如何利用 DVD-ROM 制作小型激光雕刻机?

最后更新日期: 2023-08-31 通过 6分钟阅读

如何用 DVD-ROM 制作迷你激光雕刻机套件?

您是否正在打造自己的迷你激光切割雕刻机?查看本 DIY 指南,了解如何使用 DVD-ROM 制作小型激光雕刻机套件,包括零件组装、软件安装和调试以及机械加工操作。

介绍

我很怀疑有人能用2张旧DVD-ROM(CD-ROM和DVD-RW可选)和一些小零件做出一个台式激光雕刻机套件。所以我自己做了,花了5天时间(包括买东西和其他快递的时间),终于DIY了一个激光雕刻机套件。很有成就感,现在我来手把手教你。

互联网上有各种关于使用废弃光驱改装激光雕刻机的文章, 激光切割机但现有的文章要么讲解不清,要么成本高且工具繁多,本文整合资源,选择最优方案,采用简单且成本低廉的修改方法,仅供参考。

在这里我将展示如何制作一个简单的 激光雕刻机 使用从旧台式电脑拆下来的DVD-ROM,以Arduino作为主控制器,使用GRBL软件控制步进电机的运动和激光模块的操作,可以用来雕刻和切割木材、纸张、皮革、丙烯酸和塑料。

物品清单

所有可能需要的物品都尽可能的考虑到了,除了护目镜,其他工具都不是必须的,都是搭建过程中会用到的,所以顺便列出来。

组件清单

名称数量备注
Arduino 控制板1
数控盾V31
A4988 驱动模块2DRV8255也可以用,A4988就够了,这2个驱动可以直接插到数控Shield V3里。
DVD-ROM光碟2也有人用DVD-RW来换激光头,但是需要很强的动手能力,不建议初学者使用。
250mV 650nm 激光1
12mm 激光辐射器1
MOS触发开关驱动模块1将PWM信号转换为激光电压。
12V电源1可以使用锂电池或者12V电源匹配器。

必备工具

1.万用表。

2.烙铁。

3.胶枪。

4.迷你电动研磨机。

5.650nm 激光护目镜(激光会对眼睛造成不可逆的伤害,确保每个人在打开激光电源前都佩戴激光护目镜,并确保护目镜能够保护 650nm 激光波长)。

DIY步骤

第一步、 拆卸 DVD-Rom

1.1. DVD-Rom 驱动器中只需要步进电机组件和激光二极管。我没有找到我的 DVD-Rom 附带的塑料部件,这非常难拆卸。所以我拆开了 3 个 DVD-Rom 驱动器,只使用了两个的零件。拆卸过程非常困难,我拆开的大多数 DVD-Rom 驱动器都是如此。

1.2. 卸下驱动器底部的螺丝后,您可以像掀开盖子一样将其掀开。您很可能会在底盖下看到 2 块电路板,这两块电路板对我们来说都没用。但请记住保留其他有用的部件以用于其他手工制作项目。例如,有一个小型直流电机值得留在前电路板下。

1.3. 现在你应该把前面板和前托盘一起拆下来。当你拉出托盘时,前面板就会松动(只需使用发夹和前面板上的小孔即可)。

1.4. 接下来的步骤需要卸下螺钉,也许还需要一些蛮力。卸下两个电路板。小心连接步进电机的电缆。这个电机需要拆下。

1.5. 如果你将 DVD-Rom 驱动器正面朝上放置并卸下顶盖,你应该会找到我们要找的东西 - 步进电机组件。拧下螺丝,然后将其取出。

1.6. 现在我们已经拆下了步进电机组件,是时候进行一些清洁了。拆下主轴电机,它可能很有用,但我发现它太笨重了,无法驱动,所以我放弃了它们。它们通常用 3 个非常小的螺丝固定,尽管有时它们是较大组件的一部分,因此在拆卸它们时要小心,不要折断支撑镜头的 2 个杆。

1.7. 至于镜头,就用最合适的方法把它拆下来,留下一个光滑的表面,然后再在上面连接一些其他部件。注意不要损坏DVDR驱动器的激光二极管。

第二步、焊接步进电机电缆

拆解结构中,步进电机的位置如图所示:

焊接步进电机电缆

不同光驱的步进电机不一样,所以线序不好确定,不过我们可以观察从步进电机引出的线缆,按照线缆的焊接顺序就可以了。(先不考虑接线问题)

第三步、连接电路

电路连接如图所示:

1667456614172142.jpg

将万用表调到通断档,将万用表正负极接在2个相邻的引脚上,万用表发出的声音就是通道,也就是同一个线圈。此步进电机是4线2相步进电机,有2组线圈,我们只要确认一下就可以了。

项目中需要用到的A4988步进电机驱动模块。

A4988步进电机驱动模块

引脚定义及细分分辨率配置。

引脚定义及细分分辨率配置

A4988典型应用电路图。

A4988典型应用电路图

数控Shield V3相关功能的管脚定义。

数控Shield V3相关功能管脚定义

Arduino UNO R3 引脚定义。绿色标记表示 Arduino 的引脚定义,紫色标记表示数控Shield V3 的引脚定义。

Arduino UNO R3 引脚定义

以下是需要用到的Arduino UNO R3、数控Shield V3、以及继电器模块,安装时只需将数控Shield V3插入Arduino UNO R3对应的接口插座即可。

Arduino UNO R3 和数控Shield V3

将X、Y轴步进电机运动机构及激光模块安装到之前准备好的支架上。

X、Y轴步进电机运动机构

第四步、 GRBL 固件烧录

固件可以使用XLoader烧录,或者用Arduino IDE编译并上传。

本作品采用XLoader进行烧写,GRBL固件版本号为grbl_v0_9j,其他固件版本类似,请自行测试。

方法一:XLoader刻录

1.准备XLoader刻录机,grbl_v0_9j.hex固件。

2、Arduino控制板连接到电脑USB串口。

3.打开XLoader烧录器,选择grbl_v0_9j.hex ,点击上传进行烧录。

4、软件烧写成功后,再次上电,串口会输出如下信息,注意波特率要设置为115200。

XLoader 刻录

方法2:Arduino IDE编译

1.在Github(https://github.com/gnea/grbl)上下载grbl_v1_1h.zip档案。

2.打开Arduino IDE,选择Project -> Load Library -> Add .ZIP Library,选择下载的压缩包。

3.选择文件->示例->grbl->grblUpload

4.点击upload按钮进行上传,配置文件在config.h中,这里不需要修改,使用默认配置即可。

第五步、固件测试

固件上传成功后,即可设置固件,打开GRBL上位机软件数控js(这里使用CNCjs作为测试软件,其他GRBL控制软件使用方法相同,目的是给arduino发送g代码或者设置指令,可以参考学习使用)。

5.1. 连接Arduino。

5.2. 配置 GRBL 固件。

在控制台中输入以下命令:

$100 = 106.666 (x, 步长/毫米) //设置 X 轴速度。

$101 = 106.666 (y, step/mm) //设置 Y 轴速度。

$130 = 36.000(x 最大行程,mm)//设置 X 轴最大行程。

$131 = 36.000 (y 最大行程,mm) //设置 Y 轴的最大行程。

5.3. 测试固件。

使用坐标轴组件中的移动按钮检查移动行程是否正确,若移动行程不正确则调整X、Y轴的移动速度。

使用激光器组件中的【激光器测试】与【激光器关闭】测试激光器是否能够成功开启与关闭(开启激光器前请务必佩戴护目镜)。

第六步、框架结构

这里制作没有用到其他材料,全部利用废弃的光驱外壳打造,所以激光蚀刻机架并不复杂,采用热熔胶连接。只要实现X轴、Y轴的灵活移动即可。

DIY 激光雕刻机套件

DIY激光雕刻机

准备一块合适大小的背板(这里用的是光驱的外壳)粘在底部滑块上,用扎带把装好散热片的激光头绑在左右移动的滑块上,这里的Y轴带动背板前后移动,X轴带动激光头左右移动。

激光雕刻机框架

激光雕刻头

至此,所有硬件部分都连接好了,如果没有意外的话,激光雕刻系统就可以正常工作了。

第七步、雕刻与调试

雕刻只需要将G代码文件加载到上位机软件(CNCjs)中点击运行即可。生成G代码的方法有很多,大家可以自行搜索。

接下来是激动人心的时刻,您可以在木材、中密度纤维板、胶合板、丙烯酸、塑料和其他材料上打印一些您喜欢的文字或图形。

要考虑的事情

1、在决定离开前,需要明确此款激光雕刻机的功率只能雕刻不反射蓝、绿、黑色等红光的亚克力、皮革、小木片,行程为37mmX37mm,仅可用于学习测试,不可商用。

2、重要的事情说3遍:打开激光电源前务必佩戴护目镜,并提醒周围的人注意激光雕刻和切割的危险。

3、如果步进电机发烫,需要用十字螺丝刀旋转A4988驱动器上的电位器,以降低工作电流。

看完上面的内容,你是不是觉得自己制作一台这样的激光雕刻机很简单呢?如果你感兴趣的话,赶紧也做一个吧。

如何操作激光雕刻机?

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等离子切割在金属加工中的优缺点

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