如何用 DVD-ROM 製作迷你雷射雕刻機套件?
您正在建造自己的迷你雷射切割機嗎?請參閱此 DIY 指南,了解如何使用 DVD-ROM 製作小型雷射雕刻機套件,包括零件組裝、軟體安裝和調試以及加工操作。
介紹
我懷疑有人能用 2 個舊 DVD-ROM(可選 CD-ROM 和 DVD-RW)和一些小零件製作桌上型雷射雕刻機套件。於是自己動手,歷時5天(包括買東西和其他快遞的時間),終於DIY了一套雷射雕刻機套件。蠻有成就感的,現在就手把手地教你們。
網路上有各種關於利用廢棄光碟機改造雷射雕刻機的文章, 雷射切割機但現有的文章不是不清楚,就是成本高,工具多。本文整合資源,選擇最佳方案,採用簡單低成本的修改方法,僅供參考。
這裡我將展示如何製作一個簡單的 雷射雕刻機 使用舊桌上型電腦拆解的DVD-ROM,使用Arduino作為主控制器,GRBL軟體控制步進馬達的運動和雷射模組的運行,可用於雕刻和切割木材、紙張、皮革、壓克力和塑膠。
物品清單
這裡已經盡可能地考慮了所有可能需要的項目。除了護目鏡之外,其他工具都不需要。它們是在建造過程中使用的,因此順便列出了它們。
組件清單
項目 | 數量 | 備註 |
Arduino控制板 | 1 | |
數控盾構V3 | 1 | |
A4988驅動模組 | 2 | DRV8255也可以用,A4988就夠了,這2個驅動直接插在CNC Shield V3裡就可以了。 |
DVD-ROM | 2 | 也有人用DVD-RW來換雷射頭,但這需要較強的動手能力。不建議初學者使用。 |
250mV 650nm 雷射應用 | 1 | |
12mm 雷射輻射器 | 1 | |
MOS觸發開關驅動模組 | 1 | 將 PWM 訊號轉換為雷射電壓。 |
12V電源 | 1 | 可以使用鋰電池或12V電源匹配器。 |
必備工具
1.萬用電表。
2.烙鐵。
3.膠槍。
4.迷你電動研磨機。
5.650nm 雷射護目鏡(雷射會對眼睛造成不可逆的傷害,確保每個人在打開雷射電源前都戴上雷射護目鏡,並確保護目鏡能夠保護 650nm 雷射波長)。
DIY步驟
步驟 1. 拆卸 DVD-Rom
1.1. DVD-Rom 驅動器所需的只是步進馬達組件和雷射二極體。我很遺憾地發現我的 DVD-Rom 帶有一個很難操作的塑膠零件。所以我拆開了 3 個 DVD-Rom 驅動器,只使用了兩個的零件。拆卸過程非常困難,我打開過的大多數 DVD-Rom 驅動器都是如此。
1.2.卸下驅動器底部的螺絲後,您就可以像掀開蓋子一樣將其掀開。您很可能會在底蓋下看到 2 個電路板,但對我們來說它們都沒用。但請記住保留其他有用的部件以用於其他手工項目。例如,有一個小型直流馬達值得留在前電路板下方。
1.3.現在您應該卸下前面板和前托盤。當您拉出托盤時,前面板會鬆動(只需使用髮夾和前面板上的小孔即可)。
1.4.接下來的步驟將需要拆下螺絲,也許還需要用蠻力。拆下兩塊電路板。請小心連接到步進馬達的電纜。該馬達需要拆下。
1.5.如果您將 DVD-Rom 驅動器正面朝上放置並拆下頂蓋,您應該會找到我們正在尋找的東西 - 步進馬達組件。旋開螺絲,取出就可以了。
1.6.現在我們已經把步進馬達組件取出來了,接下來就該進行清潔了。拆下主軸電機,它可能會有用,但我發現它驅動起來太麻煩了,所以我放棄了它們。它們通常用 3 顆非常小的螺絲固定,但有時它們是更大組件的一部分,因此在拆卸它們時要小心不要折斷支撐鏡頭的 2 根桿。
1.7.至於鏡片,就用最合適的方法把它取下來,我們需要留下一個光滑的表面,然後在上面連接一些其他的部件。小心不要損壞 DVDR 驅動器的雷射二極體。
步驟 2. 焊接步進馬達電纜
拆解結構中,步進馬達的位置如圖所示:
不同光碟機的步進馬達不一樣,所以線序不好確定,但我們可以觀察從步進馬達引出的電纜,按照電纜的焊接順序即可。 (首先不考慮接線問題)
步驟 3. 連接電路
電路連接如圖:
將萬用電表調至通斷檔,將萬用電錶的正極和負極連接到相鄰的2個接腳。萬用電表的聲音都是通道,也就是同一個線圈。該步進電機是4線2相步進電機,帶有2組線圈,我們只需要確定一下。
專案中需要用到的A4988步進馬達驅動模組。
管腳定義和細分解析度配置。
A4988典型應用電路圖。
CNC Shield V3 相關功能的接腳定義。
Arduino UNO R3 腳位定義。綠色標記是 Arduino 的引腳定義,紫色標記是CNCShield V3 的引腳定義。
以下是需要用到的Arduino UNO R3、CNC Shield V3以及繼電器模組。安裝時,只需將CNC Shield V3插入Arduino UNO R3對應的介面插座即可。
將X、Y軸步進馬達運動機構和雷射模組安裝在事先準備好的支架上。
步驟4.GRBL韌體燒錄
韌體可以使用XLoader燒錄,也可以使用Arduino IDE編譯並上傳。
本作品使用XLoader進行燒錄,GRBL韌體版本號為grbl_v0_9j,其他韌體版本類似,請自行測試。
方法一:XLoader燒錄
1. 準備XLoader燒錄器,grbl_v0_9j.hex韌體。
2.Arduino控制板連接電腦USB串列埠。
3. 開啟 XLoader 燒錄器,選擇 grbl_v0_9j.hex ,然後點選上傳進行燒錄。
4.軟體燒錄成功並再次上電後,串列埠會輸出以下資訊。注意波特率應設定為115200。
方法二:Arduino IDE編譯
1.在 Github (https://github.com/gnea/grbl) 上下載 grbl_v1_1h.zip 檔案。
2.開啟Arduino IDE,選擇Project -> Load Library -> Add .ZIP Library,選擇下載的壓縮套件。
3.選擇檔案->範例->grbl->grblUpload
4.點選上傳按鈕上傳,設定檔在config.h中,這裡不需要修改,使用預設設定即可。
步驟 5. 韌體測試
韌體上傳成功後,即可設定韌體並開啟GRBL上位機軟體CNCjs(這裡使用CNCjs作為測試軟體,其他GRBL控制軟體同理使用,目的是發送g程式碼或arduino的設定說明,可以參考學習使用)。
5.1.連接阿杜伊諾。
5.2.配置 GRBL 韌體。
在控制台中輸入以下命令:
$100 = 106.666 (x,步長/mm) //設定X軸速度。
$101 = 106.666(y,步長/mm) //設定Y軸速度。
$130 = 36.000(x最大行程,mm) //設定X軸最大行程。
$131 = 36.000(y max trip, mm) //設定Y軸最大行程。
5.3.測試韌體。
使用座標軸組件中的移動按鈕檢查移動行程是否正確。如果移動行程不正確,請調整X軸和Y軸的移動速率。
使用雷射器組件中的【雷射測試】和【雷射關閉】測試雷射是否能夠成功開啟和關閉(開啟雷射前請務必配戴護目鏡)。
步驟 6. 框架結構
這裡的製作沒有使用其他材料,都是利用廢棄的光碟機外殼打造而成,因此雷射蝕刻機框架並不複雜,採用熱熔膠連接。只要實現X軸、Y軸的靈活移動即可。
準備一塊合適尺寸的背板(這裡用光碟機盒)貼在底部滑塊上,用紮帶將組裝好散熱器的雷射頭綁在左右移動滑塊上,Y這裡的-軸驅動背板前後移動, X軸驅動雷射頭左右移動。
至此,所有硬體部分都連接完畢。如果沒有意外的話,雷射雕刻系統可以正常運作。
步驟7.雕刻與調試
雕刻時只需將G程式碼檔案載入到上位機軟體(CNCjs)中,點擊運行即可。產生G程式碼的方法很多,大家可以自行搜尋。
接下來是令人興奮的時刻,您可以在木材、MDF、膠合板、壓克力、塑膠和其他材料上列印一些您喜歡的文字或圖形。
要考慮的事情
1.在決定離開之前,您需要明確的是,這款雷射雕刻機的功率只能雕刻壓克力、皮革和不反射藍色、綠色或黑色等紅光的小木片。行程為37mmX37mm。只能用於學習和測試,不可用於商業用途。
2.重要的事情說3遍:打開雷射電源前務必戴上護目鏡,並提醒周圍的人注意雷射雕刻和切割的危險。
3.如果步進馬達很熱,需要用十字螺絲起子旋轉A4988驅動器上的電位器,以減少工作電流。
看完以上內容,你是不是覺得自己製作這樣一台雷射雕刻機是不是很簡單呢?如果你也有興趣的話,趕快也做一個吧。