من خلال النظر في آلات النقش بالليزر على aliexpress ، عثر السيد على العديد من الموديلات التي تعمل بـ USB. كان من المدهش أن يتمكنوا من الحفر على مواد مختلفة ، بالإضافة إلى قطع الأشكال والأنماط من الملصقات والورق ، والقيام بكل هذه القوة من 5V USB. لكن العيب في هذه النقوش كان لديهم مساحة عمل صغيرة ، في معظم الحالات فقط 40 مم × 40 مم.
ثم قرر السيد تصميم ونقش مستقل باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد للتصنيع. على طول الطريق ، قرر جعل حامل الليزر معياريًا بحيث يمكن استبدال الليزر بسهولة بقلم أو علامة. تمت إضافة وظيفة اتصال Bluetooth أيضًا.
المواصفات الفنية للنقش هي كما يلي:
- مساحة العمل 200 × 162 مم
-1000 ميجاوات وحدة الليزر
- يعمل من مصدر طاقة USB (5V)
-وظيفة التوجيه التلقائي
- اتصال Bluetooth بين آلة النقش بالليزر والكمبيوتر
- تحكم بالليزر PWM. (يساعد في إنشاء ظلال مختلفة من الأسود عند نقش الصور)
-102.4 خطوات لكل قرار مم
- يمكن للآلة النقش والقطع والرسم على مواد مختلفة
الأدوات والمواد:
- اردوينو UNO ؛
-لوحة التوسع.
- A4988 سائق السائر - 2 قطعة ؛
- 1000 ميجاوات وحدة الليزر.
- اردوينو نانو
- محول XL6009 Boost ؛
- LM8UU محامل خطية - 6 قطع ؛
بكرة - 4 قطع ؛
- قضبان قطرها 8 مم ، وطولها 300 مم - 4 قطع ؛
- وحدة IRF520 Mosfet ؛
- التتابع ؛
- مفاتيح الحد - 2 قطعة ؛
- محركات الخطوة 2 جهاز كمبيوتر شخصى.
- مغناطيس نيوديميوم 18 × 5 مم × 3 مم ؛
-30 * 30 ملم مروحة تبريد 5 فولت ؛
-حزام.
-HC-05 وحدة بلوتوث.
-SG90 محرك مؤازر ؛
محطات المسمار
-أنكمش أنبوب.
- Superglue.
-كابلات العلاقات ؛
-مثبتات
M3 30 مم
مسامير M3 12 مم
M4 40 مم
المكسرات M3
المكسرات M4
- خشب رقائقي 8 مم 48 × 42 سم ؛
5 مم لوح أكريليك شفاف 22 × 22 سم ؛
- كابل MicroUSB ؛
- نفايات الورق.
-ناديل.
- مفك البراغي ؛
- ملحقات لحام.
- زردية ؛
- مقص.
- كماشة.
-الكمبيوتر مع البرمجيات.
الخطوة الأولى: التصميم
بدأ المعالج بتصميم قاعدة وحامل المحور Y. ولأن الحوامل تتكون من مكونين متطابقين ، فإن وظيفة المرآة في Fusion 360 جعلت العمل أسهل. تم استخدام وظيفة المرآة عدة مرات في تطوير آلة النقش بالليزر.على عكس برامج CAD الأخرى ، فإن إحدى الميزات الرائعة لـ Fusion 360 هي أنه يسمح لك بإنشاء مكونات متعددة على شاشة واحدة مع رابط لمكونات أخرى ، أي النموذج يمكن تصميمها وتجميعها.
يعتمد ارتفاع أدلة المحور X على الطول البؤري لليزر المستخدم. تحتاج فقط إلى التأكد من أن ارتفاع الليزر في هذا النطاق. يمكن إجراء التركيز النهائي لشعاع الليزر عن طريق ضبط العدسة على الليزر.
يسمح لك Fusion 360 أيضًا باختيار شكل المواد ومكوناتها لجعل التصميم النهائي يبدو حقيقيًا. يتيح لك البرنامج تحويل المكونات المطورة وحفظها مباشرة بتنسيق STL للطباعة ثلاثية الأبعاد.
أدناه يمكنك تنزيل ملف Fusion 360 مع مشروع النقش.
النقش بالليزر v16.f3d
الخطوة الثانية: الطباعة ثلاثية الأبعاد
ثم يبدأ المعالج في طباعة التفاصيل. تم تصميم جميع الأجزاء بطريقة يمكن طباعتها بسهولة في طابعة ثلاثية الأبعاد بدون دعم.
يقوم المعالج بطباعة التفاصيل على طابعة TEVO 3D.
المواد: PLA (Dark Green)
ارتفاع الطبقة: 0.3 مم
حشوة: 30٪
سمك الجدار: 0.8 مم
سمك أعلى / أسفل: 0.9 مم
يمكن تنزيل ملفات الطباعة بالنقر فوق هذا الرابط.
الخطوة الثالثة: تجميع المحور ص
ينصح المعالج بفتح ملف بناء Fusion 360 PC قبل التجميع. هذا يساعد على جعل عملية البناء أكثر قابلية للفهم.
يقوم المعالج بتثبيت القضبان والمحامل الخطية. تم تصميم السيد لتجنب أجزاء اللصق ، أي النوبة ضيقة. يجب ملء القضبان في المقعد بمطرقة.
بعد التجميع ، تأكد من أن حامل الخراطيش يتحرك بحرية.
الخطوة الرابعة: سطح المكتب
يتم حفر حفرة على ورقة الاكريليك. قم بتثبيت الورقة على حامل الخراطيش ويضبط حواف الورقة موازية تمامًا لحواف حامل الخراطيش. علامات وتدريبات أربعة فتحات متصاعدة. مسامير الاكريليك للحمل.
الخطوة الخامسة: المحور X
ثم يقوم السيد بجمع المحور X ، وطبع الدليل للمحور ، حيث تبين أن الأدلة التي اشتراها معيبة. وفقا له ، بعد الطحن والتشحيم ، لا تعمل هذه الأدلة أسوأ من الأدلة التي تم شراؤها.
الخطوة السادسة: إعادة صياغة محرك أحادي القطب 28BYJ-48 إلى ثنائي القطب
هناك سببان رئيسيان لحاجتك إلى تحويل محرك أحادي القطب إلى محرك ثنائي القطب.
إن خوارزمية التحكم في المحرك ثنائي القطب باستخدام A4988 محرك السائر أبسط من التحكم في محرك أحادي القطب
تدعم لوحة التمدد محركات السائر ثنائية القطب فقط.
يمكنك إعادة تشكيل المحرك في ثلاث خطوات.
افتح العلبة البلاستيكية الزرقاء ، وافصل السلك الأحمر عن اللوح ، كما هو موضح في الصورة الأولى.
الآن تحتاج إلى إتلاف المسار ، كما في الصورة الثانية وتغيير الأسلاك في الكتلة ، كما في الصورة الثالثة.
الخطوة السابعة: تركيب المحرك ، البكرة ، الحزام
يثبت المحرك. على العمود ، يؤمن المحرك بكرة. يتم ضبط البكرة الثانية على الجانب الآخر من المحرك. يربط نهاية الحزام بالعلاقات. يمر الطرف الثاني من الحزام من خلال البكرات ويثبت أيضا.
الخطوة الثامنة: التأسيس
القاعدة مصنوعة من الخشب الرقائقي. بالنسبة له ، يعلق السيد المحور X.
الخطوة التاسعة: المحور ص
يجمع المحور ص وهذه خطوة صعبة.
قم بتجميع حامل البكرة باستخدام حامل البكرة ذات المحور Y ، والبكرة ، ومسمار / صواميل M4 مقاس 40 مم وغسالات معدنية كما هو موضح في الصورتين الأوليين.
الآن قم بربط أحد طرفي حزام التوقيت بإحدى الفتحات الموجودة أسفل حامل المحور ص.
مرر النهاية الحرة للحزام من خلال مجموعة البكرة التي صنعتها في وقت سابق ، ثم ثبته في الأخدود الثاني الموجود أسفل حامل المحور ص.
بعد اكتمال هذه الخطوات الثلاث ، تحتاج إلى ربط مجموعة المحور Y بقاعدة الخشب الرقائقي.
قم بتوصيل محرك السائر بمحرك المحرك Y- باستخدام مسامير وصواميل 12 مم M3.
الآن قم بتثبيت حامل بكرة المحور Y ومحرك المحرك على قاعدة الخشب الرقائقي.افعل ذلك بعد تعديل كلا الجانبين للحصول على شد الحزام الصحيح. سيتم إضافة موتر الحزام لاحقًا.
الخطوة العاشرة: وحدة الليزر
كما هو موضح ، في المواصفات ، نفذت الآلة استبدالًا سريعًا لوحدة الليزر مع وحدات تنفيذية أخرى. لهذا ، صنع السيد جزأين مستطيلين (أغطية). يتم تثبيت ست مغناطيس نيوديميوم في كل منها. يتم إرفاق غطاء واحد بالمحور X ، ووحدة الليزر متصلة بالأخرى.
يتم تركيب الأسلاك على النحو التالي.
+ و - ترتبط أجهزة الليزر بـ V + و V- ، على التوالي ، من وحدة MOSFET. يتم توصيل الطاقة بـ VCC و GND على التوالي. يتم توصيل سلك الإشارة بدبوس الإشارة الخاص بوحدة MOSFET.
الخطوة الحادية عشر: راسمة
يجمع راسمة. بمجرد طباعة كلا الجزأين ، يقوم المعلم بتلميع الطائرات التي تكون على اتصال ببعضها البعض ، وتنعيمها بملف وورق صنفرة حتى ينزلق كلا الجزئين مع القليل من الاحتكاك.
الآن يضيق براغي M3 مقاس 40 مم ويضبط الياي.
محرك سيرفو ومحطات وأردوينو العصي كما هو موضح في الصورة.
هنا اردوينو يتم استخدام nano لتحويل إشارات التحكم بالليزر إلى إشارات PWM يمكنها قيادة محرك صغير.
يتم توصيله على النحو التالي:
+5 فولت - فين
-5 فولت - GND
إشارة - D10
قوة مؤازرة + ve - 5V
- مضاعفات الطاقة - GND
إشارة مؤازرة - D3
ثم يتم تحميل الرمز.
# تشمل مضاعفات myservo ؛
إعداد باطل ()
{
myservo.attach (3) ؛
pinMode [10 ، INPUT] ؛
}}
حلقة فارغة ()
{
if (digitalRead (10) == HIGH)
{
myservo.write (20) ؛
}}
آخر
{
myservo.write (60) ؛
}}
}}
الخطوة الثانية عشرة: التثبيت
التثبيت وفقًا للمخطط.
تم تعيين محول دفعة إلى 12V.
يتم تثبيت Arduino في وحدة توسيع CNC.
يتم لصق المروحة بالفتحة المقدمة لذلك بمادة لاصقة تذوب الساخنة.
تمت إضافة شريط LED لكل من المظهر ومؤشر الطاقة.
يتم ثمل العلبة المطبوعة على الخشب الرقائقي.
يتم استخدام صفائح أكريليك شفافة بسماكة 87 × 75 مم 2 مم كغطاء للجسم. يمكن إدخالها من خلال الأخدود المقدم لها على جانب واحد من السكن.
يتم إرفاق مفاتيح الحد بحيث يتم الضغط على الزر 3 مم قبل تصادم محامل كل عربة مع أصحاب الجر.
الأسلاك الخاصة بالمحركات والمفاتيح الحدية ممدودة وعزل التوصيلات.
يتم لصق الأسلاك بقاعدة الخشب الرقائقي باستخدام superglue.
هنا ، يتم استخدام محول التعزيز فقط لتشغيل رقائق محرك المحرك A4988. يستهلك كل محرك 150 مللي أمبير فقط من التيار.
الخطوة الثالثة عشر: وحدة بلوتوث
يتصاعد وحدة بلوتوث.
لإرسال واستقبال البيانات أو ، في هذه الحالة ، رموز G عبر وحدة بلوتوث HC05 ، يجب عليك أولاً تكوين الوحدة.
قم بتوصيل وحدة HC05 بـ Arduino Uno ، كما هو موضح في الشكل الأول.
قم بتنزيل الكود المرفق بهذه الخطوة إلى Arduino.
BLUE_P.ino
الآن أدخل الرموز الموضحة في الصورة الثانية.
بعد الانتهاء من الإعدادات ، افصل وحدة HC05 من Arduino التي استخدمتها للبرمجة ، واتصل بـ Arduino CNC Shield وفقًا لمخطط الدائرة في الصورة الثالثة.
الخطوة الرابعة عشرة: الرمز والإعداد
بالنسبة إلى آلة الليزر ، يقوم المعلم بتنزيل الرمز.
GRBL.zip
يعد ليزر GRBL واحدًا من أفضل اللافتات المجانية لرموز G للنقش بالليزر. يمكنه نقل رموز G مباشرة إلى Arduino من خلال منفذ سوم. يحتوي على أداة مدمجة لتحويل الصور إلى رموز G.
يجب أن تتم جميع الإعدادات كما في الصورة ، مع مراعاة ما يلي:
قم بتثبيت منفذ سمك السلور الذي يتصل به حفارة الليزر.
يمكن تغيير قيم التكوين لتلائم حفارةك بشكل أفضل.
الخطوة الخامسة عشر: الاختبار
بعد توصيل الليزر ، حان الوقت للتحقق من دقته.
هناك بعض الأشياء التي يجب التحقق منها:
هل المحوران X و Y يتحركان في الاتجاه الصحيح؟
هل تعمل الزحف بشكل صحيح؟
هل يتخطى المحرك الخطوات بسبب الاحتكاك العالي أو الأحزمة الضيقة جدًا.
هل تتوافق أحجام الصور المطبوعة مع الأحجام الموضحة في البرنامج. هل يتوافق عدد الخطوات لكل مم مع محرك السائر المستخدم.
يمكن تعديل شد الحزام باستخدام الموتر. اقلب المزلاج حتى يتحقق الشد الصحيح.
للتحقق مما إذا كان المحرك يحتوي على خطوات والأبعاد الصحيحة ، قم بإخراج شكل هندسي مستمر بسيط ، على سبيل المثال ، مربع أو مثلث أو دائرة. إذا بدأ الليزر من نقطة واحدة وتوقف بشكل مثالي عند نفس النقطة ، فهذا يعني أن الليزر لم يفوت خطوة واحدة ويعمل بشكل مثالي. بعد طباعة المثلث أو المربع ، قم بقياس حجمه يدويًا باستخدام المسطرة وتحقق مما إذا كان يطابق الأبعاد التي حددتها.
وفقا للسيد ، فهو راض تماما عن الجهاز.
يمكن نقشها على مواد مختلفة ، مثل الخشب والكرتون والجلود والبلاستيك ، إلخ.
نظرًا لأن المحرك يحتوي على حوالي 102 خطوة لكل مم ، يمكن عمل نقوش صغيرة بتفاصيل دقيقة.
عملت الحفارة بدون مشاكل على مزود طاقة USB.
