如何用DVD-ROM製作小型雷射雕刻機?

最後更新: 2023-08-31 6分鐘閱讀

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V31
A4988驅動模組2DRV8255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-ROM2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:

焊接步進馬達電纜

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:

1667456614172142.jpg

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。

A4988步進馬達驅動模組

管腳定義和細分解析度配置。

腳位定義及細分解析度配置

A4988典型應用電路圖。

A4988典型應用電路圖

CNC Shield V3 相關功能的接腳定義。

CNC Shield V3相關功能腳位定義

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。

Arduino UNO R3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。

Arduino UNO R3 和CNCShield V3

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。

X、Y軸步進馬達運動機構

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。

XLoader燃燒

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。

DIY 雷射雕刻套件

DIY雷射雕刻機

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。

雷射雕刻機框架

雷射雕刻頭

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。

如何操作雷射雕刻機?

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