Как собрать самодельный гравер в домашних условиях

Изготовление лазерного гравёра своими руками

Иногда бывает нужно красиво подписать подарок, но чем это сделать — непонятно. Краска расплывается и быстро стирается, маркер — не вариант. Лучше всего для этого подходит гравировка. Даже не придётся тратить на неё деньги, так как сделать лазерный гравёр своими руками из принтера сможет любой умеющий паять человек.

Устройство и принцип работы

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

  1. P (positive) область.
  2. P — N переход.
  3. N (negative) область.

Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.

При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Мощность лазерных диодов обычно не превышает 50 Ватт. При превышении этой величины становится сложно сделать эффективную систему охлаждения, поэтому мощные диоды чрезвычайно дороги в производстве.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

Создание лазерного гравера

Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.

Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:

  1. Лазерный диод из DVD-RW привода.
  2. Фокусирующая линза.
  3. Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
  4. Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
  5. Резистор 5 Ом.
  6. Плёночный конденсатор 100 нФ.
  7. Тактовая кнопка.
  8. Выключатель.
  9. Теплопроводящий клей.
  10. Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
  11. Коробка из-под губки для обуви.
  12. Скотч, в том числе и двухсторонний.
  13. Клеевой термопистолет с расходниками.
  14. Контроллер заряда.
  15. Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.

Вытащите из DVD-привода пишущую головку.

Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.

Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.

Распиновка выводов:

Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.

Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.

Принципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:

Залудите контактные площадки на плате контроля заряда и холдере:

С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.

Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.

Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.

Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.

Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.

Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.

Изготовление прибора с ЧПУ

При больших объёмах работ обычный гравёр не справится с нагрузкой. Если вы собираетесь использовать его часто и много, вам понадобится устройство с числовым программным управлением.

Сборка внутренней части

Даже в домашних условиях можно сделать лазерный гравёр. Для этого из принтера нужно извлечь шаговые двигатели и направляющие. Они будут приводить в движение лазер.

Полный список необходимых деталей выглядит следующим образом:

  • Лазерный диод из пишущего привода.
  • Радиатор для диода.
  • 3 шаговых двигателя.
  • 6 направляющих круглого сечения.
  • Крепления для направляющих.
  • 3 двойных или 6 одинарных кареток скольжения.
  • Блок питания 5 В, 4 А.
  • Arduino UNO.
  • 2 драйвера шаговых двигателей.
  • 2 выключателя.
  • Лист металла 50 х 50 см и толщиной 2 мм (для основания).
  • Большой лист фанеры.
  • Уголки для скрепления фанеры.
  • Саморезы.
  • 2 мебельных петли.
  • Провода сечением 0,5 мм².
  • Подвижный кабель-канал.
  • Пластиковые стяжки для проводов.
  • Транзистор IRFZ44.
  • 2 прижимных ролика.
  • 5 шестерней.
  • Металлический стержень (ось для шестерней и роликов).
  • 4 подшипника.
  • Зубчатый ремень.
  • Понижающий DC-DC преобразователь на 2 А.
  • Четыре концевых выключателей.
  • Тактовая кнопка.
  • Гнездо Jack 2,1 х 5,5 мм.
  • 4 резиновые или силиконовые ножки.
  • Теплопроводящий клей.
  • Эпоксидная смола с отвердителем.

Схема подключения всех компонентов:

Расшифровка обозначений:

  1. Полупроводниковый лазер с радиатором.
  2. Каретка.
  3. Направляющие оси X.
  4. Прижимные ролики.
  5. Шаговый двигатель.
  6. Ведущая шестерня.
  7. Зубчатый ремень.
  8. Крепления направляющих.
  9. Шестерни.
  10. Шаговые электродвигатели.
  11. Основание из листа металла.
  12. Направляющие оси Y.
  13. Каретки оси X.
  14. Зубчатые ремни.
  15. Опоры креплений.
  16. Концевые выключатели.

Измерьте длину направляющих и разделите их на две группы. В первой окажутся 4 коротких, во второй — 2 длинных. Направляющие из одной группы должны быть одинаковой длины.

Добавьте к длине каждой группы направляющих по 10 сантиметров и вырежьте по полученным размерам основание. Из обрезков согните П-образные опоры для креплений и приварите их к основанию. Разметьте и просверлите в них отверстия для болтов.

Просверлите в радиаторе отверстие и вклейте туда лазер, используя теплопроводящий клей. К нему припаяйте провода и транзистор. Болтами прикрутите радиатор к каретке.

Установите на две опоры крепления для направляющих и зафиксируйте их болтами. Вставьте в крепления направляющие оси Y, на их свободные концы наденьте каретки оси X. В них вденьте оставшиеся направляющие с установленной на них лазерной головкой. Наденьте на направляющие оси Y крепления и прикрутите их к опорам.

Просверлите отверстия в местах крепления электромоторов и шестерёночных осей. Установите на свои места шаговые двигатели и на их валы наденьте ведущие шестерни. Вставьте в отверстия заранее нарезанные из металлического стержня оси и закрепите их эпоксидным клеем. После его застывания наденьте на оси шестерни и прижимные ролики со вставленными в них подшипниками.

Установите зубчатые ремни так, как это показано на схеме. Перед закреплением натяните их. Проверьте подвижность оси Х и лазерной головки. Они должны перемещаться с небольшим усилием, вращая через ремни все ролики и шестерни.

Подключите к лазеру, двигателям и концевикам провода и стяните их стяжками. Получившиеся пучки уложите в подвижные кабель-каналы и закрепите их на каретках.

Концы проводов выведите наружу.

Изготовление корпуса

Просверлите в основании отверстия для уголков. Отступите от его краёв 2 сантиметра и начертите прямоугольник.

Его ширина и длина повторяет размеры будущего корпуса. Высота у корпуса должна быть такой, чтобы в него помещались все внутренние механизмы.

Расшифровка обозначений:

  1. Петли.
  2. Тактовая кнопка (старт/стоп).
  3. Выключатель питания Arduino.
  4. Выключатель лазера.
  5. Гнездо 2,1 х 5,5 мм для подачи 5 В питания.
  6. Защитный короб DC-DC инвертора.
  7. Провода.
  8. Защитный короб Arduino.
  9. Крепления корпуса.
  10. Уголки.
  11. Основание.
  12. Ножки из нескользящего материала.
  13. Крышка.

Вырежьте из фанеры все детали корпуса и скрепите их уголками. С помощью петель установите на корпус крышку и прикрутите его к основанию. В передней стенке вырежьте отверстие и просуньте сквозь него провода.

Соберите из фанеры защитные кожухи и вырежьте в них отверстия под кнопку, выключатели и гнёзда. Установите Arduino в кожух так, чтобы USB разъём совпал с предназначенным для него отверстием. Настройте DC-DC преобразователь на напряжение 3 В при токе 2 А. Закрепите его в кожухе.

Установите на свои места кнопку, гнездо питания, выключатели и спаяйте электрическую схему гравёра воедино. После припаивания всех проводов установите кожухи на корпус и прикрутите их саморезами. Чтобы гравёр заработал, нужно залить прошивку в Arduino.

После прошивки включите гравёр и нажмите кнопку «Старт». Лазер оставьте выключенным. Нажатие кнопки запустит процесс калибровки, во время которого микроконтроллер измерит и запомнит длину всех осей и определит положение лазерной головки. После его завершения гравёр станет полностью готовым к работе.

Читать еще:  Ультразвуковая зубная щетка — модное веяние или необходимый прибор?

Прежде чем начинать работать с гравёром, нужно перевести изображения в понятный для Arduino формат. Сделать это можно с помощью программы Inkscape Laserengraver. Переместите в неё выбранное изображение и нажмите на Convert. Полученный файл отправьте по кабелю на Arduino и запустите процесс печати, включив перед этим лазер.

Такой гравёр может обрабатывать только предметы, состоящие из органических веществ: дерево, пластик, ткани, лакокрасочные покрытия и прочие. Металлы, стекло и керамику гравировать на нем не получится.

Никогда не включайте гравёр с открытой крышкой. Лазерный луч, попадая в глаза, концентрируется на сетчатке, повреждая её. Рефлекторное закрытие век вас не спасёт — лазер успеет выжечь участок сетчатки ещё до того, как они захлопнутся. При этом вы можете ничего не почувствовать, но со временем сетчатка начнёт отслаиваться, что может привести к полной или частичной потере зрения.

Если вы поймали лазерный «зайчик», как можно скорее обратитесь к офтальмологу — это поможет избежать серьёзных проблем в дальнейшем.

Как сделать гравер своими руками – комплектующие и порядок сборки

Гравировальное оборудование, при помощи которого можно успешно выполнять различные технологические операции, сегодня активно используется как специалистами, так и домашними мастерами. Хотя приобрести такое устройство на современном рынке не представляет никаких проблем, многие из тех, кто хотел бы иметь его в оснащении своей мастерской, поступают иначе и изготавливают гравер своими руками.

Самодельный гравер с держателем от стоматологической бормашины

Несмотря на простоту конструкции, самодельный гравировальный аппарат позволяет успешно выполнять такие же технологические операции, что и гравер серийной модели. К таким операциям, в частности, относятся:

  • фрезеровка плоских и фасонных поверхностей, а также отверстий и пазов различной конфигурации;
  • сверление и растачивание отверстий небольшого диаметра;
  • резка тонколистового материала;
  • очистка изделия от следов коррозии и других стойких загрязнений;
  • нанесение на обрабатываемую поверхность надписей и узоров;
  • шлифовка и полировка.

Самодельный гравер с насадкой из шкурки отлично подходит для шлифовки поверхностей в труднодоступных местах

Что потребуется

Функциональность, надежность и технические характеристики, которыми будет обладать самодельная гравировальная машинка, полностью зависят от того, какие именно материалы и механизмы вы будете использовать для ее изготовления.

Практически любой электродвигатель можно превратить в гравировальный станок, добавив к нему гибкий вал с держателем

Чтобы сделать простейший, но удобный в использовании и функциональный гравер, вам потребуются следующие комплектующие.

  1. Гибкий вал и рабочая насадка к нему, в зажимном механизме которой будет фиксироваться инструмент. В качестве гибкого вала для гравера можно использовать приводной вал от бормашины или тросик, приводящий в действие спидометр автомобиля или мотоцикла. Рабочую насадку также можно снять с бормашины или изготовить самостоятельно из бруска текстолита, обточив его до требуемого диаметра и просверлив в его внутренней части ступенчатое отверстие. Диаметр отверстия в рабочей насадке гравера должен быть подобран таким образом, чтобы его стенки надежно удерживали неподвижную часть приводного тросика, но в то же время не препятствовали вращению его подвижной сердцевины. В отверстие в передней части такой самодельной рабочей насадки вставляется трубка, внутри которой свободно вращается зажимной патрон из двух половинок, скрепляемых между собой винтом. В патрон, который должен быть обязательно отбалансирован, можно устанавливать инструмент с диаметром хвостовика в диапазоне 2–5 мм.
  2. Набор инструментов, при помощи которых будет выполняться обработка. Если в качестве рабочей насадки для самодельного гравера вы используете рукоятку от бормашины, то и инструменты должны быть от зубоврачебной техники, которые подходят к ней по диаметру хвостовиков. Для самодельной рабочей насадки, как уже говорилось выше, подойдет любой инструмент с диаметром хвостовика от 2 до 5 мм.
  3. Приводной электродвигатель, в качестве которого можно использовать любой мотор, работающий от электрического тока напряжением 220 вольт. Это может быть двигатель из DVD-проигрывателя или от старого катушечного магнитофона, стиральной машинки или от любой другой не используемой вами бытовой техники. Оптимальным для самодельного гравера является электродвигатель от швейной машины, потому что в его оснащении уже имеется реостат, позволяющий в достаточно широких пределах регулировать скорость вращения вала. Такие двигатели, как правило, способны развивать скорость вращения вала до 6 тыс. об/мин, чего вполне достаточно для бытового гравера.

Конструкция самодельного станка для гравировки с гибким валом

Принцип работы самодельной гравировальной установки

Самодельный гравер предложенной конструкции работает по следующему принципу. Вращение от электродвигателя посредством шкивов и резинового пассика передается на гибкий вал, который, в свою очередь, сообщает его рабочей насадке и зафиксированному в ней инструменту.

Гравировальная машинка своими руками может быть изготовлена и в другом конструктивном исполнении, которое предполагает, что гибкий вал соединяется с электродвигателем посредством переходной муфты. Одним концом такая муфта насаживается на вал электродвигателя и надежно фиксируется на нем при помощи штифта, а в квадратное отверстие, выполненное на ее втором конце, вставляется подвижный сердечник гибкого вала.

Устройство простейшего самодельного гравера

После того как все конструктивные элементы будущего самодельного гравера подготовлены, приступают к его изготовлению.

  1. Для надежного и устойчивого крепления всех элементов конструкции гравера необходимо сделать простейшую станину-основание, для чего можно использовать лист текстолита или толстой фанеры, вырезав из него кусок требуемого размера. На заранее размеченных местах на поверхности такого основания крепятся электродвигатель и кронштейн с хомутом, в котором будет фиксироваться задний наконечник гибкого вала. После затягивания крепежной гайки на хомуте кронштейна конец гибкого вала должен надежно в нем зафиксироваться.
  2. Заранее подготовленные шкивы, которые также можно снять со старой бытовой техники, фиксируются на валу электродвигателя и на подвижном сердечнике гибкого вала. Чтобы выполнить такую фиксацию, необходимо во фланцевой части шкивов и на валах просверлить отверстия, в которые затем будут вставлены штифты. Обеспечить надежность соединения поможет обычная эпоксидная смола. Передача вращения от электродвигателя гибкому валу, осуществляемая при помощи шкивов и пассиков, удобна тем, что, изменяя диаметры используемых шкивов, можно регулировать частоту вращения, сообщаемого гроверу.
  3. Заключительными этапами изготовления гравера предложенной конструкции являются установка резинового пассика на шкивы гибкого вала и электродвигателя, подключение мотора к электрическому питанию, фиксация рабочей насадки с инструментом на переднем конце гибкого вала и тестирование готового устройства.

Чтобы сделать свой гравер более безопасным в эксплуатации, изготовьте для его электродвигателя и ременной передачи компактный кожух (можно использовать обычную фанеру). Поскольку руки при работе с устройством заняты удерживанием обрабатываемого изделия и рабочей насадки, можно оснастить гравер ножной педалью для его включения и выключения. Основным элементом такой педали, корпус которой также часто делают из фанеры, является обычная толчковая кнопка.

В качестве привода для гравера можно использовать болгарку с «полетевшим» редуктором.

Несколько полезных рекомендаций

Решая вопрос о том, какой гибкий вал использовать для оснащения своего самодельного гравера, лучше выбирать приводные элементы от стоматологических бормашин. Делать это рекомендуется по той причине, что такие валы, даже снятые со старых бормашин, уже оснащены рабочими насадками с зажимными механизмами цангового типа, в которых очень удобно и надежно фиксируется используемый инструмент.

Между тем у использования гибкого вала от стоматологической бормашины в качестве приводного элемента насадки гравера есть и определенные неудобства. Заключаются они в том, что для стоматологических насадок не всегда можно подобрать инструменты, требуемые при работе на гравировальной установке. Решается такая проблема достаточно просто: многие инструменты для гравера можно изготовить самостоятельно, используя для этого подручные материалы.

Самодельные насадки для гравера

Так, достаточно качественные фрезы для гравировальных установок можно сделать из поломанных сверл, если, используя обычный точильный станок, придать их рабочей части требуемую конфигурацию. Абразивные головки различной формы, которые активно используются при обработке с помощью гравера, можно изготовить из обломков точильного круга средней твердости.

Сначала такие обломки необходимо оснастить хвостовиком, который делается из стальной проволоки диаметром 2,6 мм. Затем такой хвостовик вставляют в предварительно выполненное отверстие в абразивном обломке и замоноличивают в нем при помощи эпоксидной смолы. Последнее, что останется сделать для превращения такой заготовки в полноценный инструмент для гравера, – это придать его абразивной части требуемую конфигурацию при помощи точильного станка, оснащенного кругом высокой твердости.

Самодельный гравировщик лазерный: как сделать гравер ЧПУ на Ардуино своими руками

Я видел в сети много самодельных лазерных граверов и инструкций по их сборке, и захотел собрать свою собственную версию.

После многочисленных попыток, у меня получился лазерный гравер на Ардуино своими руками, надежный и приятный в использовании.

Максимальная мощность – 3 Вт, но обычно я работаю на 2 Вт, чтобы поберечь лазерный диод. Честно говоря, разница между 2 и 3 Вт практически не заметна.

Лазерный модуль с проводами и стеклянной линзой

В этой статье я покажу, что можно собрать, обходясь минимумом материалов и практически не тратясь.
Думаю, вы уже знакомы с GRBL (программа открытого проекта для Arduino, предназначенная для фрезерных — граверных станков и лазерных станков), с редактором Inkscape и с тем, как создавать файлы Gcode.

Я не буду подробно расписывать электронику, в этой статье не будет всеобъемлющей информации, возможно, в будущем я раскрою какие-то моменты более подробно — я вполне допускаю, что дал недостаточно информации, чтобы собрать гравировщик ЧПУ легко с первого раза.

  • STL-файлы, готовые для распечатки
  • GRBL-программу для моей конфигурации
  • плагин лазерного гравировщика, который я использую для Inkscape
  • файл с подсчетом стоимости деталей. Почти все их можно заказать на Aliexpress
  • файлы EAGLE для создания модуля с мосфет-диодом для индикации включения-выключения гравировщика

Для печати плат рекомендую сервис OSH Park.

Берем два линейных вала и четыре суппорта для них.

  1. Закрепляем валы в двух суппортах
  2. Берем четыре закрытых линейных подшипника в корпусе

Надеваем на валы по два подшипника и закрепляем валы в оставшихся двух суппортах

Подготавливаем пластины для лазерного резака (держатели каретки).

Закрепляем пластины на подшипники.
Используем винты М4 16мм.

Берем еще два линейных вала, суппорты к ним, винты М5 20 мм с гайками.
Монтируем суппорты на держатели каретки.

Монтируем линейные валы в суппорты на держателях, это ось Х, и проверяем ход подшипников по нижним валам, это ось Y.

Подготовьте два закрытых подшипника, 8 винтов М4 16 мм и каретку, напечатанную на 3Д принтере.
Разберите ось Х, наденьте на линейные валы подшипники и каретку, и закрепите суппорты снова.

Читать еще:  Как выбрать компактную соковыжималку

Теперь монтируем конструкцию на деревянную плиту. Движения должны быть точными и уверенными.
К этому этапу, к сожалению, не сделано фотографий.

Закрепляем два электродвигателя на оси Y креплениями, напечатанными на 3Д-принтере.
Для этого используйте винты М3 10мм.
Закрутите винты, убедившись, что они выставлены ровно.

Ременная передача оси Y

Соберите натяжные механизмы и привинтите их на платформу (для этого возьмите винты 5 мм с гайками).

Подготовьте крепления ремней и винты М3 25 мм.
Закрепляя ремни на оси Y будьте терпеливы, это достаточно сложная работа.

Устанавливаем двигатель на ось Х

Вообще, это можно было сделать и раньше.

В нашем случае делаем следующее:

  • немного раскрутите винты, чтобы приподнять каретку
  • под кареткой установите двигатель
  • привинтите его винтами М3

Ременная передача на оси Х

В отверстие детали, напечатанной на 3Д-принтере, вставьте винт М4, пластик достаточно мягкий для этого.
Наденьте шкив на винт М4 и закрепите натяжной механизм на приборе.
К этому этапу снова не сделано фотографий.

Держатели ремня на оси Х

  1. Подготовьте составные части для держателя ремня.
  2. Вставьте винты М3 в отверстия деталей, как показано на картинке.
  3. В оставшиеся 2 отверстия также вставьте винты (фото следующего шага).
  4. Установите держатели ремней на место.

Установите держатель шнура.

  • 3 привода электродвигателя
  • шилд CNC
  • 11 перемычек (обычно идут в комплекте с шилдом)
  • Плата Arduino
  1. установите перемычки так, как это показано на фотографии 2. Это позволит установить двигатели на микрошаг 16 и клонировать ось Y на А.
  2. подключите приводы к плате Arduino.

Электроника: теплоотвод шагового двигателя

Вам нужен радиатор, без него двигатель будет пропускать шаги.

Электроника: паяем коннекторы к проводам двигателей

Можно купить готовые коннекторы и соединить двигатели с шилдом CNC, но нужно будет ждать доставку и это не так просто.

Я предпочитаю купить готовые коннекторы мама-мама, разрезать их на две части и спаять с шилдом…

Электроника: пробный запуск

Пришло время провести испытание:

  • подключите двигатели к шилду CNC
  • включите питание
  • загрузите GRBL на Arduino и заставьте механизм двигаться

Если механизм работает, пора приступать к следующему шагу.

Устанавливаем крепление лазера

  • напечатанное на 3Д-принтере крепление для лазера
  • 4 винта М3 с гайками
  • радиатор
  • лазерный модуль

Радиатор не должен соприкасаться с креплением лазера, так как оно пластиковое, а радиатор сильно нагревается.

Устанавливаем крепление вентилятора

  • напечатанное на 3Д-принтере крепление вентилятора
  • 4 винта М4
  • вентилятор

Теперь сделайте следующее:

  1. просверлите 4 отверстия в креплении
  2. вставьте винты в отверстия
  3. закрепите вентилятор

Корпус с прорезями, сделанными лазером, я сделал с помощью он-лайн программы MakerCase.

Я доработал крепление вентилятора для лучшего охлаждения, файл STL приложен. Просто напечатайте крепление на 3Д-принтере и замените им старое крепление.

Я усилил ось Y, чтобы увеличить точность на ней. Также я заметил, что ось Х получилась более точной, и не могу найти этому причину.
Усиление не очень работает, но после него для нормальной работы по оси Y хватает одного мотора, поэтому левый мотор я снял.

Новое испытание показало, что после изменений работа по оси Y стала такой же точной, как и по оси Х.
Рекомендую такую доработку.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Самодельный гравер с гибким валом

В домашней мастерской периодически возникают случаи, когда при изготовлении детали появляется необходимость обработать или доработать поверхность, к которой не добраться на универсальном оборудовании. Так деталь может оказаться громоздкой, хрупкой или не жесткой, нет возможности закрепить деталь или требуется доработка поверхностей по месту.

Для такого случая, используется ручное приспособление с гибким валом и механическим вращением режущего инструмента. Называют приспособление по разному – гравер с гибким валом, мини-дрель, бормашина и др.

Это устройство, внешне напоминающее авторучку, с вращающимся сменным обрабатывающим инструментом, соединенную гибким валом с внешним электроприводом. Ручной гравер, используемый в комплекте с гибким валом, позволяет проводить обработку труднодоступных мест на любых изделиях.

Этот прибор является универсальным, поскольку, используя набор различного инструмента, им можно фрезеровать, шлифовать, полировать, гравировать и резать материал, сверлить отверстия небольшого диаметра, очищать поверхности. Оснащая прибор соответствующей рабочей насадкой, можно успешно использовать его для работ по черному и цветному металлу, дереву, кости, камню, стеклу, керамике, пластмассам и другим материалам.

Хотя приобрести такое устройство на современном рынке не сложно, многие поступают иначе и делают гравер своими руками. Самодельное устройство обойдется недорого и не вызовет особых проблем при изготовлении. Несмотря на простоту конструкции, самодельный гравер позволяет успешно выполнять такие же операции, что и гравер серийной модели.

Чтобы сделать простейший, но удобный в использовании функциональный гравер, вам потребуются комплектующие.
— Гибкий вал (находится в хозяйстве или приобретается).
— Рабочая насадка (изыскание или изготовление).
— Два шарикоподшипника диаметром 22 х 8 мм.
— Привод гравера.
— Набор инструментов, при помощи которых будет выполняться обработка. Для самодельной рабочей насадки подойдет любой инструмент с диаметром хвостовика от 1 до 3,5 мм.

Гибкий вал обладает повышенной жесткостью на кручение и малой на изгиб. К одному концу гибкого вала, присоединяется специальный патрон. Он оборудован простейшим цанговым зажимом, который применяется в качестве крепежного механизма для насадок, которые легко снимаются и устанавливаются. Другой конец гибкого вала соединяется с электроприводом посредством переходной муфты.
Гибкий вал возможно приобрести на AliExpress

Однако, в качестве гибкого вала для гравера, возможно использовать приводной вал от бормашины или вал для спидометра автомобиля или мотоцикла. Этот вариант мы и используем для нашей самоделки.

За счет гибкого вала прибор обладает преимуществом. Во время эксплуатации устройства отсутствует излишняя нагрузка на руки. Обусловлено это тем, что головка вала в несколько раз легче электроинструмента со встроенным приводом.

Изготовление рабочей насадки

Корпус рабочей насадки, в зажимном механизме которой будет фиксироваться режущий инструмент, также можно использовать от бормашины или изготовить самостоятельно. В нашем случае, он изготовлен из стали (воспользовался услугами токаря – соседа по гаражу). Такой вариант имеет свои плюсы — прочность и точность, но и минусы — больший вес. В связи с небольшими нагрузками, возможно изготовить корпус из цветного металла (например, более легких алюминиевых сплавов) или из бруска текстолита, просверлив в его внутренней части ступенчатое отверстие под подшипники и обработав наружный контур корпуса под свою руку для удобного удержания.

Резьбовая часть корпуса предназначена для его соединения с применяемым гибким валом спидометра и соответствует ему по резьбе. В нашем случае, это М18х1,5 длиной 10 мм. Корпус длиной 70 мм расточен под два шарикоподшипника диаметром 22 х 8 мм.
В качестве приводного вала с цанговым зажимом, который будет устанавливаться в корпус, применяем двухсторонний ручной инструмент со сменными цангами, используемый иногда для досверливания отверстий в платах. Пора этот инструмент механизировать.

Наружный диаметр трубки (рукоятки) корпуса инструмента — 8 мм, несколько увеличенный при выполнении операции накатки рифлений. Резьба цанг вворачиваемых в инструмент – М6. Разбираем инструмент и комплектуем сборку двумя шарикоподшипниками.

На ширину подшипника, для его плотной посадки, с краев трубки зачищаем рифления. Прессуем подшипник с одной стороны. Для фиксации вала при зажиме режущего инструмента в цанге, подбираем втулку подходящих размеров, устанавливаем ее на середине трубки и фиксируем штифтом. Сверлим через установленную втулку, по диаметру, сквозное отверстие 3,5 мм для установки стопора при зажиме.

В резьбовое отверстие трубки инструмента, с одной стороны (вместо цанги), вворачиваем отрезок медной трубки диаметром 6 мм. Для этого, на одном ее конце предварительно нарезаем резьбу М6, а другой конец аккуратно сжимаем до плотного вхождения квадрата на выходном конце гибкого вала спидометра. В итоге, полная длина приводного вала должна совпадать с длиной корпуса.

Измеряем расстояние от переднего торца трубки до отверстия под стопор. Собранный вал устанавливаем в корпус, до упора в заднюю стенку. Отмечаем на корпусе расположение стопорного отверстия. Извлекаем приводной вал и сверлим стопорное отверстие в корпусе. Смазав подшипники собираем рабочую насадку. Проверяем соосность отверстий под стопор. Если подшипники оказались незащищенными, вырезаем и устанавливаем, со стороны цанги, защитную шайбу из пластика или фетра.

После полной сборки корпуса рабочей насадки, открытый торец приводного вала должен совпадать с торцем корпуса, а обжатый торец медной трубки быть вровень с резьбовым торцем.

Устанавливаем цангу нужного размера.

Закрепляем на корпусе гибкий вал.

Для закрепления режущего инструмента

используем выколотку в качестве стопора.

Инструмент
В качестве инструментов, превращающих компактное гравировальное устройство в многофункциональное обрабатывающее приспособление, применяются:
— сверла, при помощи которых гравер превращается в минидрель;
— фрезы различной конструкции, позволяющие выполнять обработку плоских и фасонных поверхностей, а также отверстий, пазов и углублений разной конфигурации;
— дисковые инструменты, используемые для выполнения отрезных операций по материалам небольшой толщины;
— металлические щетки, которые применяются для зачистки обрабатываемых поверхностей от следов коррозии и других загрязнений;
— абразивные инструменты с рабочими головками круглой, полукруглой, овальной и цилиндрической формы, используемые для шлифовки и полировки поверхностей;
— инструменты с рабочей головкой конической формы для нанесения на поверхность обрабатываемого изделия надписей и узоров;
— инструменты, рабочая головка которых выполнена из войлока, для выполнения полировочных операций.

Достаточно качественные фрезы для гравировальных установок можно сделать из поломанных сверл, если придать их рабочей части требуемую конфигурацию, используя обычный точильный станок.

Привод приспособления
Приводной электродвигатель, в качестве которого можно использовать любой мотор, работающий от электрического тока напряжением 220 вольт. Это может быть двигатель от стиральной машинки или другой не используемой вами бытовой техники.

Оптимальным для самодельного гравера является электродвигатель от швейной машины, так как там возможно, в достаточно широких пределах регулировать скорость вращения вала. Такие двигатели, как правило, способны развивать скорость вращения вала до 6 тыс. об/мин, чего вполне достаточно для бытового гравера. С мягкими материалами лучше работать на медленных оборотах, так как высокая скорость вращения повлечет за собой перегрев инструмента или оплавление краев у обрабатываемого изделия. На средней скорости рекомендуется работать с металлом. Обрабатывать твердый природный камень лучше всего на максимальных оборотах.

В качестве привода для гравера можно использовать болгарку с «полетевшим» редуктором, дрель или шуруповерт.
Возможен и такой временный вариант применения

Читать еще:  Большие возможности небольшой мультиварки

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Как собрать самодельный гравер в домашних условиях

Граверы широко применяются в различных отраслях производства не только для гравировки различных материалов, но и для сверления миниатюрных отверстий, полирования, шлифования, фрезерования. Такие же операции с их помощью можно выполнять в домашних условиях. Если это требуется только изредка, или нужно просто сэкономить на покупке инструмента, то мини-дрель можно сделать самостоятельно из ненужной техники, которая часто лежит неиспользуемая в гаражах или кладовых комнатах. С помощью самодельных бормашин можно будет выполнять такие же операции, как и с заводским инструментом аналогичной мощности, только понадобится применять соответствующие насадки.

Изготовление лазерного гравера с ЧПУ на ардуино

Граверы по особенностям своего функционирования делят на фрезерные и лазерные. В первых материал обрабатывается различными насадками. В лазерных моделях всю работу выполняет лазерный луч — это бесконтактный способ гравировки. При этом такое устройство относится к категории высокотехнологичного оборудования. Но самодельный гравер возможно сделать и в домашних условиях.

Чтобы создать лазерный гравер своими руками, понадобятся следующие детали, инструменты и материалы:

  • шаговые электродвигатели из dvd-привода;
  • вычислительная платформа Arduino;
  • плата Proto Board с дисплеем;
  • концевые выключатели для двигателей;
  • лазерный модуль (например, мощностью 3 Вт);
  • устройство регулировки величины постоянного напряжения;
  • система охлаждения лазера;
  • MOSFET (транзистор);
  • платы для сборки элементов управления электродвигателями;
  • корпус;
  • зубчатые шкивы и ремни для них;
  • различных размеров подшипники;
  • доски из дерева: 2 штуки размером 135х10х2 см и еще две — 125х10х2 см;
  • 4 круглых металлических стержня сечением 10 мм;
  • смазка;
  • хомуты, болты с шайбами и гайками;
  • тиски;
  • слесарные инструменты;
  • сверла;
  • электролобзик или циркулярная пила;
  • напильники либо наждачная бумага;
  • компьютер или ноутбук.

Шаговые электромоторы можно взять не только из DVD, но и из принтера, который практически не используется.

Станок собирают по такому алгоритму:

  • создают основание;
  • монтируют направляющие с подвижными каретками;
  • собирают электрическую схему;
  • устанавливают нужные программы на компьютер;
  • проводят юстировку (настройку) лазерной головки;
  • проверяют работоспособность станка.

Схема подсоединения шаговых электрических моторов, взятых из струйного принтера либо DVD, показана на фотографии ниже.

Вся последовательность действий, позволяющая собрать лазерный гравер на arduino, в деталях продемонстрирована в видеоролике далее.

Созданный ЧПУ-гравер обойдется гораздо дешевле, чем любые лазерные модели заводского производства. Его можно будет использовать для изготовления печатей, для фоторезиста, для работ с деревом, фанерой, пластиком, картоном, пенополистиролом и пробковыми листами. Также возможно выполнение гравировки по металлу.

Сборка электрического гравера со штативом и гибким валом

Электрический гравер – это самая распространенная в домашних условиях разновидность данного рода инструментов. Чтобы сделать функционально полноценное устройство самостоятельно, способное соперничать с аналогами промышленного производства, понадобится электродвигатель, который работает от переменного тока 220 V. Такие электрические моторы можно взять со следующей техники:

  • катушечных магнитофонов советского образца;
  • DVD-проигрывателей;
  • стиральных машин;
  • угловых шлифовальных машин;
  • электрических швейных машин.

Последний вариант является оптимальным, потому что есть возможность регулировки числа оборотов в достаточно широком диапазоне с помощью встроенного реостата.

Для бытового использования достаточно бормашины со скоростью вращения двигателя на холостом ходу до 6 тысяч оборотов в минуту.

Держать в одной руке электромотор от любой из перечисленных разновидностей техники неудобно, а также в большинстве случаев просто невозможно. Поэтому понадобится гибкий вал для гравера. При этом общий вид будущего устройства получится, приблизительно, как на фотографии далее.

Функциональные возможности создаваемого приспособления для гравирования будут зависеть от применяемых при сборке материалов и механизмов. Мотор можно поставить на столе, но удобнее сделать штатив для гравера, вернее его подобие.

Изготовление гибкого вала

С гибким валом все относительно просто. Его можно сделать несколькими способами:

  • из старого приводного вала, например, от стоматологической бормашины;
  • воспользовавшись тросиком спидометра мотоцикла либо автомобиля.

Рабочую насадку на вал можно также использовать от бормашины либо изготовить самостоятельно из разных материалов, например, из дерева, текстолита, пластиковых труб. Из текстолита приспособление (ручку) для удержания оснастки делают так:

  • отрезают 2 текстолитовые платины (толщина листа должна быть около 1 см) размером примерно 2 на 10 см;
  • соединяют их вместе и обтачивают напильником или на наждаке снаружи, чтобы получился цилиндр;
  • протачивают с внутренней стороны пазы;
  • металлическими кольцами фиксируют части друг с другом;
  • в переднюю часть ручки вставляют трубочку, под патрон, состоящий из двух отдельных половинок, соединяемых при помощи болта.

В итоге получится рукоять, как на фото ниже.

Сделанное внутреннее отверстие между текстолитовыми пластинами должно быть такого сечения, чтобы не препятствовать свободному вращению тросика. В патрон можно будет вставлять насадки с диаметром хвостовиков от 2 до 5 мм.

Сборка гравировальной установки

Очень просто сделать штатив (основание для установки электродвигателя) из фанеры либо того же текстолита. Для этого поступают так:

  • вырезают из листа материала несколько кусков (достаточно 4) соответствующего электродвигателю размера;
  • к одному из фрагментов прикрепляют мотор с помощью хомутов;
  • собирают короб;
  • в передней части просверливают отверстие под гибкий вал.

Созданную конструкцию подвешивают к стене.

Удобно использовать заводской держатель на струбцинах для гравера, если позволяют размеры электродвигателя. Крепление подсоединяется к любому столу. Но такое приспособление потребуется приобрести дополнительно.

Дальнейшую сборку гравировального устройства выполняют в такой последовательности:

  • с помощью муфты, созданной из просверленного болта, соединяют тросик с валом электродвигателя;

  • одевают на тросик резиновый шланг соответствующего диаметра и присоединяют к нему сделанную ручку;

  • устанавливают пусковую кнопку;
  • подсоединяют оборудование к сети;

  • проверяют работоспособность сделанного приспособления.

Самодельная бормашина позволит обрабатывать древесину, кость, метал, стекло, пластик, керамические заготовки, а также разные металлы, природный и искусственный камень.

Можно также применять при создании самодельных прямошлифовальных машин электромоторы, рассчитанные на 380 V, но если их можно приспособить на 220. В таких случаях понадобится дополнительно повозиться. Информации по данному вопросу много как в интернете, так и в книгах по электротехнике.

Делаем мини-дрель из моторчика

Случается, что в домашних условиях требуется сделать маленькие отверстия в дереве либо пластике, при этом сверла от дрели не подходят. В таких случаях поможет самодельная мини-дрель из моторчика. С ее помощью может также выполняться гравировка по дереву. А если присутствует интерес к радиолюбительству, то используя созданный инструмент можно сверлить и резать платы.

Чтобы создать самодельное приспособление, потребуется взять миниатюрный электродвигатель от старого магнитофона. Подойдут даже различные модели моторчиков от детских игрушек. Если в качестве привода использовать мини-двигатель от магнитофона на 12 V, то еще потребуются такие материалы и детали:

  • блок питания или несколько батарей (аккумулятор) с выходом 12 V;
  • отрезок трубы из пластика (около 10 см длиной) таким сечением, чтобы внутрь можно было вставить миниатюрный электромотор;
  • термоустойчивый клей;
  • кнопка включения;
  • проводки для электрических соединений.

Мини-дрель своими руками собирают, действуя по следующему алгоритму:

  • с помощью электродрели или ножа в трубке делают отверстие под переключатель;
  • смазывают моторчик клеем, чтобы зафиксировать его внутри будущего корпуса;

  • вставляют электродвигатель в трубку;
  • любой из проводов, по которым осуществляется питание моторчика, высовывают в просверленное в корпусе ранее отверстие, а другой конец оставляют с задней стороны корпуса;

  • в отверстие под кнопку вставляют один проводок от блока питания;
  • припаивают с помощью паяльника к высунутым концам переключатель, аккуратно изолируя при этом контакты;

  • оставшиеся с торца трубки два проводка (от кнопки и моторчика) подсоединяют к разъему для подсоединения блока питания;

  • отрезают горлышко от любой пластиковой бутылки;
  • делают в крышке по центру отверстие под разъем и склеивают данные детали;
  • приклеивают горлышко к трубке;

  • подключают собранную мини дрель к блоку питания;

  • нажатием кнопки проверяют работоспособность самоделки.

Вольтаж питающего блока следует подбирать, чтобы он соответствовал рабочему напряжению используемого электромоторчика.

Чтобы сделать мини дрель автономной, достаточно просто приспособить к ней батарейки.

Самодельный дремель из дрели и блендера

Если имеется старый либо ненужный блендер, то из него также несложно сделать мини-дрель. У этого бытового прибора уже есть удобная рукоять. Кроме самого блендера, понадобятся еще такие приспособления и дополнительные детали:

  • инструменты, чтобы разобрать устройство (отвертки с разными наконечниками, плоскогубцы);
  • штангенциркуль либо линейка;
  • цанговый патрон;
  • паяльник с набором для пайки;
  • нож;
  • напильник для финишной обработки, наждачная бумага;
  • переключатель.

Можно обойтись и без последней детали, но тогда потребуется во время работы с прямошлифовальной машиной постоянно зажимать рукой кнопку включения.

Гравер из блендера создают так:

  • аккуратно разбирают бытовую технику;
  • достают внутренние детали: электродвигатель и печатную плату, которая управляет работой устройства;
  • используя штангенциркуль, измеряют диаметр шпинделя, чтобы приобрести подходящий под него цанговый патрон;
  • если электромотор загрязнен чем-либо, например, ржавчиной, то его тщательно, с осторожностью, чтобы не повредить обмотки, очищают;
  • фиксируют купленный цанговый патрон (либо сделанный самостоятельно) на шпинделе;
  • кнопку включения, уже имеющуюся на блендере, заменяют переключателем: перепаивают контакты проводов;
  • приспосабливают в корпусе бытового прибора отверстие под новый переключатель;
  • устанавливают электродвигатель с платой на свои места внутри корпуса;
  • собирают инструмент.

В зависимости от модели переделываемого блендера может понадобиться сделать дополнительные отверстия в его корпусе, либо расширять с помощью напильника уже существующие. Проделать это не составит никаких проблем

Весь описанный процесс сборки дремеля из блендера детально продемонстрирован в видеоролике ниже.

Можно не переделывать блендер, а просто подсоединить к нему гибкий вал для гравера заводского производства. Способ состыковки показан в ролике далее.

Можно также изготовить гравер из дрели. Сборка вариантов с гибким валом и без него показана в следующих видеороликах.

Изготовление гравера из 3D-принтера

Обыкновенный 3D-принтер является хорошей основой для создания гравера, с помощью которого можно будет резать различные материалы, делать поделки и выполнять другие операции. Чтобы модернизировать имеющееся устройство, потребуется дополнительно установить плату, которая будет питать оперативные цепи оборудования и лазерный модуль.

Гравировальный станок, созданный из 3D-принтера, продемонстрирован в следующем видеоролике.

Кроме рассмотренных простейших способов создания самодельной гравировальной машинки из 3D-принтера, маленького электромотора, небольшого электродвигателя, блендера и дрели существуют также другие варианты. При этом за основу используют как данную технику, так и другие электроинструменты. Народные умельцы постоянно придумывают новые модификации, проявляя конструкторскую фантазию. Реализуя на практике любой из приведенных вариантов или самостоятельную разработку, следует обеспечить безопасность создаваемой самоделки. Для этого необходимо хорошо изолировать электрические контакты и надежно выполнить сборку оборудования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector