Пиропринтер своими руками на ардуино
Если вы спросите любого, кто увлекается DIY, о чем они мечтают больше всего, шансы довольно высоки, что они скажут либо 3D принтер, либо лазерный резак / гравер. Лазерный выжигатель по дереву очень классная штука, так же, как и 3D принтер.
Два года назад я просматривал видео и журналы, когда наткнулся на интересную статью о лазерном гравере. С того времени я серьезно хотел одну из этих машин. Я искал его пару раз на eBay и Amazon, но они стоили слишком дорого. Однако теперь, цены дошли до того уровня, когда они доступны для энтузиастов DIY.
В конце концов я получил 5500mW Laser Engraver.
Пирограф ЧПУ имеет следующие особенности:
- Может гравировать на деревянной поверхности, пластиковой, бамбуке, резине и коже.
- Резать бумагу, пену и тонкую кожу.
- Зона гравировки: 15см x 20см
- Работает под управлением Arduino Nano
- Совместим с Open Source Software
- Рабочая мощность: 5500 мВт
Несмотря на то, что комплект для сборки пришел довольно давно, только сейчас у меня выдалось свободное время. В этой инструкции я хочу поделиться с вами опытом по сборке выжигателя ЧПУ своими руками, рассказать о его применении и что вы можете с ним сделать. Надеюсь эта информация будет полезна для многих.
Настройка и отладка ЧПУ-выжигателя
Настройка станка с ЧПУ начинается с установки УП. Она загружается в готовом виде с внешнего носителя (дискет, флешек, магнитных лент). Программа размещается в карте памяти, на жестком диске компьютера или твердотельном накопителе. Одной из лучших программ для ЧПУ-выжигателя является Pyroprinter, адаптированная под Windows XP, 7, 8, 10.
Для программирования станка на конкретную операцию надо загрузить изображение (картинку), которую необходимо выжечь на заготовке. Графический файл предварительно переводится в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber. Процесс программирования контролируется по монитору. Команды на перемещение инструмента УП подает в форме G и М-кодов, понятных для прибора. В УП Pyroprinter контроллер на базе Arduino Nano V3 отвечает за микроперемещение до 4 координат одновременно и даёт стабильную скорость перемещения 10 м/мин при 20 шагах/мм.
Настройка и отладка станка обеспечивается строго в соответствии с инструкцией. В процессе настройки на экране отображается необходимая информация, указывающая, какими клавишами надо пользоваться. При необходимости можно корректировать переносимое изображение.
Выжигатели с ЧПУ позволяют создавать оригинальные рисунки и надписи на поверхности разных материалов и переносить на заготовки целые картины и портреты. Нужное изображение заводится в компьютер, а далее прибор воспроизводит его на поверхности изделия. При работе не требуются художественные навыки, но необходим эстетический вкус.
Сборка станка с ЧПУ
- Из фанеры своими руками выпиливаем два квадрата размерами 370 х 370 мм для боковых стенок, один 340 х 370 мм для задней и один 90 х 340 мм для передней стенки.
- Стенки станка с ЧПУ своими руками скрепляются саморезами через заранее проделанные дрелью отверстия с расстоянием до края 6 мм.
- Направляющие по Y-оси — уголки из дюраля. Чтобы прикрепить их к боковым стенкам в 30 мм от дна корпуса делается шпунт 2 мм. Благодаря шпунту направляющие устанавливаются ровно и не перекашиваются. Уголки прикручиваются сквозь центральную поверхность саморезами. Длина направляющих составляет 340 мм. Такие направляющие служат до 350 часов работы, после чего необходимо поменять их.
- Рабочая поверхность выполняется из уголков 140 мм длиной. Снизу на болты крепится один подшипник 608, сверху два. Важно выдержать соосность, чтобы столешница перемещалась без напряжения и перекосов.
- В 50 мм от дна проделывается выход для двигателя Y-оси диаметром 22 миллиметра. Для подшипника опоры винта хода в передней стенке просверливается отверстие 7 миллиметров.
- Винт хода сделаем своими руками из припасенной строительной шпильки, с мотором он взаимодействует посредством самодельной муфты (подробно об изготовлении ниже).
- В удлиненной гайке М8 проделываются винтовые отверстия поперечником 2,5 миллиметра с резьбой М3. На нее гайка закрутится на ось.
- Х-ось сделаем из направляющих из стали, которые найдутся в корпусе принтера. Там же берутся и каретки, которые надевают на оси.
- С изготовлением Z-оси придется повозиться. Ее основание делается из фанеры №6. Направляющие поперечником 8 мм изымаем из принтера. Фанерные элементы фиксируются между собой клеем ПВА, в которые на эпоксидную смолу вклеиваются подшипники линейные или снять с кареток втулки. Сделаем еще одну ходовую гайку по уже известному алгоритму.
- Вместо шпинделя в станке с ЧПУ будет установлен дремель с держателем из кронштейна для доски. Снизу проделывается отверстие поперечником 19 миллиметров для выхода дремеля. Фиксируется кронштейн на саморезы к основанию Z-оси в заранее подготовленные отверстия.
- Опоры для каретки Z-оси делается из фанеры: основание 15 х 9 см, нижняя и верхняя стороны 9 х 5 см. Посередине верхушки делается отверстие для подшипника опоры. Под направляющие также просверливаются выходы.
- Итоговый шаг — сборка Z-оси с кронштейном дремеля и монтаж в корпус станка.
направляющие станка с ЧПУ
держатель для осей Z
кронштейн для Z-оси
каретка Z-оси
Изготовление муфты
муфта из резинового шланга и фланцев
Муфта гасит вибрацию, идущую от винта хода. Это позволяет сберечь подшипники шагового электромотора и продлить ему жизнь. Кроме этого, самодельная муфта нивелирует несоответствие осей винта хода и мотора.
Самый удобный и простой вариант изготовления муфты своими руками — это с помощью прочного резинового шланга. Подбирается шланг с поперечником внутри равным диаметру оси мотора. Надеваем конец шланга на шкив мотора и приклеиваем или крепим муфтой. Другой конец шланга также крепим к винту хода. Как правило, диаметр винта больше, чем внутренний поперечник шланга. Но благодаря толстым стенкам его можно немного рассверлить. Облегчает работу жидкое мыло, которое не позволяет сверлу вязнуть в резине.
Второй способ чуть более сложный: вместо резинового шланга своими руками берем газовый с резиновой оплеткой. Оплетку можно аккуратно припаять на фланцы, в которые будут вставляться ходовой винт и шкив мотора.
И самый практичный вариант: установить фланцы на резиновую трубку высокого давления. Таким способом можно очень крепко зафиксировать все необходимые устройства, самодельная муфта отлично гасит вибрацию. Сделать фланцы можно на токарном станке с ЧПУ или заказать в мастерской.
Оборудование для пирографии
В сети уже немало статей, где подробно сравниваются разные аппараты для выжигания. Более того, есть и руководства для тех, кто хочет собрать пирограф самостоятельно. Я не буду вдаваться в технические подробности и расскажу о различиях с точки зрения пользователя. Не каждый в конце концов сунется внутрь менять транзисторы и схемы, зато рука от неудобной ручки устаёт у всех одинаково.
Моим первым пирографом был очаровательный советский аппарат, миссия которого, подозреваю, была в том, чтобы ребенок какое-то время тихо сопел над какой-нибудь деревяшкой и никому не мешал. Наконечником ему служила проволока, но негативным образом на изобразительные способности прибора это никак не влияло. Грелся и жёг он тоже хорошо. Тогда я, конечно, об этом не задумывалась, но это единственное, что я о нём помню. Несколько лет назад им что-то выжигал мой брат, кажется, у него это даже получилось, весьма неплохо.
Второй подход к пирографии случился после покупки какого-то тайваньского паяльника в одном известном магазине для рукоделия и пары липовых дощечек. Отсутствие блока питания делало прибор достаточно компактным, а сменные насадки разной формы его авторитет в моих глазах повышали ещё больше. Ещё бы, после этой советской проволоки. Пользоваться им оказалось поначалу весьма удобно и приятно. Можно было выжигать как контурные работы, так и переходы с полутонами. И даже необходимость работать всего по 30-40 минут, а после делать перерыв на самом деле однозначно плюс. Перерывы в работе – вообще моя больная тема.
Но минус всё-таки есть и довольно-таки существенный. Дело в том, что подобные приборы греются до фиксированной, не самой высокой температуры. И для того, чтобы на дереве осталась линия нужной насыщенности, надо увеличивать время контакта наконечника с материалом. Другими словами, это как если бы пришлось проводить по бумаге карандашом линию раз в десять медленнее, чем обычно. Да ещё и с ощутимым нажимом зачастую, потому что и это помогает ускорить выжигание. И вот тут как раз рука устаёт. А вместе с ней и спина. И терпение иногда заканчивается. Но на помощь приходят перерывы каждые 30 минут.
Но нежданно-негаданно примерно года через полтора мне дарят уже профессиональный пирограф. Его даже в руки брать не нужно, чтобы понять, насколько он лучше старого. Тут и регулировка температуры, и более удобная смена насадок (с прошлым я даже как-то лишилась из-за этого кусочка зуба), и время работы так жестко не ограничено, и кнопочка включения светится… Но и тут всё было не так радужно. Во-первых, пришлось переучиваться. Все наблюдения по работе предыдущего пирографа теперь не годились. Надо привыкать к новым скоростям, новым температурам, новым формам насадок. Во-вторых, о насадках. Не так-то просто их оказалось найти в России. А в комплекте шло три штуки такого размера, что я со своей любовью к миниатюрам чувствовала себя слоном в посудной лавке, пытаясь получить тонкую линию такими махинами. Но заказав дополнительные, я поняла со временем, что половиной можно смело не пользоваться.
А ещё, как оказалось, таким прибором не страшно обжечься. Может быть, конечно, мне предельно везло, но я всего лишь слегка поджаривалась безо всяких болезненных и плачевных последствий.
До четвёртого пирографа я ещё не доросла. Наверное, и нет в нём нужды. Несмотря на все плюсы и минусы, возможности они дают практически одинаковые, а как их использовать уже целиком заслуга человека. Некоторые и с помощью лупы создают такие шедевры, которым место в луврах и эрмитажах. Я бы даже сравнила это с волшебной палочкой в трактовке магического мира вселенной Гарри Поттера. Пирограф – всего лишь проводник, направляющая той магии, которая есть в настоящем волшебнике.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Гравер имеет 2 порта. Один порт с USB разъемом используется для питания устройства (К сожалению, блок питания в комплекте не идет).
В качестве блока питания взял зарядное устройство от мобильного телефона, сила тока которого 2А. Само устройство потребляет 1А.
Второй разъем имеет miniUsb порт, который подключается непосредственно к USB порту ПК, и используется для передачи данных.
Первое что необходимо сделать после подключения станка в ПК, это установить драйвер с карты памяти.
Подключаем карту памяти, переходим в папку Driver и запускаем Driver.exe.
Запускаем Driver.exe и нажимаем INSTALL
После успешного подключения можно начинать работу.
Выбираем нужную нам картинку и просто перетаскиваем в окно программы. Практически все элементы в программе, интуитивно понятны. Максимальное разрешение картинки не должно превышать 512*512px
Фокусируем луч лазера линзой (чем меньше точка фокусировки, тем эффективная работа) и нажимаем на Start.
В случае необходимости мы всегда можем остановить процесс прожига или поставить на паузу.
Желтая кнопка на станке позволяет запускать и останавливать гравировку без использовании ПК (для этого необходимо предварительно закачать изображение)
Как выбрать станок для выжигания по дереву с ЧПУ?
При выборе ЧПУ-выжигателя необходимо решить, какой тип станка наиболее подходит: лазерный или нихромовый. Надо учитывать такие особенности:
- Лазерный прибор. Его отличает очень высокая точность изображения, четкость границ, возможность нанесение чертежей. Для него практически не имеет значения толщина заготовки, гладкость поверхности, состояние краев и кромок. С помощью лазеров можно выжигать на самых разных материалах, в т. ч. бумаге, картоне, керамике, стекле, шпоне, фетре. Они позволяют наносить мелкие тексты различным шрифтом. Однако надо помнить, что лазерное выжигание плохо подходит для создания портретов, т. к. точечная технология непригодна для обеспечения качественных полутонов и теней на лице. При близком рассмотрении портрета точки бросаются в глаза. Кроме того, лазерные выжигатель имеют повышенную стоимость, а при работе надо надежно защищать глаза.
- Нихромовый прибор. С его помощью создаются портреты, пейзажи, натюрморты более качественные, чем при использовании лазера. Аппарат обеспечивает контрастность изображения и многочисленные полутона. Недостатки станка: повышенные требования к ровности поверхности, ограничения по толщине заготовки и материалу. Основное назначение нихромового прибора – выжигание по дереву и фанере. На нем не удастся нанести изображение на стекло, пластик, бумагу, картон. Он не позволяет воспроизводить мелкий шрифт.
При выборе нихромового выжигателя важно учитывать диаметр проволоки. Инструмент должен выдерживать нагрев до 1 200 градусов, а потому используется проволока диаметром не менее 0,17 мм. Максимальный диаметр ограничивается точностью воспроизводства изображения и составляет 0,8 мм.
Важно! При выборе прибора также следует обратить внимание на используемую УП. Она должна совмещаться с компьютером и позволять выполнение нужных операций. Универсальность станка – немаловажный критерий выбора.
Обзор выжигателя рабочие поле 30 на 40 см. Музыка Tobu - Candyland [NCS Release]
может кому и будет интересно. зарабатывай на рекламе вместе с AIR -join.air.io/airrulit.
Лазерный гравер выжигатель, рабочее поле 860х860 мм. Лазерный модуль 2 Ватт . КАК сделать станок с ЧПУ своими .
Читайте также: