Электрогравер своими руками

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.

Делаем простую бормашину, практически из хлама

Бормашина или гравер — великое подспорье в «настольных» работах. В самом деле, в широкой продаже существует множество разнообразных насадок и их наборов, позволяющих резать различные материалы, зачищать, шлифовать, гравировать, опять же сверлить, всякие мелочи, часто в весьма труднодоступных местах. Бормашина может с успехом применяться в ювелирном деле, радиолюбительской практике, моделизме, мелкой слесарной и столярной работе, при работе со стеклом. Это действительно универсальный инструмент, здорово способствующий целостности пальцев и при мелкой работе, хорошо бы всегда иметь его наготове, под рукой.

Существуют граверы «широкого потребления» — напоминающие уменьшенную электродрель, 3-4 см толщиной. Коллекторный моторчик позволяет без особенных затей получить высокие обороты, цанговый зажим с набором из нескольких цанг, легок и прост. Несмотря на всего, несколько сотен ватт мощности, машинка в таком виде, не особенно удобна для работы, поэтому, в комплекты, часто входит гибкий вал и кронштейн для подвеса машинки.

Хрестоматийная сетевая мини-дрель — гравер, комплект.

Не смотря на добавки повышающие удобство, предпочтительной конструкцией бормашины, видится ювелирный вариант, изначально предназначенный для подвешивания и работы с гибким валом.

Включение и регулирование оборотов такой машинки осуществляется педалью, что также представляется весьма удобным.

Итак. Здесь рассмотрено изготовление самодельной бормашины подобной ювелирной, из готовых, узлов, преимущественно, от вышедшей из строя техники. Можно сказать — из накопившегося хлама. Специально приобретен, только гибкий вал — на любимом и родном китайском сайте. Поводом стал выход из строя фабричного гравера — мини-дрели. Его комплект гибкого вала не предполагал, а приобрести соответствующий не удалось. Приходилось орудовать «тушкой» — не особенно удобно, но выхода не было. Тем не менее, польза от машинки была несомненная, а при некоторых работах, инструмент был просто незаменим. От гравера, в наследство остался изрядный комплект инструмента.

Что потребовалось для работы:

• Обычный набор мелкого слесарного инструмента;
• набор инструмента для электромонтажа;
• УШМ.

• Гибкий вал;
• пригодились поломанный блендер;
• педаль от электропривода швейной машины;
• крепеж;
• липкая лента.

От вышедшего из строя комплекта для электрификации швейной машинки, осталась педаль включения с проводами и разъемами. Педаль, после исследования, признана удовлетворительного исполнения — керамический выключатель — регулятор внутри, металлический корпус на который не страшно наступать, провода и разъемы достаточной мощности, даже ответный разъем нашелся.

Главным героем конструкции, является, конечно же мотор. Здесь, практически без изменений применяется «ручной» блендер — его металлический присоединяемый вал с ножами, заклинило в пластиковой втулке. Неремонтопригодная конструкция, не позволила восстановить узел, и кухонную штуковину пришлось комиссовать. Мотор блендера, тем не менее, остался, как Владимир Иллич — живее всех живых, и вполне подходящий для нашего применения — коллекторный быстроходный, 300 Вт, работает очень тихо для своего типа.

У присоединяемой пластиковой «ноги» отрезал верхнюю часть (длинная стрелочка), так, чтобы ручка имеющегося гибкого вала проходила через узкую его часть. Маленькой стрелочкой, показан заклинивший узел.

Существенной задачей, при изготовлении машины, является присоединение гибкого вала к мотору — обороты большие, требуется хорошая соосность и отсутствие эксцентриситета. Можно приобрести любого нужного диаметра соединительные муфты, здесь, однако, решил обойтись штатными деталями.

На оси мотора, укреплена переходная, для присоединения штатного блендерного ножа, втулка из прочного вязкого пластика. Снять ее простыми средствами не удалось, решено было оставить и применить. Внутренний диаметр втулки оказался чуть меньше присоединительного диаметра гибкого вала. Решено было несколько подточить его хвост, для плотной посадки во втулку. Стачивал лишнее на вращающемся валу, включив его наоборот — крутя за сторону с ручкой, держа в руках обратную сторону. В качестве привода, использовал сверлильный станок, настроенный на 3000 об/мин.

Нижнюю часть ручки следует зафиксировать, иначе, ее будет сильно болтать — вплоть до повреждения цанги. В сверлильном станке, зафиксировать ручку оказалось довольно просто — пропустил ее через центральное отверстие в опорной поверхности, диаметр его, оказался близким. В цанге гибкого вала, был установлен держатель абразивных дисков, его торчащую часть и зажал в сверлильный патрон.

Стачивать пришлось около 1 мм. Делать это вращающимся валом на неподвижном абразивном бруске оказалось малопродуктивно, пришлось вспомнить точение вращающихся железок УШМ. Дело было так — рядом со сверлильным станком, поудобнее положил маленькую «болгарку», так, чтобы придерживать ее одной рукой. Примерился, включил сверлильный станок, включил болгарку, и вращающимся валом, делал этакие скользящие движения по краю абразивного диска. Обязательно применение наушников и защитного щитка для глаз. Примерять почаще!

После подгонки диаметра вала, очень плотно посадил его во втулку — поверхность после болгарочного точения получается грубой и трения вполне хватало для нормальной работы, так и работал некоторое время. Для установки штифта аккуратненько просверлил втулку вместе с валом сверлом ø0,5мм и забил в отверстие нетолстый гвоздик. Вошел с натягом, выступающий край, плоскогубцами загнул на втулку.

Мотор с заштифтованой втулкой примерил в корпусе, убедился, что ничего нигде не цепляет. Можно попробовать включить. Да, перед сборкой корпуса, закоротил штатную кнопку — здесь пластиковый толкатель на корпусе прижимает гибкую бронзовую полоску к торчащей «перемычке» на платке сетевого фильтра. Залудил их и спаял насмерть — включение у нашей машины будет внешнее — педалью.

После сборки корпуса, нужно зафиксировать неподвижный конец гибкого вала, иначе, при работе мотора его сильно трясет, здесь, использовал штатную деталь блендера — кусок присоединяемой ноги с ножами.

Плотное соосное фиксирование, было обеспечено любимым материалом самодельщиков всех времен и народов (хотя у них там, наверное, это скотч). Даже вот синего цвета нашлась — классика. Уплотнял так — делал намотку несколько больше нужной — конус не «садился» на место, потом по одному слою отматывал, до плотной посадки пластиковой детали. Начинал с нижней. Получилось чудо как хорошо. Никакой вибрации.

Вилку от моторной части бормашины, решил приделать снизу, к рабочему столу, посему, дополнил ее текстолитовым основанием – к счастью, в вилке имелись крепежные отверстия, хорошо подошли винты М3.

— А где же ваша кроватка? — спросила Маша.
— В том-то и дело, — засмеялась Летучая Мышь, — что я обхожусь без всякой кроватки. Ах, какие чудесные сны снятся мне! Стоит только взобраться под самый потолок, уцепиться лапками вон за тот гвоздик и повиснуть там вниз головой. Всё снится вверх ногами. Ну что же ты стоишь? Полезай ко мне наверх, я уступаю тебе свой любимый гвоздик!

Галина Лебедева — Как Маша поссорилась с подушкой.

С подвешиванием мотора намучался — сделал и срезал несколько вариантов из самодельных жестяных хомутов — не понравилось. Простым и дешевым вариантом из металла, следует признать хомут с червячным винтовым зажимом. По бокам на него можно припаять проволочную петельку. Под хомут хорошо бы подложить нечто эластичное — листовую резинку или намотать материала всех времен и народов.

Хомута соответствующего диаметра под рукой не нашлось, чтобы машинка не валялась, сделал временное крепление из веревочек, но оно оказалось настолько простым и удачным, что оставил его насовсем. Фактически — это веревочное кольцо, на противоположных сторонах которого сформованы две самозатягивающихся петли. Для подвеса, к деревянному столбу рабочего стола-стеллажа привинчен саморез с широкой шляпкой, для листовых материалов. Под шляпку подложена увеличенная, «кузовная» шайба М6.

Получилось, что-то вроде ушка для подвешивания, вроде как у книжной полки на «реверсе». Машинка своим весом удерживает карабин в нужном положении, при необходимости мотор снять с гвоздика, его нужно приподнять, а карабин с шайбой, расстегнуть на манер, пуговицы в пальто — получилась дополнительная страховка от соскакивания. Веревочка, позволяет мотору беспрепятственно отклоняться, вслед за гибким валом.

Сетевую вилку блендера отрезал, конец провода разделал для подключения к вилке — сформовал на 3 мм сверле петельку, опаял, обжал плоскогубцами, удалил остатки флюса, а как же.

Разъем для присоединения педали, привинтил под столом, так, чтобы не пнуть его коленом, с правой стороны — чтобы педаль была под правой ногой, мне так показалось удобнее.

Получилось очень хорошо — хвост бормашины в «транспортном положении» свободно свисает, не доставая до пола, протянув руку, удается без труда достать ручку, нащупать ногой педаль под столом, тоже просто. Включив бормашинку в сеть перед работой, в любой момент можно ей воспользоваться, при этом она под рукой, но совершенно не занимает полезного места.

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.

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.

ЖИЛЬЦОВ ДМИТРИЙ

ЛАЗЕРНЫЙ ГРАВЕР 2500 мВт СВОИМИ РУКАМИ

ВСТУПЛЕНИЕ

В предыдущей статье я описал опыт сборки и наладки гравера из китайского набора. Поработав с аппаратом, понял, что в моей лаборатории он будет не лишним. Задача поставлена, буду решать.

На горизонте два варианта решения — заказ набора в Китае и разработка собственной конструкции.

НЕДОСТАТКИ КОНСТРУКЦИИ С ALIEXPRESS

Как и писал в предыдущей статье, набор оказался вполне работоспособным. Практика работы со станком выявила следующие недостатки конструкции:

1. Плохо проработана конструкция каретки. На видео в предыдущей статье это хорошо заметно.
2. Ролики подвижных узлов крепятся на панелях винтами М5 и связаны с панелью только с одной стороны. При этом, как ни затягивай винты, остается люфт.

ПЛАСТИКОВЫЕ ДЕТАЛИ

Поскольку каркас из станочного профиля вполне достойный, устранить выявленные недостатки получилось переработав пластиковые детали.

Держатель лазера я достаточно хорошо описал в предыдущей статье. Также в конструкцию я добавил дополнительную деталь, связывающую все четыре ролика на правой и левой панелях. Деталь позволила исключить люфты при перемещении панелей.

Все детали имеют достаточно простые формы и не требуют поддержек и других сложностей при печати.

Набор пластиковых деталей в интернет-магазине немного отличается от представленных в статье — представлены модернизированные детали. Усилены втулки под ролики, добавлены упоры гаек.

Модели пластиковых деталей из статьи доступны для печати:

ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ

Работу гравера и его внешний вид можно оценить в следующем видео.

КОНСТРУКЦИЯ ГРАВЕРА

Каркас гравера построен на станочном алюминиевом профиле 20х40. Детали, несущие подвижные части гравера выполнены на 3D принтере. Подвижные части перемещаются на стандартных роликах. Каретка, несущая лазерный модуль позволяет регулировать высоту лазера над рабочим столом, что позволяет фокусировать мощность лазерного луча в достаточно большом диапазоне.

Сборка конструкции показана в формате 3D PDF.

Конструкция весьма простая. По этой причине много времени и мучений на сборку не уйдет, если соблюдать рекомендованную последовательность сборки.

ШАГ 1. КАРКАС

Как описано выше, каркас построен из конструкционного профиля 20х40. Для скручивания профиля между собой используются внутренние уголки.

На более длинных деталях в центральных отверстиях торцов нарезана резьба для монтажа ножек и боковых панелей (на средней по длине).

Каркас скручивается на уголках, короткими деталями внутрь. На данном этапе не стоит до конца затягивать винты — сделать это лучше после установки ножек.

Ножки крепятся на винтах в четырех точках. Это сделано для того, чтобы каркас собирался без возможных перекосов.

Для начала потребуется закрепить все четыре ножки, снова не до конца затягивая крепеж.

Теперь необходимо найти максимально ровную поверхность! Выставить все детали таким образом, чтобы каркас «стоял» плотно, не играя на поверхности.

Протягиваем все крепежи, начиная с внутренних уголков и контролируя возможные перекосы угольником.

ШАГ 2. ПРАВАЯ ПАНЕЛЬ

Перед сборкой правой панели на вал двигателя необходимо установить гибкую муфту.

Затем необходимо прикрутить шаговый двигатель через проставку из пластика.

Положение кабельного вывода и проставка хорошо видны на рисунке ниже.

ШАГ 3. ЛЕВАЯ ПАНЕЛЬ

Для сборки левой панели потребуется только запрессовать подшипник в отверстие.

Я постарался исключить операцию склеивания. Для этого «пустил волну» по поверхности отверстия для установки подшипника. По этой причине необходимо с усилием вдавить подшипник.

ШАГ 4. МОНТАЖ ЛЕВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль.

И закрепить нижние ролики. На рисунке хорошо видно, что крепежные отверстия винтов для крепления роликов имеют ход в несколько миллиметров. Это сделано для того, чтобы верхние и нижние ролики можно было хорошо стянуть на профиле, исключив люфт. Единственное, действовать потребуется аккуратно и не перетянуть. В этом случае шаговому двигателю потребуется излишнее усилие для перемещения панелей.

ШАГ 5. МОНТАЖ ПРАВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль и установить нижние ролики. Дальнейший монтаж идентичен монтажу левой панели.

После протягивания винтов потребуется проконтролировать ход панели. Она должна перемещаться достаточно легко и при этом отсутствовать люфт.

ШАГ 6. МОНТАЖ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ КАРЕТКИ

Для передачи движения по оси Y в данной конструкции используются обе панели. Для того, чтобы не задействовать 2 шаговых двигателя, крутящий момент на левую панель передается через вал, диаметром 5мм. После подготовки деталей приступаем.

Сначала устанавливается связующий вал и зажимается стопорными винтами гибкой муфты.

При установке необходимо проконтролировать, чтобы не были забыты шкивы. Жестко крепить их в данный момент нет необходимости. При натягивании ремней потребуется регулировка.

ШАГ 7. КАРЕТКА

Сборка каретки детально рассмотрена в предыдущей статье…

Сборка не представляет особого труда.

ШАГ 8. МОНТАЖ КАРЕТКИ НА НАПРАВЛЯЮЩУЮ

Для начала потребуется собрать все необходимые детали.

Все операции монтажа идентичны операциям монтажа панелей.

ШАГ 9. МОНТАЖ РЕМНЕЙ

Ремни притягиваются винтами под гайки профиля. Потребуется по-месту отрезать 3 ремня и подготовить крепеж.

Для начала край ремень располагается в нише профиля зубом вниз. После этого устанавливается гайка. Для установки гайки потребуется усилие.

Во время натягивания ремня потребуется выставить положение шкива. Шкив выставляется так, чтобы на всем ходу ремень как можно меньше притирался к боковым граням шкива.

Для установки ремня направляющей каретки лучше приподнять ее как показано на рисунке ниже, поскольку гайки все же лучше установить в нишу с торца.

После направляющая опускается на штатное место.

Перед затягиванием второго «хвоста» ремня необходимо убедиться, что ремень натянут достаточно сильно.

На этом сборка механики завершается.

КОНТРОЛЛЕР

Описание контроллеров для управления гравером я планирую подготовить в отдельной статье. Следите за публикациями!

НАБОР ДЛЯ СБОРКИ И ЛАЗЕРНЫЙ ГРАВЕР ПОД КЛЮЧ

С декабря 2017 в интернет-магазине доступны наборы деталей лазерного гравера, описанного в статье. Информация доступна в интернет-магазине.

Электрогравер

Аппарат, который мы предлагаем, намного упростит вашу задачу. С его помощью даже без особого обучения каждый сможет делать рисунки и надписи на мягких пластичных металлах — сплавах алюминия, меди, некоторых сортах стали, ну и, конечно, на пластмассах.

Рассмотрим его конструкцию.
Стальная игла прибора соединена с якорем электромагнита. По его обмотке протекает переменный ток от сети. Якорь 100 раз в секунду притягивается к сердечнику и возвращается обратно при помощи стальной пластинчатой пружины. «Анатомическая» рукоятка аппарата выполнена из дюраля. Ее форму следует уточнить по руке. То же самое относится и к упорам для пальцев. Их желательно выгибать из нержавеющей стали, например, из старой чайной ложки. Направляющий канал, по которому движется игла, в нижней своей части выполнен в виде изогнутой латунной накладки, прикрепленной к рукоятке.

Вы, наверное, обратили внимание на разнообразие применяемых материалов. Это не случайно. Дело в том, что при касании иглой поверхности обрабатываемого материала она испытывает резкое торможение. От этого во всей подвижной системе аппарата возникают высокочастотные акустические колебания, которые не очень-то приятны. Разно-сортность материала и позволяет их частично избежать. Границы между деталями, разными по плотности и механическим свойствам, волны преодолевают с трудом. Поэтому было бы неплохо выполнить всю рукоятку аппарата из дерева или многослойной фанеры. Конечно, это «скульптурная» работа. Но тем, кто все же на нее решится, советуем выполнять ее в следующем порядке. Контур рукоятки выпилить лобзиком, канал для движения иглы высверлить, а перед сборкой наполнить его графитовым порошком — толченым грифелем от мягкого простого карандаша.

Возьмите заготовку рукоятки поудобнее и обведите карандашом те места, где располагаются ваши пальцы и где рука испытывает неудобство. Снимите материал в этих местах. Сделать это можно с помощью обычного столярного инструмента: стамесок, напильников, грубой шкурки. Однако значительно проще на наждаке, помня, конечно, о технике безопасности!

Металлическую площадку для крепления электромагнита приклепывают через пару самодельных уголков. Электромагнит выполняется из Ш-образной трансформаторной стали. Площадь поперечного сечения средней части набора сердечника — 2 кв. см. Катушка имеет картонный каркас. Намотав ее медным проводом ПЭЛ (0,1 мм) до заполнения, можно работать без перегрева от сети переменного тока 220 В. Если же обмотка все-таки будет греться — не беда. Включайте аппарат через ЛАТР или тиристорный регулятор.
Якорь магнита сделан из куска мягкой стали толщиной 4 мм. В нем выполнено отверстие такого диаметра, чтобы свободно входила игла. На верхнем конце — резьба для гайки.

Хороший материал для иглы — велосипедная спица. Нижний острый конец ее следует закалить на длину 20 мм. Нагрейте его докрасна и быстро опустите в воду. Теперь он долго не будет тупиться.
Очень важный элемент гравировального аппарата — регулировочный узел. Он состоит из двух трубчатых стоек и скобы с отверстием, имеющим резьбу для регулировочного винта. Стойки закреплены при помощи проходящих внутри шпилек. Вращением регулировочного винта добиваются наиболее удобной для данного материала и вида работы амплитуды колебаний иглы. А чтобы винт и гайка иглы не отвинчивались под действием вибрации, подложите под них спиральные пружины.

Последняя деталь, про которую мы едва не забыли,— пластинчатая пружина якоря. Она делается из куска пружины от старого будильника. Но нужно помнить, что извлекать пружину из старых часов — дело небезопасное! Распрямляясь, она может ударить в глаза. Поэтому наденьте защитные очки, а операцию выполните в рукаве для зарядки фотопленки. Одним словом — не рискуйте по пустякам! Вот, пожалуй, все. Кое-какие мелочи вы и сами додумаете. А качество ваших гравюр будет зависеть прежде всего от вашего таланта и выдумки. Желаем успеха!

И еще один вариант электрогравера.

Полированная металлическая пластинка, покрытая тонким изящным рисунком, — почти готовое украшение. Приладьте депо чту — получится кулон, булавку — брошка, согните пластинку в кольцо — вот и браслет.

Правда, гравировка с помощью алмазной иглы или стального резца — дело, требующее твердой руки н солидного навыка. Несравненно проще нанесение рисунка химическим путем. Полированную пластину поливают тонким слоем парафина или воска. Когда слой застынет, при помощи обычной иглы процарапывают на нем рисунок. И опускают в кислоту. В тех местах, где защитный слой снят, линии окажутся протравлены и хорошо видны. Дальше пластину моют, снимают воск — изделие готово. Но и этот метод нам вряд ли подходит. Уж очень сильные и опасные в обращении кислоты здесь применяют. Предлагаем заменить их. поваренной солью и слабым электрическим током.

Соберите цепь из батарейки от карманного фонаря, миллиамперметра и школьного реостата на 100 ом. Затем к пластинке подключите минусовый зажим, а плюсовый с зажатым в нем кусочком смоченной в солевом растворе ваты аккуратно опустите на поверхность рисунка, выжав каплю раствора.

Включив прибор, установите реостатом ток порядка 50—100 ма. Через несколько секунд раствор вокруг ваты должен потемнеть. Если этого не произойдет, поменяйте местами полярность зажимов. Перемещая вату по контуру рисунка, добейтесь равномерного его потемнения. После гравировки парафин счищают и промывают пластинку в проточной воде. Сложный рисунок наносят в несколько приемов.