Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Приспособления » Станки » Как собрать станок ЧПУ с углекислотным лазером (CO2)

    Как собрать станок ЧПУ с углекислотным лазером (CO2)





    В этой инструкции студент из Германии с ником Vulcaman расскажет и покажет нам, как можно построить собственный станок ЧПУ с углекислотным лазером, менее чем за 1000 евро.

    Как нам говорит Википедия: Углекислотный лазер, лазер на углекислом газе (CO2-лазер) — один из первых типов газовых лазеров. На начало XXI века — один из самых мощных лазеров с непрерывным излучением с КПД, достигающим 20 %.

    Углекислотный лазер используется для гравировки резины и пластика, резки органического стекла и металлов, сварки металлов, в том числе металлов с очень высокой теплопроводностью, таких как алюминий и латунь.


    Инструменты и материалы:
    -Различные слесарные инструменты;
    -Паяльные принадлежности;
    -Акрил;
    -Станок-донор K40;
    -3D-принтер;
    -Станок ЧПУ для резки алюминиевых деталей;


    Алюминиевый профиль 5 мм паз I-типа*
    810 мм 20x20 мм - 4 шт
    460 мм 20x20 мм - 4 шт
    205 мм 20x20 мм - 4 шт
    695 мм 20x20 мм - 6 шт
    790 мм 20x20 мм - 1 шт
    669 мм 20x20 мм - 2 шт
    63 мм 20x20 мм - 6 шт
    50 мм 20x20 мм - 2 шт
    83 мм 20x20 мм - 2 шт
    370 мм 20x 40 мм - 2 шт
    695 мм 20x 40 мм - 1 шт
    460 мм 20x 40 мм - 2 шт
    Весь профиль приобретался по размерам здесь

    Для получения точных результатов нужен жесткий X / Y-порт. Мастер использовал линейные направляющие MGN9, которые устанавливались на алюминиевые профили. Трансмиссия осуществляется с помощью ремней GT2 10 мм.
    — Линейная направляющая MGN9 350 мм — 2 шт;
    — Линейный рельс 650 мм MGN9 1 шт;
    — Линейная направляющая MGN9 Н — 5 шт;
    — Ремень GT2-10мм 10 м;
    — Шкив GT2 20 зубьев Ширина 10 мм Диаметр 5 мм — 1- шт;
    — Шкив GT2 без зуба Ширина 10 мм Диаметр 5 мм — 10 шт;
    — Шкив 20T 10 мм GT2 — 3 шт;
    — Пневматический амортизатор 20N Gasspring — 2 шт;
    — Держатель стержня SK12 — 8 шт;
    — Подшипник линейный LMK12UU — 4 шт;
    — Линейный стержень D12мм x 117 мм — 4 шт;
    — Стержень с резьбой M5 100 мм — 2 шт;
    Мастер использовал лазерный источник мощностью 40 Вт. Длина трубки 40 Вт составляет всего 700 мм, поэтому она идеально впишется в корпус 810?500 мм. Для фокусирующей линзы вам понадобится тип 12 мм. Крепление лазера также имеет встроенную пневмоподушку.
    — Лазерная трубка CO2 40 Вт 700 мм;
    — 3?20 мм зеркало + 1?12 мм линза + держатель;
    Электроника станка основана на плате Cohension3D Mini.
    — Блок питания для лазера 40 Вт;
    — Электропитание 250 Вт / 48 В;
    — Источник питания 24 В / 24 Вт;
    — Силовой контактор 24 В;
    — Реле PILZ PNOZ X1 — 2 шт;
    — Бесконтактный переключатель PILZ PSEN 1.1p-20;
    — DIN рейка;
    — Драйвер мотора DM556 5,6A — 3 шт;
    — Плата контроллера Cohension 3DMini 32Bit;
    — Аварийный выключатель;
    — OV5648 USB модуль камеры 1080p 120 градусов;
    — Распределительный шкаф;
    — Шаговый двигатель 40 мм NEMA17 2,0 A;



    Шаг первый: технические характеристики и история создания станка
    Три года назад студент купил свой первый лазер CO2, K40. Эта машина не совсем оправдала его ожиданий. Он был ограничен в размере гравировки, механические компоненты не очень хорошо сделаны, и работать с таким лазером было небезопасно.

    Тогда он решил сделать свой собственный CO2-лазер, обладающий профессиональными возможностями, безопасностью и простотой в эксплуатации. Однако лазер должен иметь такую же площадь основания, что и K40, с учетом установки его в мастерскую площадью 8 м².
    От идеи до рабочего станка у него ушло четыре месяца.

    Дизайн станка R-LASER 6020 с открытым исходным кодом. Таким образом, можно получите все файлы САПР, необходимые для его изготовления бесплатно, исключая коммерческое использование.

    Мастер предупреждает: опасно работать с CO2-лазером и сетевым напряжением.

    Технические характеристики R-LASER 6020:
    - Источник лазера CO2 мощностью 40 Вт
    - Рабочая зона: 600x230 мм
    - Скорость гравировки: 1000 мм / с
    - Регулируемый Z-образный стол
    - Поддержка камеры
    - Поддержка программного обеспечения Lightburn
    - промышленный дизайн


    Шаг второй: материалы и чертежи для резки
    В процессе изготовления потребуются листы из алюминия, фрезерованные на станке с ЧПУ.


    Все критически важные детали, такие как X / Y-портал и все компоненты лазера, были сделаны из алюминия. Детали фрезерованы из листового металла толщиной 4 мм / 6 мм.

    Для корпуса он использовал алюминий-дибонд, потому что он полностью блокирует лазер CO2. Даже сфокусированный луч не может прорезать этот материал.

    Большинство деталей были вырезаны из алюминия-дибонда толщиной 3 мм окрашенного в белый цвет.
    Две боковые панели корпуса были вырезаны из 6 мм листа.

    Окно верхней двери выполнено из оргстекла толщиной 6 мм.
    Он попытался свести к минимуму использование деталей, напечатанных на 3D-принтере, а где печать была необходима, она выполнялась нитью PLA.



    Все файлы для печати, резки можно скачать здесь.

    В качестве программного обеспечения используется Lightburn, который будет поддерживать плату Cohension3D Mini Board и многие другие. Это программное обеспечение имеет все функции, необходимые для продуктивной работы с лазерным резаком. Скачать его можно здесь.

    Шаг третий: изготовление рамы
    Основная рама изготовлена из алюминиевых профилей. Все крепления шаговых двигателей были вырезаны из алюминия толщиной 4 мм, чтобы обеспечить жесткое соединение между рамой и двигателями, даже когда двигатели нагреваются.



    Теперь нужно установить пластины. Пластины имеют вентиляционные отверстия, чтобы отводить дым, образующийся при резке.



    Шаг четвертый: установка осей X / Y , двигателей, направляющих
    Ось Z реализована с помощью стержней диаметром 12 мм. Для правильного соединения между осью Z и основной рамой мастер использовал стандартные держатели штанги SK12.

    После того, как все внутренние алюминиевые пластины установлены, нужно установить шаговые двигатели NEMA17 и шкивы для оси Y. Здесь нужно будет соединить 350-миллиметровую линейную направляющую MGN9 с экструзией 20x40 мм основной рамы.

    Теперь нужно соединить ось X с осью Y. Соединение между осями X и Y обеспечивается двумя 6-миллиметровыми алюминиевыми переходными пластинами.


    Двигатель оси Х крепится к левой 6-миллиметровой алюминиевой пластине.

    Перед тем как установить пластину для оси X, нужно прикрепить к ней все шкивы. Используйте несколько шайб, чтобы обеспечить расстояние 1-2 мм.

    Как собрать станок ЧПУ с углекислотным лазером (CO2)


    Каретка X - ключевой компонент для хорошей гравировки.
    Мастер постарался сделать каретку как можно более легкой и жесткой. Она сделана из алюминия толщиной 6 мм.

    Теперь вы можете установить направляющие, ремни, проставки для левой и правой стороны оси X.


    Шаг пятый: ось Z
    В качестве рабочего стола мастер использует алюминиевую пластину Honeycomp 10 мм. Пластина устанавливается на алюминиевую пластину толщиной 4 мм.

    Линейные подшипники LMK12UU прикреплены к алюминиевой пластине толщиной 4 мм.


    Устанавливает собранный стол на станок.

    Шаг шестой: отвод паров
    Чтобы отвадить пары, которые образовываются при резке / гравировке, был сделан короб с вентиляционными отверстиями.



    Шаг седьмой: верхняя крышка
    Для верхней крышки было вырезано окно из оргстекла толщиной 6 мм.



    Верхняя дверь сделана из алюминия толщиной 3 мм. Окно идеально устанавливается в него. Петли тоже самодельные из алюминия толщиной 6 мм.




    Шаг восьмой: дополнительный корпус
    В этом корпусе будут размещаться: силовой шкаф, воздушный клапан, водяное охлаждение, ящики для аксессуаров




    Шаг девятый: установка оборудования
    Устанавливает шкаф и подводит от него кабеля и трубки.




    На крышку устанавливает концевой выключатель. Дверной выключатель - один из ключевых моментов техники безопасности. Переключатель будет непосредственно выключать лазер, когда дверь открыта.



    Для прокладки кабелей устанавливаются кабель-каналы, распечатанные на 3D-принтере.





    Шаг десятый: лазерная трубку
    Лазерная трубка - основной компонент лазерного резака. В проекте была использована трубка мощностью 40 Вт от старого лазера K40.
    Крепление трубки к основной раме осуществляется с помощью алюминиевых пластин толщиной 4 мм.






    Шаг одиннадцатый: задняя и боковые панели
    Теперь можно установить заднюю панель лазерного резака. На задней панели есть гнездо для электропитания, клемма заземления и алюминиевое крепление для вытяжного вентилятора. Воронка для вытяжного вентилятора подходит к трубке 160 мм.






    Левая боковая пластина изготовлена из 6 мм алюминия. В ней устанавливается USB-разъем и быстроразъемное соединение для компрессора.




    Правая боковая панель закрывает только механику.




    Шаг двенадцатый: электрика
    Электрику мастер собирает в силовом шкафу.

    Электронику станка можно разделить на разные группы:
    1. Цепи безопасности
    В цепи есть два реле безопасности PILZ X1. Одно реле используется для аварийного выключения. Если нажать аварийный выключатель, силовой контактор отключит основное напряжение. Другое реле безопасности используется для верхней крышки и отключает лазер, когда дверь открыта.

    2. Распределение электроэнергии
    Для распределения питания требуемых напряжений для лазера (230 В переменного тока, 24 В постоянного тока, 48 В постоянного тока) были установлены DIN-рейки и клеммные колодки.

    3. Драйвер двигателя
    Для шаговых двигателей NEMA17 мастер использовал драйверы DM556 5,6A 48V. Благодаря высокому напряжению 48 В удалось достичь высоких скоростей до 1000 мм / с.

    4. Источники питания
    В качестве источников питания он использовал 48 В 250 Вт для двигателей NEMA17 и стандартный источник питания 40 Вт для лазерной трубки CO2. Напряжение 24 В для платы Cohension3D также генерируется источником питания для CO2-лазера.

    5. Cohension3D Mini
    В качестве основного контроллера применяется плата Cohension3D Mini от старого лазера K40. Эта плата поддерживает Smoothieware как микропрограммное обеспечение и все функции Lightburn. В дополнение к основному контроллеру мастер также создал специальный контроллер для оси Z.






    Шаг тринадцатый: Z-контроллер
    Готовый Z-Controller имеет следующие параметры:
    - Входное напряжение 24 В
    -Рабочее напряжение 3,3 В - 5 В
    -Регулируемая частота шага DIP-переключателями от 2,5 до 25 кГц
    -STM32-микроконтроллер

    Файл для изготовления платы можно скачать здесь.
    Детали для платы:

    Количество Описание Имя на плате

    10x Резистор 1к 0805 R1-R10
    3x Резистор 150 Ом 0805 R11-, R12, R13
    3x Светодиод Красный 0805 D1, D2, D3
    3x AO3400 N-канальный полевой МОП-транзистор Q1, Q2, Q3
    2x Конденсатор 100 нФ 0805 C1, C2
    1x SN74HC08 ДИП-14 U2
    1x SN74HC32 ДИП-14 U3
    1x Понижающий модуль (настроен на 5 В) U1
    1x STM32F103C8T6 BP1
    10x Клеммная колодка 2P 5,08 мм J2-J11
    1x 3-позиционный DIP-переключатель SW1



    Шаг четырнадцатый: программирование
    Для программирования понадобится программатор ST-Link.
    1. Загрузите «Утилиту STM32 ST-LINK»:
    можно скачать программное обеспечение здесь
    2. Установите и откройте «Утилиту STM32 ST-LINK»
    3. Теперь откройте файл Z-Controller.hex в утилите ST-Link: После этого нужно подключить STM32 «BluePill» к ST-Link-V2. После подключения нажать кнопку «Подключиться к кнопке traget».

    Наконец нажмите «Загрузить». Теперь STM32 можно прошить..
    Schematic.pdf




    Шаг четырнадцатый: камера
    Чтобы включить одну из самых крутых функций Lightburn, нужно будет установить камеру и настроить ее, как написано здесь. Тогда можно нанести на карту гравировальное поле с его изображением, и согласовать работу с лазером.

    Камера установлена в прорези окна. USB-кабель от камеры прикреплен к алюминиевым профилям верхней дверцы.






    Все готово.

    Мастер предупреждает: Лазер СО2 мощностью 40 Вт - это не игрушка! Всегда надевайте сертифицированные лазерные очки, когда работаете с ними! 
    Он использует Laservision R02T1D01.


    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Самодельный барабанно-шлифовальный станок

    Ленточный шлифовальный станок своими руками

    5.5
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    5.5
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    5.5
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 5.5 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

    Добавить комментарий

    2 комментария
    pogranec Автор
    Гость Юрий,
    Похоже от статейки оставили 25%  
    Статью не резал. Все важное, что написал сам самодельщик оставил.
    В комментариях к статье есть подобный вашему вопрос
    Я действительно ничего не видел в подключении лазера. Блок питания и лазер идут в комплекте с инструкциями или мне просто нужно подключать провода, пока он не заработает? С механикой все просто. 
    и ответ мастера
    «... Однако создавайте это только в том случае, если вы точно знаете, что вам нужно делать! Работа с CO2-лазером и сетевым напряжением опасна! Вот почему я документирую конфигурацию электроники не так подробно, как механическая установка. ... " 



    Гость Юрий
    ОООООчень жаль, что "мастер" опустил монтаж, настройку и систему охлаждения ЗЕРКАЛ и трубки,  а также калибровку в канале дюзы. Канал луча ОТКРЫТЫЙ!!! дым от резки будет мешать....Похоже от статейки оставили 25% stop

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии