Пиропринтер своими руками на ардуино

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 09.09.2024

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: