Доработка китайского лазерного гравера ЧПУ (Часть 1) В 

Гравировка на поверхности изделий позволяет повысить их ценность, придать уникальность, замаскировать дефекты и превратить обычную вещь в памятный подарок. Процесс создания гравировальных узоров заключается в удалении слоя материала с поверхности изделия. Рисунок формируется благодаря разной глубине и ширине получившихся выемок.

Методы гравировки

Существует несколько способов нанесения гравировки. Самый древний и традиционный — это ручной, с использованием разнообразных металлических инструментов. Он же считается и самым кропотливым, трудоемким и времязатратным. Чуть быстрее движется работа у тех мастеров, которые используют ручной электроинструмент — небольшую бормашинку со сменными насадками. Третий способ — гравировка на фрезерном станке — далеко обгоняет первые два по всем пунктам, от скорости выполнения работы до ее качества, но и он не идеален. Мелкие элементы рисунка фреза воспроизвести не в состоянии, точность работы хоть и высока, но не идеальна, инструмент приходится постоянно менять, заметные бочкообразные следы в месте прохождения резца.

Настоящей переворотом в искусстве поверхностного декорирования стало появление лазерных станков с программным управлением. Легкие и компактные, они с безупречной точностью и небывалой скоростью гравируют практически любые материалы и наносят на них изображения такой сложности, какую невозможно воспроизвести ни одним из вышеперечисленных методов. Единственным инструментом таких аппаратов служит сфокусированный в крохотную точку луч лазера, который не нужно затачивать, менять на более толстый, тонкий или другой по форме. Такой резак за доли секунды выжигает поверхностный слой на изделии, буквально на глазах создавая необходимый рисунок. Лазерному гравировальному станку под силу детально воспроизвести фотографию в высоком разрешении, шерсть животных, замысловатые орнаменты.

Этапы настройки лазерного аппарата

В силу большого количества преимуществ и широкого ценового диапазона именно лазерный станок и стал фаворитом по приобретению и использованию среди мастеров гравировального искусства.

Одним из достоинств таких аппаратов можно назвать простоту в сборке и эксплуатации, однако для того чтобы оборудование работало максимально качественно и производительно, его необходимо предварительно грамотно настроить. В первую очередь это касается системы отражающих зеркал, которые принимают выходящий из лазерной трубки поток частиц и передают его к выпуклой линзе. Последняя сводит луч до необходимого диаметра и фокусирует в нужной точке поверхности.

Юстировка луча лазерного оборудования

• Наклеить кружок из фанеры, картона или акрила на первое от газоразрядного излучателя зеркало и «выстрелить» в него лучом (диаметр мишени должен совпадать с рефлектором). Повторять операцию до тех пор, пока прожженный след не появится строго в центре. Регулировка достигается путем изменения положения зеркала по осям.
• Таким же образом, используя мишень и регулируя угол отражателя, настраивается второе зеркало.
• Большинство проблем возникает при юстировке третьего, расположенного на каретке, рефлектора, который принимает луч и передает его к линзе. Лазер в этом случае проходит вертикально, сквозь тубус, поэтому отцентровать его попадание на линзу затруднительно.

Для облегчения настройки можно поступить следующим образом:

• вырезать из акрила два круга и наклеить на них кусочки малярного скотча. Одна мишень должна соответствовать диаметру тубуса лазерной головки (сопло с него необходимо снять). Размеры второй должны совпадать с отверстием, в которое вставляется сам тубус;
• снять тубус с каретки и вынуть из него фокусирующую линзу;
• взять мишень, предназначенную для отверстия под тубус, и вставить в него, после чего запустить лазер в штатном режиме;
• регулировать юстировочные винты третьего отражателя до тех пор, пока не будет достигнуто точное попадание луча в центр круга;
• закрепить тубус без зеркала на свое место в каретке, предварительно выдвинув его на всю длину;
• повторить операцию с лучом и настройкой зеркала, точно также добиваясь получения отверстия строго в центре мишени (использовать ту, которая соответствует по диаметру);
• снова снять тубус и проверить центровку луча на первой мишени;
• повторять манипуляции до тех пор, пока отверстие от лазера на обоих кругах не будет находиться точно в центре.

Настройка параметров гравировки

Чтобы не испортить готовое изделие, необходимо предварительно настроить гравер для работы с материалом, из которого оно сделано. Для этого следует создать в графическом редакторе прямоугольник произвольной формы и отправить файл на станок. Регулируя параметры мощности луча и скорости его прохождения, добиться оптимальных показателей и сохранить результат для текущих и будущих задач.

Свежее:

• 

  Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.

• 

  Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.

Популярные категории товаров

Лазерные станки по фанереГазовый маркерВолоконный маркерЛазерные станки по деревуЛазерные станки ZerderЛазерный маркираторЛазерные станки по металлуЛазерные станки RabbitЛазерные станки для гравировкиЛазерные станки WATTSAN

4378

Эта страничка посвящена электронной части самодельного лазерного гравера, на библиотеке GRBL. Библиотеку GRBL я устанавливал на контроллер STM32f103c8t6 blue pill. Прошивка скомпиллирована для лазерного гравера, с возможностью парковаться в нулевой точке. Дело в том, что GRBL при нажатии на кнопку home вначале обнуляет координату по оси Z, но оси Z в лазерном гравере нет. Это делает проблематичной парковку, так как не найдя концевого выключателя, гравер выдаст ошибку или зависнет. В прошивке принудительно отключена поверка координаты по оси Z и парковка каретки осуществляется только по осям X иY. При использовании концевых выключателей, станок при запуске будет заблокирован, и ручное управление будет недоступно до тех пор, пока в порт не будет отправлена команда $H.

Программы, которые управляют лазерным гравером или станком с ЧПУ выводят эту команду на отдельную кнопку.

После отправки этой команды, лазерный гравер поедет в нулевую точку, до срабатывания концевых выключателей. Станок будет находить нулевую точку, а потом ограничивать свое движение по осям той величиной, которая указана у него в настройках. Конечно есть риск, что взбесившийся станок поедет до упора, и софт лимит не сработает, но нет и гарантии, что сработает хард лимит, если станок уже заглючило. В общем я решил не заморачиваться. Ставить 4 датчика нет смысла. Можно вообще их не ставить, чаще всего ноль выставляется вручную.

Саму прошивку вы найдете в архиве в конце странички. Инструкцию по прошивке контроллера см. в видео в конце странички, или вот здесь GRBL на STM32 STM32F103C8T6 Blue pill. я описывал один из способов. Схема подключения blue pill stm32f103c8t6 к моему самодельному лазерному граверу вот такая.

После сборки механики остается протянуть проводку, что куда и как тянуть смотрите видео. Данный лазерный гравер мне удалось запустить на скорости 20 000 мм в минуту при ускорении 10000. Правда для работы я снизил скорость и ускорения в 2 раза, так как рама слишком легкая и гравер мотался из стороны в сторону по полу при стартах и остановках.

Вообще данная библиотека рассматривалась ранее вот здесь GRBL на Blue pill. но там речь шла о контроллере станка с ЧПУ . Здесь же частный случай — самодельный лазерный гравер. Для Лазерного гравера я разработал печатную плату.

Саму плату вы найдете в архиве в конце странички. Печатная плата и схема подключения к ней выглядит вот так.

Настройки моего лазерного гравера вот такие вот.

Подробнее о настройке библиотеки GRBL можете прочесть здесь: Настройки библиотеки GRBL 1.1f

О механической части этого лазерного гравера я рассказывал здесь Лазерный гравер skeleton_cnc. Механическая часть. Там описание сборки, СТЛ файлы для 3д печати, и так же список всех деталей для заказа на алиэкспресе. Так же доступно видео с полной инструкцией по сборке механической части гравера.

Архив с печатной платой, СТЛ файлами корпуса электроники и прошивкой для лазерного гравера здесь r13-project.ru/files/arh/lasergraver02.zip

Плата STM32F103C8T6 Blue pill

http://ali.pub/3h37sk,

http://ali.pub/3h3841,

http://ali.pub/3h386y

Плата Stlink ST-Link V2

http://ali.pub/3h38sc

http://ali.pub/3h390i

Если не хотите приобретать отдельный программатор для STM32, то можно прошить вот таким вот переходником USB to UART

Я пользуюсь такими конверторами, и пока они меня не подводили.

http://ali.pub/3h3a28

http://ali.pub/3h3aiy

Если будут вопросы, то пишите на канале под видео или в группе в вконтакте. https://vk.com/public179183134

Ну и само видео по сборке и настройке электрической части лазерного гравера.

Юстировка лазерного станка – сложный процесс настройки работы агрегата, от которого зависит качество обработки деталей.

Лазерный станок – сложный комплекс, в который входит механическая система, электронная, оптическая.

Четко согласованная работа всех систем – необходимое условие изготовления качественной продукции. При эксплуатации станка элементы узлов подлежат износу, загрязнению, теряются их первичные характеристики. Возвратить нормальные показатели поможет настройка лазерного станка.

Процесс настройки лазерного станка

Настройка оптических узлов называется юстировкой.

Ошибки в настройках зеркал

Оптическая система станка нуждается в своевременном и тщательном уходе, так как дым и образующиеся газы оседают на зеркальную поверхность, и строгая геометрия отражения лучей нарушается. Соответственно, страдает качество обработки.

Признаки неправильной юстировки оптических узлов:

• кривые линии, выводимые при гравировке, имеют ступенчатый вид;
• маленькие точки теряют правильную округлую форму и становятся овальными;
• деформации светового пятна (в диаметре);
• рассеивание лучевого фокуса;
• по оси X рез происходит с отклонением.

Эти и другие признаки говорят о необходимости юстировки лазерного станка. Корректировка положения зеркал в большинстве случаев решает проблему.

Правила юстировки станка

Иногда неопытные пользователи пытаются настроить оптическую систему в зависимости от дефекта, поворачивая отдельное зеркало. Это неправильный подход, он способен только усугубить положение. Настройка лазерного станка должна производиться при строгом соблюдении последовательности этапов.

Очередность: начинается настройка с первого оптического узла, затем настраивается второй, последним регулируется третий.

При юстировке первого и второго оптического узла необязательно стремиться к попаданию луча точно в центр. Пусть он отражается с легким смещением на одной из половин зеркала. Затем его легко повернуть, чтобы след падал на другую половину, оставшуюся чистой после эксплуатации.

Лучевой след не должен гулять по зеркальной плоскости при ее перемещении по координате.

Схема юстировки станка

Третий оптический узел, размещенный вблизи тубуса с линзой, требует отражения луча точно по центру для вхождения его в линзу вертикально по отношению к рабочему столу. Отклонение от вертикальной плоскости спровоцирует увеличение длины линий заготовки и приведет к повреждению насадки излучателя из-за попадания луча на ее боковую стенку. Падает мощность лазера, происходит раздвоение.

Необходимо настроить точное горизонтальное положение рабочего стола станка, пользуясь регулировочными опорами. Периодический контроль надо проводить с помощью уровня.

Это правила классической настройки, предложенной производителем и дополненные пользователями. На зеркальную поверхность наклеивается скотч и производится «пристрелка» рабочим лазером. Способ не всегда удобен из-за опасности травмирования невидимым лучом. Мишени горят, дополнительно загрязняя зеркала. Существует более простой и безопасный способ – юстировка лазерного станка с лазерной указкой.

Подготовка к настройке

Метод основан на замене рабочего лазера лазерной указкой. Большие дорогостоящие станки оснащены встроенным красным, но диодным лазером для юстировки. В бюджетных моделях эту роль часто выполняет светодиодный модуль от указки.

Сначала указка разбирается, извлекается полезный элемент – лазерный модуль. Последующие действия:

1. Необходимо обеспечить питание светодиодного модуля, соединив его проводами с источником электроэнергии (содержится в указке).
2. На третье зеркало наклеивается скотч, держащая его каретка располагается на максимальном расстоянии от излучателя.
3. Включается рабочий лазер для получения на мишени отметки. Не требуется попадания отметки в центр скотча, важно присутствие следа от рабочего лазера.
4. Рабочий лазер выключается, мишень остается на месте. Подождав 10 минут до полного разряда конденсаторов, закрепляется светодиодный модуль в лазерной трубке, в головке излучателя. Фиксация должна обеспечить плотное вхождение без расшатывания. Следует обернуть модуль поролоном или вставить в пластиковую трубку.
5. По отметке, оставленной на мишени, контролируется точное совпадение луча вспомогательного модуля и рабочего лазера. Красный след от указки должен сходиться с прожженной отметкой.

Траектория красного луча, полученного от указки, хорошо видна. Он полностью безопасен и позволяет результативно вести настройку оптических узлов. По светодиодному лазеру настраивается и фокусирующая линза.

Схема свечения светодиодного лазера

Легче делать это в затемненном помещении, так как небольшая мощность луча не может эффективно преодолеть поглощение линзы.

Этапы юстировки

С полученным вспомогательным лучом настройка ведется обычным способом от первого оптического узла:

1. Сначала регулируется положение лазерной трубки. Мишень в виде скотча наклеивается на первое зеркало, неподвижное, настраивается положение трубки на попадание луча в центральную часть мишени.
2. Мишень устанавливается на второе зеркало для регулировки первого. Конечная цель – попадание метки в центр при расположении каретки на оси Y на разных расстояниях от неподвижного узла – минимальном, максимальном. Направление луча настраивается с помощью регулировочных винтов неподвижного зеркала.
3. Мишень-скотч наклеивается на третье зеркало. Аналогичным образом регулируется положение второго зеркала для попадания следа точно в центр. При этом на оси X третье зеркало выставляется в крайние положения для проверки точности попадания на разных полюсах. Независимо от расстояния след находится там же.
4. Третий оптический узел наиболее сложен для юстировки. Регулированием его винтов нужно добиться расположения лучевой метки в центре мишени, лежащей на рабочем столе. Расстояние до цели равно фокусному.
5. Круг мишени по диаметру совпадает с выходным соплом. Чтобы точно совместить контуры мишени и сопла, поверхность рабочего стола поднимается до контакта с соплом. Затем медленно опускается, сохраняя расположение мишени. Теперь надо производить регулировку винтов третьего зеркала.

Этапы юстировки

Такую настройку оптической системы несложно произвести, пользуясь рабочим лазером, но с соблюдением мер предосторожности.

Другой вид настройки станка – в обратном порядке начиная от третьего оптического узла. Затем точность произведенной юстировки контролируется повторным прохождением этапов от первого зеркала.

В результате простого и оригинального способа настройки оптики, особенно лазерного станка точность и качество обработки улучшатся, а мощность лазера возрастет.

Видео по теме: Юстировка лазерного резака

Используемые источники:

• https://infolaser.ru/stati/nastrojka-lazernogo-gravera/
• http://r13-project.ru/2020/02/26/%d0%bd%d0%b0%d1%81%d1%82%d1%80%d0%be%d0%b9%d0%ba%d0%b0-grbl-%d0%bb%d0%b0%d0%b7%d0%b5%d1%80%d0%bd%d0%be%d0%b3%d0%be-%d0%b3%d1%80%d0%b0%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%b0-%d0%bd%d0%b0-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%bc/
• https://promzn.ru/stanki-i-oborudovanie/yustirovka-lazernogo-stanka.html