空心的零件。這節(jié)省了大量的燈絲和印刷時間，而且非常強大！光滑的一面進出（圖4）對于堅固沒有任何區(qū)別，這是一個美容選擇。

第7步：確保打印正確，并且將載體放在一起

確定打印機的打印精度非常重要。為此，我制作了一些測試口徑：

這樣做：

打印“ LE3 距離巴士“（白色 pic.2 ）

打印” LE3測試口徑中央距離支撐輪“和” LE3 滾珠軸承機芯“

用5 mm鉆頭鉆出輪軸（5mm螺栓）的孔

留在 PIC。 1 是一種測試口徑，用于確定滾珠孔必須打印多大才能讓它貼合。有三種不同的尺寸：21.5，22和22.5毫米。這些是印刷設(shè)計中的價值觀。軸承最合適的孔（你需要用力將它放入）是你需要的。

右邊你看到了測試導(dǎo)輪之間距離的口徑。重要的是2040框架和車輪之間沒有游隙。你可以用這個口徑來解決這個問題。只需將5個螺栓和墊片固定在三個輪子上，然后嘗試在框架移動的距離（58或59 mm）內(nèi)通過車輪產(chǎn)生一些阻力。

注意：

我使用了22.5毫米的球軸孔和58毫米的輪距。這對我來說非常適合。如果這些值對您不起作用，那么您必須修改設(shè)計。

確定正確的尺寸后，打印“ LE3 電機和對面“，首先鉆出兩個板上的孔。

把馬車放在一起（圖2）。

你需要2040框架，長42厘米，電機和支承板，4 m6螺栓，8 m5螺栓

鉆出孔：電機孔為3毫米，輪軸孔為5毫米，孔為6毫米，將板固定在型材上

螺栓其中一個板上的兩個上輪（在公共汽車和車輪之間使用5mm墊圈，車輪必須自由轉(zhuǎn)動?。?/p>

將這些車輪放在車架上時，組裝下兩個輪子

對另一側(cè)進行相同的操作（ pic.2 ，電機板在前面，軸承板在后面）

帶有4 m6螺栓的螺栓，板之間的2040框架

現(xiàn)在您可以移動托架了。如果你感覺到一些阻力就可以了，它會讓你覺得沒有游戲。電機足夠強大，可以處理。

這個程序集實際上是如何將這臺機器的其余部分放在一起的一般方法。從現(xiàn)在開始，我將不那么擴大，只會指出重要的事情。圖片也說很多。

步驟8：Axel和Motor

使用4條長途巴士將電機固定在板上（你必須弄清楚螺栓的長度，它取決于電機孔的深度）

將軸承放到位

將8毫米軸推入軸承，同時將8毫米滑輪和5毫米-8毫米柔性軸聯(lián)軸器放在軸上

將所有部件固定到位，使滑輪齒正好位于槽的上方框架

步驟9：激光/電機支架和皮帶

激光/馬達支架：

打印“ LE3 laser_motor holder ”

打印“ LE3皮帶支架20x40框架“

鉆出3.2 mm的皮帶支架并在孔中輕敲4mm螺紋

鉆出激光孔/馬達浩適當(dāng)?shù)闹睆?。激光器?cè)的額外孔用于安裝我尚未設(shè)計的通用激光安裝板。

完成激光/馬達支架的組裝

暫時取走托架的2040輪廓

將輪廓滑過車輪。如果你必須努力推動配置文件低谷，那就沒關(guān)系了。當(dāng)我將框架垂直于地面時，即使電機組裝完畢，重力也不會移動激光器/電機支架。

兩側(cè)放置皮帶架

再次將激光器/電機座放回原位。

在 pic上。 1 你可以看到它是如何放在一起的（圖片是在后期拍攝的。我忘了先制作一張）。 不要忘記公共汽車和車輪之間的墊圈！請不要介意激光，這只是一個測試組件。

皮帶。首先是激光支架中的一個：

將帶子帶到車輪下方和滑輪上，就像 pic一樣。 2

在皮帶支架下方的兩側(cè)引導(dǎo)皮帶（確保您有足夠的皮帶長度，以便您可以抓住兩側(cè)的皮帶）

在一側(cè)將皮帶支架盡可能地推到側(cè)面并固定螺栓（不要緊緊地將其緊固）

現(xiàn)在在另一側(cè)做同樣的操作并同時拉上皮帶和皮帶輪之間有合理的張力

對于滑架的兩條皮帶（圖3和4）做同樣的事情，但不同之處在于你只需要轉(zhuǎn)開一只腳（取下頂部螺栓并松開底部螺栓）并在一側(cè)插入兩個皮帶固定器?，F(xiàn)在您可以將另一個滑動到滑架下方另一側(cè)。還要確保在張緊兩個皮帶后，滑架完全成直角！

結(jié)果

PS。

如果您在較早階段打印皮帶支架，可以在裝配前將它們插入框架中。

步驟10：限位開關(guān)+支架

首次打?。?/p>

LE3限位開關(guān)安裝板20x40框架

LE3電纜夾20x40框架

在圖片上。在圖1和圖2中，您可以看到主機架上裝配的限位開關(guān)。它們之間的距離約為。 45厘米（38厘米雕刻距離+ 7厘米板寬）

在圖片上。 3和4限位開關(guān)在橫桿上，距離：36厘米（29 + 7）。裝配后檢查開關(guān)是否位置正確（沒有機械碰撞）。

現(xiàn)在所有的機械工作都已完成。

您可以連接開關(guān)并使用電纜夾將電線固定在橫向框架槽中。

步驟11：電子設(shè)備

Pic。 1 示意性地顯示了部件之間的連接

P ic。 2 面包板連接應(yīng)該如何。

的產(chǎn)品圖。 3和6 現(xiàn)實中的面包板

Pic。 4 我制作的原型板的電線側(cè)

Pic。 5 部分方面。注意Arduino，驅(qū)動板和所有電線連接的所有母頭連接。這些連接讓開關(guān)板（當(dāng)有必要時）變得更加容易。

我為9x15 cm原型板設(shè)計了moutning brakets，這樣你就可以將電路板固定到2020型材上。這些支架是“LE3電纜安裝和PCB安裝”打印文件的一部分（ pic.7和8 ）。

每個驅(qū)動板上有3個連接來控制步進分辨率：M0，M1和M2。通過這些連接，您可以根據(jù)如何將這些連接連接到+ 5V來確定步進分辨率。因為我已經(jīng)為兩個潛水員的3條線路中的每條線路制作了原型板跳線。它們位于 pic上的黃色圓圈中。 5.

使用這些跳線，您可以輕松設(shè)置步進分辨率：

M0 M1 M2分辨率

低低低滿

高低低半

低高低1/4

高高低1/8（這是我使用的設(shè)置

低低高1/16

高高高1/32

高位意味著：連接到+ 5V（閉合的跳線）。

你不會在面包板或原理圖上找到這些跳線，但是如果有必要的話，你可以自己實現(xiàn)它們。

您可以省略這些跳線并將步進分辨率永久設(shè)置為所需的步進分辨率。到目前為止，我還沒有改變跳線設(shè)置：1/8分辨率工作正常！

你也找不到 pic上的開關(guān)。 5 （右上角）。我已經(jīng)實現(xiàn)了這個開關(guān)，在Arduino板上的D12和D11之間切換，用于控制激光器。 M03和M04（Gcode）。但我發(fā)現(xiàn)，使用正確的程序，您不必再使用M03，所以我將其排除在計劃之外。相反，TTL線直接連接到D11（M04）。

Ps。

請注意，在scematics上，兩個連接器（5線和4線）是必需的我，因為我自己用一個單獨的冷卻風(fēng)扇來構(gòu)建我的激光系統(tǒng)。但是，如果你有一個激光模塊，你不想調(diào)節(jié)激光的功率。您只需要5線連接器的3條上線，電源應(yīng)來自激光器附帶的電源。

步驟12：軟件

用于以下目的的程序這個教學(xué)：

GRBL，版本1.1（arduino庫）

LaserGRBL.exe，用于將切片圖片或矢量圖形發(fā)送到雕刻機/切割器的程序

Inkscape，矢量繪圖程序

JTP激光工具V1.8，Inkscape為LaserGRBL制作Gcode文件所需的插件

Notepad ++

在互聯(lián)網(wǎng)上，您可以找到有關(guān)如何安裝，下載和使用這些程序的大量信息。

您要做的第一件事是更改 config.h 文件GRBL庫：

使用Notepad ++下載GRBL v1.1 open config.h后（您可以在GRBL目錄中找到 config.h ）

找到你在 pic上看到的行。 1，2和3 并根據(jù)圖片的右側(cè)部分更改它們（在圖片左側(cè)看到原始線條和右側(cè)更改的圖片）

保存文件

現(xiàn)在將GRBL庫加載到Arduino nano控制器中：

將Arduino連接到電腦

啟動Arduino程序

選擇草圖

選擇導(dǎo)入庫

選擇添加庫

轉(zhuǎn)到GRBL所在的目錄，然后在GRBL目錄（更改config.h文件的目錄）上單擊（ not open ）

單擊打開

忽略未解決的bla bla bla消息并關(guān)閉Arduino程序

轉(zhuǎn)到。.. GRBL/examples/grblUpload 目錄然后啟動 grblUpload.ino

現(xiàn)在Arduino程序啟動并開始編譯。完成后，忽略太少的內(nèi)存空間消息并關(guān)閉Arduino程序。

在此階段，Arduino板上裝有GRBL，并且Homing和限位開關(guān)的設(shè)置正確。/p》

現(xiàn)在你必須讓Arduino板上的GRBL知道你的雕刻師需要什么樣的速度，尺寸等等。

將你的Arduino連接到你的電腦

啟動 laserGRBL.exe

點擊連接按鈕（波特率字段旁邊）

類型發(fā)送命令字段中的$$ （在進度字段下方）并按［Enter］

根據(jù) pic上的列表更改值。 4 即可。只需在發(fā)送命令字段中輸入必須更改的行（在進度字段下方）。例如：鍵入$ 100 = 40 ［Enter］

對要更改的所有行重復(fù)此操作。

之后你可以再次輸入$$來查看或所有機會都是正確的

當(dāng)你執(zhí)行testrun時，見下文，你還需要調(diào)整數(shù)量轉(zhuǎn)向電機的電流。您可以在兩個踏板上轉(zhuǎn)動小修剪器來做到這一點，但在此之前斷開電路板的電源。 下載并閱讀踏板數(shù)據(jù)表！逐步調(diào)整修剪器，直到電機平穩(wěn)運行并且不會松動一個步驟。我的電路板上的修剪器大約向右轉(zhuǎn)3/4。

現(xiàn)在你可以測試雕刻師看到或所有的動作是否正常，非常重要！，如果限位開關(guān)正常工作。如果激活限位開關(guān)，機器將進入錯誤狀態(tài)。在laserGRBL中你可以閱讀如何解決基于軟件的，$ x或類似的東西，現(xiàn)在電機釋放開關(guān)派上用場：在錯誤狀態(tài)下，其中一個開關(guān)仍然可以激活，現(xiàn)在按下電動機釋放開關(guān)，將所需的滑架從開關(guān)上拉一下，將其松開?，F(xiàn)在您可以“重置”和“歸位”機器。

基本上您已準備好進行第一次校準運行。

步驟13：校準

以下程序是我的“快速，骯臟和便宜的激光雕刻機”的一部分的摘錄，可以指導(dǎo)并且可以如果您的雕刻輸出測量值存在偏差，請?zhí)峁椭?/p>

“對于100美元（x，步長/mm）和101美元（y，步長/mm）的校準，我做了以下：

我為100美元和101美元填寫了價值80左右

然后我畫了一個給定尺寸的正方形，比如在Inkscape中說25毫米并開始雕刻**

第一個結(jié)果不應(yīng)是尺寸合適的正方形，25x25mm。

從x軸開始：

讓我們說 A 是100美元的值， B 是$ 100（80）的值， C 是Inkscape（25）中的值， D 是您在雕刻方塊上測量的值（40 o r so）

然后 A = Bx（C/D）

在此示例中，$ 100的新值（ A ）是80x（25/40）= 80x0，625 = 50

你可以用y軸（$ 101）做同樣的事情。

結(jié)果相當(dāng)準確。如果你在x軸和y軸上使用完全相同的電機，皮帶和皮帶輪，那么$ 100和$ 101的值應(yīng)該是相同的。“

**如果在Inkscape中制作校準方塊，請使用 JTP激光工具V1.8 插件制作一個（矢量）Gcode文件，你可以加載到laserGRBL。確保你填寫M04開啟，M05關(guān)閉激光器在 JTP激光工具V1.8 插件！

步驟14：準備好了！

如果一切正常，你現(xiàn)在已經(jīng)雕刻了一個大小正好為25毫米的正方形。

現(xiàn)在你可以雕刻/剪切你喜歡的任何東西：灰度圖片，矢量圖，圖案到切割等。準確度很高！

pic.1 ，底部字符非常?。顺呱蟽蓷l線之間的距離為1mm）

pic.2，一些首次灰度結(jié)果。

PIC。 3 ，非常準確！

視頻顯示雕刻工作。

步驟15：最后一步

現(xiàn)在一切正常，您可以從電纜導(dǎo)軌和漂亮的PCB微調(diào)裝置開始。我已經(jīng)創(chuàng)建了一些電纜導(dǎo)向架，可以打印并用于連接電纜導(dǎo)向器（打印文件“LE3電纜安裝座和PCB安裝架”）。

如果您確實使用了電纜導(dǎo)管，那么1米長的電機電纜不夠長，您必須購買更長的電纜或制作電纜延長線（這就是我所做的）。在圖片上，您可以看到我如何使用電纜導(dǎo)向器（和安裝座）。而且說實話，電纜引導(dǎo)使得雕刻變得更加容易，因為您不必擔(dān)心燒壞的電纜或部件之間卡住的電纜等。