خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / با کمترین هزینه دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری ۱٫۶ وات بسازید

با کمترین هزینه دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری ۱٫۶ وات بسازید

در این ساختنی طرز ساخت دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری را یاد می‌گیرید که روی هر متریالی کار می‌کند. میزان کارایی این دستگاه فقط به قدرت لیزری که برای ساختش استفاده می‌کنید، بستگی دارد. ساخت دستگاه حکاکی لیزری ارزان تر از خریدن آن است و اگر مهارت کافی برای ساختش را دارید، حتماً اینکار را بکنید.

این دستگاه حکاکی لیزری برای ساخت برد مدار چاپی طراحی شده اما روی متریال‌های دیگر هم کار می‌کند. امروزه بیشتر بردهای مدار چاپی قطعات SMD دارند و به همین خاطر ساخت آنها با دست خیلی زمان بر است. بجای این روش می‌توانید از دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری استفاده کنید.

حتماً باید در حین ساخت و استفاده از دستگاه حکاکی لیزری از عینک استفاده کنید. لیزر دستگاه می‌تواند به چشم‌هایتان آسیب جدی برساند. در ضمن نباید سیم‌ها یا میله‌های فعال را لمس کنید چون ولتاژ زیادی دارند.

گام اول : وسایل مورد نیاز

وسایل مورد نیاز
وسایل مورد نیاز

قطعات مکانیکی

اندازه این دستگاه ۵۰ در ۵۰ سانتیمتر است اما شما می‌توانید با تغییر طول اکسترود آن را متناسب با نیازتان بزرگ یا کوچک کنید. اما برای ساخت دستگاه حکاکی لیزری ۵۰ در ۵۰ سانتیمتر به قطعات زیر نیاز دارید:

  • میله اکسترود آلومینیومی‌شکاف V (20 در ۲۰ میلیمتر) – چهار قطعه نیم متری
  • مینی چرخ دلرین V – ۱۴ عدد (دقت کنید که این چرخ‌ها را به همراه دو بلبرینگ و یک اسپیسری که بین بلبرینگ‌ها قرار می‌گیرد، بخرید)
  • پیچ M5 10 میلیمتری، پیچ پروفیل M5 6 میلیمتری، پیچ پروفیل M5 30 میلیمتری یا پیچ سرصاف، پیچ M3 10 میلیمتری، پیچ M3 15 میلیمتری و مهره شش ضلعی M3 و M5
  • صفحات نصب قطعه حامل – فایل پرینت این قطعات را می‌توانید در ادامه دانلود کنید. البته اگر به CNC دسترسی دارید، بهتر است آنها را از جنس فلز بسازید.
  • اسپیسر آلومینیومی‌با سوراخ‌های M5 به ضخامت ۱٫۲ اینچ
  • تسمه تایمینگ GT2
  • قرقره تایمینگ GT2 (با ۲۰ دندانه)
  • دو عدد بلبرینگ ۳ میلیمتری (۶۲۳ZZ یا ۶۲۳RS)

قطعات الکترونیکی

  • ۴ عدد استپر موتور Nema 17
  • ۳ عدد برد درایور A4988
  • کانکتور pitch دو پین ۲٫۵۴
  • منبع تغذیه ۱۲V, 3A
  • نوار pitch berg نر و ماده ۲٫۵۴ میلیمتری
  • ۳ عدد خازن ۱۰۰uF/25V
  • برد آردوینو Genuino یا Uno R3

لیست قطعات پرینت شده

فایل‌های لازم برای پرینت قطعات را در ادامه دریافت خواهید کرد. در لیست زیر مشخص می‌کنیم از هر قطعه باید چند عدد پرینت کنید.

  • قطعه Much4_y_belt_bridle 4 عدد
  • قطعه Much4_y_belt_bridle_base 4 عدد
  • قطعه Much4_x_end 2 عدد
  • قطعه Much4_cable_bridle 10 عدد
  • قطعه LaserMount_X_carriage یک عدد
  • قطعه LaserMount_main_mount_hexnut یک عدد

ابزار مورد نیاز

  • دریل و مته‌های کوچک تر از ۳ و ۵ میلیمتر
  • دریل فشاری
  • میله دندانه دار M3 و M5
  • پیچ گوشتی، انبر و …

گام دوم : حامل محور X را بسازید

حامل محور X یکی نسبت به حامل‌های دیگر پیچیده تر است چون بیشتر قطعات از جمله لیزر به آن وصل می‌شوند.

ابتدا باید پایه‌های نصب استپر موتورها را در هر دو طرف حامل X بسازید. این موتورها مسئول حرکت محور X هستند. می‌توانید فقط از یک موتور برای این محور استفاده کنید اما در آن صورت محور قوس می‌گیرد و رزولوشن دستگاه پایین می‌آید.

پیچ‌های M3 30 میلیمتری را داخل سوراخ‌های ثابت شکاف قرار دهید. از سه مهره M5 به عنوان اسپیسر استفاده کنید و سپس چرخ درلین را داخل آنها قرار بدهید. سپس با یک مهره نایلونی همه چیز را سرجایش ثابت کنید.

حالا دو پیچ دیگر را در سوراخ‌های قابل تنظیم ثابت کنید. می‌توانید این پیچ‌ها را بسته به میزان نرمی‌و راحتی که برای حرکت میله اکسترود در نظر دارید، حرکت بدهید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش طراحی و ساخت منبع تغذیه با ولتاژ دوگانه و جریان بالا

این موتورها را به راحتی و از طریق چهار سوراخ ثابت نصب می‌شوند. می‌توانید روی این سوراخ‌ها از پیچ‌های M3 10 میلیمتری استفاده کنید.

دقت کنید که هنوز نباید قرقره را به موتور سفت کنید. وقتی موتور را روی میله اکسترود نصب کردید، باید تسمه را از آن رد کنید و براساس جای آن موتور را سفت کنید. مراحل ساخت را کامل کنید اما آن را روی حمل محور X وصل نکنید.

حالا می‌توانید سراغ نصب حامل بروید. مراحل کار تقریباً مشابه مراحل نصب محور Y است با این تفاوت که در این مرحله حامل را روی قسمتی از میله اسکترودر نصب می‌کنید که مخصوص محور X است. بهتر است لیزر را نزدیک به انتهای میله نصب کنید تا در حین ساخت دستگاه حکاکی لیزری آسیب نبیند. حامل‌های کابل‌ها را هم زیر محور X و روی میله اکسترود نصب کنید. این قطعات با پرینتر سه بعدی ساخته می‌شوند. حالا دو پایه نصب محور Y را روی دو طرف محور X نصب کنید و لیزر و پایه نصب محور X را ثابت کنید.

کشنده‌های تسمه را به دو طرف محور X وصل کنید اما آنها را سفت نکنید. تسمه را از یک طرف رد کنید و این سرش را محکم کنید. حالا تسمه را از زیر چرخ و روی قرقره رد کنید تا به طرف دیگر برسد. خیلی آرام قرقره را بکشید تا مطمئن بشوید به خیلی شل نیست و سپس پیچ‌های کشنده‌های تسمه را سفت کنید. دقت کنید که تسمه به طرف دندانه دار قرقره گیر کرده باشد. فقط در این حالت است چرخ‌ها روی طرف نرم تسمه حرکت خواهند کرد.

دقت کنید که همه سیم‌ها باید یک طرف دستگاه حکاکی لیزری جمع بشوند. همچنین یکی از موتورهای محور X و موتور محور Y باید از لیزر رد بشوند. اگر به دستگاه سوئیچ اضافه می‌کنید هم باید سیم‌ها را زیر آنها قرار بدهید. برای بستن سیم‌ها هم می‌توانید از بست کمری استفاده کنید.

گام سوم : پایه نصب لیزر

این مرحله پیچیده نیست اما زمان زیادی می‌برد. ابتدا باید بلبرینگ‌ها را داخل سوراخ‌های وسط قطعه پرینت شده قرار بدهید. دقت کنید که بلبرینگ‌ها باید داخل سوراخ‌ها کاملاً چفت باشند و تکان نخورند. اگر لازم بود می‌توانید داخل سوراخ‌ها را کمی‌سنباده بزنید. موقع نصب هم زیاد فشار نیاورید تا قطعه پلاستیکی ترک برندارد یا نشکند.

سپس یک پیچ M3 10 سانتیمتری را از بلبرینگ بالایی و سپس پایه نصب لیزر رد کنید. قطعه نصب لیزر دو شکاف برای مهره‌های M3 دارد. دقت کنید که باید در هر دو طرف بلبرینگ دو پیچ M3 داشته باشید. به این ترتیب وقتی پیچ‌ها را به سمت بالا و پایین تکان بدهید، لیزر هم حرکت خواهد کرد.

از میله‌های فلزی ۳ میلیمتری هم به عنوان قطعات پشتبان پایه نصب لیزر استفاده می‌کنیم تا آن را صاف و هم سطح با سایر قطعات نگه داریم.

برای ساخت دستگاه حکاکی لیزری به محور Z دستی هم نیاز داریم. چون وقتی از لیزر استفاده می‌کنیم، پرتوی لیزر روی تخته برش زیری متمرکز می‌شود. با این حال ضخامت متریال‌های مختلف می‌تواند این تمرکز را خنثی کند. این مسئله روی متریال‌های نازک مشکل ایجاد نمی‌کند اما وقتی بخواهید متریال‌های ضخیم را ببرید، قدرت لیزر کمتر می‌شود. این محور به شما اجازه می‌دهد پایه نصب لیزر را به نسبت ضخامت متریال بالا ببرید و مطمئن شوید لیزر درست متمرکز شده است. اگر هم برش را به صورت مرحله ای انجام می‌دهد، می‌توانید در هر بار برش لیزر را پایین تر بیاورید تا در نهایت به نقطه تمرکز مورد نظرتان برسد. می‌توانید یک مقیاس پرینت شده روی لبه پایه نصب قرار بدهید و بالای پایه نصب لیزر یک سوزن بگذارید تا کار نصب ساده تر بشود. به این ترتیب تنظیم لیزر با دقت بیشتری انجام می‌شود.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : میز لپ تاپ ساده و کاربردی بسازید

گام چهارم : محور Y

برای نصب میله اکسترود محور Y از میله‌های آلومینیومی‌صاف استفاده کنید. می‌توانید از میله اکسترود اضافی هم برای نصب این محور استفاده کنید (مثل محور X).

میله اکسترود محور Y را از پایه نصب موتور محور Y رد کنید. دقت کنید که هر دو میله اکسترود باید دقیقاً هم اندازه باشند. در دو طرف هر دو محور Y دو سوراخ دریل کنید و آنها را دندانه دار کنید. سپس آنها را روی میله آلومینیومی‌قرار بدهید و با آن فریم را کامل کنید. سپس موتورهای محور Y را در طول فریم ثابت کنید.

به دو سر محور Y درپوش وصل کنید. این درپوش‌ها کار کشنده‌های تسمه را هم برای محور Y می‌کنند. فرایند نصب این درپوش‌ها مشابه مراحل نصب آنها روی محور X است.

با ساخت محور Y فریم دستگاه و قطعات مکانیکی آن کامل می‌شود. البته به این شرط که همه سیم‌ها را یک طرف فریم جمع کرده باشید.

گام پنجم : درایورهای موتور

از استپر موتورها برای به حرکت درآوردن محورها با رزولوشن‌های مختلف استفاده می‌کنیم. برای این نوع موتور می‌توانید از درایورهای مختلف استفاده کنید که ما درایور A4988 را پیشنهاد می‌کنیم. این نوع درایور را می‌توانید روی برد بورد هم نصب کنید اما ما از برد مدار چاپی استفاده کرده ایم. سپس این برد را از طریق GRBL به برد آردوینو وصل می‌کنیم.

نحوه نصب درایور به استپر موتورها به نوع درایوری که استفاده می‌کنید، بستگی دارد. اگر از درایور A4988 استفاده می‌کنید، نحوه نصب و تنظیم محدوده جریان را در این لینک ببینید.

در بردی که ما طراحی کرده ایم، دو سیم جامپر هست که امکان اتصال دو درایور به یک استپر موتور را می‌دهد . از طریق آنها می‌توانید دو موتور محور Y را با یک درایور هدایت کنید. وقتی درایورها و موتورها را تنظیم کنید، دو درایور A4988 انتهایی، دو موتور محور Y را براساس ورودی‌های آردوینو کنترل خواهند کرد. دقت کنید که دو موتور محور Y در جهت مخالف می‌چرخند چون در دو طرف محور X قرار دارند. به همین خاطر جهت یکی از موتورها را باید با دست عوض کنید. اینکار را از طریق برعکس کردن کویل موتور (با توجه به جهت کویل موتور دیگر محور Y) انجام بدهید.

GRBL نرم افزاری است که اطلاعات مکانی صفحات محورهای X، Y و Z را به کدهایی تبدیل می‌کند که قابلیت انتقال به درایورها و موتورها را دارد. چون محور Z دستگاه حکاکی لیزری ما دستی است، ما از نرم افزار فقط برای محورهای X و Y استفاده می‌کنیم. جزییات بیشتر درباره نصب GRBL را در ادامه خواهید خواند.

تمام فایل‌های مورد نیاز برای ساخت برد موتورهای دستگاه حکاکی لیزری هم از لینک زیر قابل دریافت است.

گام ششم : درایور لیزر

بیشتر لیزرهای مبتنی بر دیود باید از طریق درایورهایی که جریان ثابت دارند، هدایت بشوند. ما از درایور Osram PLTB450B استفاده کرده این چون در صورت ورود جریان اضافی خاموش می‌شود و بعد از تنظیم جریان دوباره روشن می‌شود. البته این درایور لیزر به خاطر قیمت کم، قابلیت قدرت و تنظیم قدرت لیزر را ندارد و به همین خاطر نمی‌شود حکاکی لیزری را با سایه‌های مختلف انجام داد. اگر این ویژگی را می‌خواهید باید از درایورهای گران تر استفاده کنید.

حداکثر جریان ورودی مجاز این درایور لیزر، ۱۲ ولت است و خروجی آن ۱A و ۵٫۵ ولت است. شماتیک و سایر فایل‌های مورد نیاز برای ساخت برد درایور لیزر در لینک زیر موجود است.

اگر از این درایور لیزر استفاده می‌کنید، نباید هدر INH و ورودی MCU همزمان وصل کنید. اگر هدر INH وصل می‌کنید، از درایور به عنوان منبع جریان ثابت ۱A مستقل استفاده کنید. اگر ورودی MCU را وصل می‌کنید، می‌توانید لیزر را از طریق برد آردوینو روشن و خاموش کنید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : با تکه های چوب نیمکت بازیافتی بسازید

می‌توانید به همراه لیزر از هیت سینک هم استفاده کنید. مناسب ترین گزینه هیت سینک ۵۱ در ۵۱ میلیمتری به همراه فن ۱۲ ولتی است. پایه نصب لیزر را همانطور که در تصویر می‌بینید به فن هیت سینک وصل کنید. اگر لازم بودن ماژول لیزر و پایه نصب فاصله بیاندازید.

گام هفتم : قطعات دستگاه را بهم وصل کنید

حالا باید تمام قطعات دستگاه حکاکی لیزری را بهم وصل کنید و نرم افزار را نصب کنید.

ابتدا باید GRBL را روی آردوینو نصب کنید. برای اینکار ابتدا نرم افزار را از این لینک دانلود کنید، فایل را اکسترکت کنید و سپس فولدر grbl را به صورت کتابخانه به آردوینو اضافه کنید. سپس آردوینو را ری استارت کنید، از مسیر File > Examples کتابخانه grbl را انتخاب کنید و آپلود را بزنید.

برای تایید آپلود، سریال مانیتور را باز کنید و مطمئن شوید خط GRBL نمایش داده خواهد شد.

نرم افزار GRBL را تنظیم کنید

قبل از اینکه استفاده از دستگاه را شروع کنید، باید نرم افزار GRBL را متناسب با ویژگی‌های موتورها و رزولوشن مورد نیازتان (یا میکرو استپ) تنظیم کنید. ما نرم افزار را روی ۱۶/۱ میکرواستپ تنظیم کردیم؛ این یعنی رزولوشن هر موتور به ۱۲۰۰ میکرو استپ تقسیم می‌شود. دقت کنید که هر چه میکر استپ کمتر باشد، گشتاور کمتر می‌شود.

چون از قرقره ۲۰ دندانه و تسمه تایمینگ ۲ میلیمتری استفاده کرده ایم، باید تعداد استپ‌ها به میلیمتر را برای GRBL مشخص کنیم. برای اینکار می‌توانید از این ماشین حساب استفاده کنید (این مقدار برای ما ۸۰ است). برای سریال ترمینال باید $ را تایپ کنید و اینتر را بزنید تا بتوانید این مقدار را برای محورهای Y و X تغییر دهید. به همین ترتیب می‌توانید سایر مقادیر را هم تغییر دهید. بهتر است میزان محدوده حرکت موتور محورهای Y و X و شتاب آنها را هم تنظیم کنید.

همچنین باید پین‌های Step و Dir را هم به آردوینو وصل کنید. پین‌های محور X را به پین‌های D2 (step) و D5 (dir) وصل کنید و محور Y را هم به پین‌های D3 و D6 وصل کنید. لیزر را هم به D11 وصل کنید. در ضمن تمام اتصال به زمین بردها باید بهم وصل شوند. تغذیه آردوینو هم از طریق USB و دستگاه انجام می‌شود.

برنامه‌های مختلفی وجود دارند که با زبان G-code (زبان خروجی GRBL) سازگار هستند اما ما دو نمونه grblControl و bCNC را پیشنهاد می‌کنیم.

برای تبدیل کردن وکتورهای گرافیکی به Gcode هم می‌توانید از آخرین نسخه نرم افزار Inkscape استفاده کنید.

در نهایت هم کل قطعات دستگاه حکاکی لیزری را روی یک تخته چندلا که یک ورق آلومینیومی‌یک میلیمتری رویش قرار داده اید، نصب کنید. قطعات را هم با یک جعبه پلاستیکی بپوشانید. البته بهتر است درپوش این جعبه شفاف باشد.

دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری آماده کنید

بهتر است دستگاه حکاکی لیزری را با ساخت استنسیل از متریال‌های نازک تست کنید. وقتی مطمئن شدید دستگاه کار می‌کند، می‌توانید سراغ متریال‌های ضخیم تر بروید و برش‌های چند مرحله ای را امتحان کنید.

اگر این دستگاه حکاکی لیزری را ساختید، تصاویرش را برای ساختنی ارسال کنید.

منبع

خلاصه مطلب
با کمترین هزینه دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری 1.6 وات بسازید
عنوان مطلب
با کمترین هزینه دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری 1.6 وات بسازید
توضیح کوتاه
دستگاه حکاکی لیزری و برش لیزری بسازید.
نویسنده
ساختنی

بیشتر بخوانید:

آموزش ساخت : برای موبایل تان جعبه اسکن بسازید... بیشتر ما وقتی می خواهیم از دوربین موبایل برای اسکن تصاویر یا مدارک مان استفاده کنیم، از برنامه های مخصوص استفاده می کنیم. اما تصاویر این برنامه ها تفا...
با برد آردوینو رطوبت سنج و دماسنج دیجیتال بسازید... در محیط هایی مثل گلخانه یا قفس حیوانات میزان رطوبت و دما اهمیت زیادی دارد. ابزارهای متنوعی هم برای مانیتور دما و رطوبت در بازار وجود دارد. اگر به چنین...
قفل هوشمند درب منزل بسازید و همه رفت و آمدها را کنترل کنید... برای همه ما پیش آمده که بعد از بیرون آمدن از اتاق، خانه یا انباری و پارکینگ نگران بسته بودن یا نبودن در شده باشیم. خیلی از ما هم – به دلایل مختلف – نگ...
آموزش ساخت : یک آمپلی فایر کوچک اما قدرتمند بسازید... قبلاً در ساختنی طرز ساخت چند نوع آمپلی فایر را خوانده اید اما این یکی یک فرق مهم دارد. بیشتر قطعات این آمپلی فایر را می توانید از وسایل الکترونیکی بدر...
آموزش ساخت : 5 ایده ارزان و ساده برای ساخت قفسه دیواری... قفسه های دیواری هم تزیینی هستند و هم برای مرتب سازی وسایل کوچک و بزرگ بسیار مفید هستند. ساخت قفسه دیواری راحت است و ارزان تمام میشود. اگر اهل ساختنی ب...
آموزش ساخت : با مهره های پلاستیکی گلدان تزیینی درست کنید... در این ساختنی طرز ساخت یک گلدان تزیینی با مهره ها پلاستیکی را می آموزید. این گلدان که با الهام از طراحی سوپرماریو طراحی شده، ایده بسیار خوبی برای کارد...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

با دستگاه برش لیزری پایه لپ تاپ خنک کننده و فن دار بسازید

در این ساختنی آموزش ساخت پایه لپ تاپ چوبی را یاد می‌گیرید که دو فن …

۱۰ دیدگاه ها

  1. با این لیزر میشه فلزات با ضخامت ۱۰ میلیمتر رو برید؟

  2. با سلام ببخشید ما از کجا می‌توانیم درایور Osram PLTB450B را بخریم ممنون میشم اگه رهنمایی کنید یا از این درایور می‌تونم استفاده کنم ماژول درایور لیزر ۱۲ ولت TTL Support با توان خروجی ۳ الی ۴٫۵ وات

  3. سلام به همگی
    کسی میتونه سایتی رو معرفی کنه که قطعات این دستگاه وخصوصا لیزر رو داشته باشه؟

  4. سلام اقای جمالی
    سایت خیلی خوبی دارین و امیدوارم هرچه زودتر فروشگاه راه بیافته اخه میخوام واسه پروژه ساخت. یه دستگاه CNC بسازم ولی مشکلم پیدا کردن قطعاتشه
    حتی نمیدونم قطعاتشو برم کجا پیدا کنم

  5. دوستان من هیچ لینکی نمی‌بینم بخوام فایل‌هاش رو دانلود کنم
    به هر حال برنامه نویسی نمی‌خواد ؟؟؟؟

پاسخ دهید