Презентация к научно-исследовательской работе по физике "ЧПУ лазерный гравер"

Научное Общество Учащихся  «Практическое применение программы  ЧПУ лазерного  гравера» (Для домашнего использования) Работу выполнил: Юрин Михаил  МБОУ СОШ №4  Руководитель: Терёшкина А.В.

Возникновение идеи создания ЧПУ лазерного гравера В настоящее время одним из самых популярных и быстро  развивающихся является технология 3D печати. При  использовании различных 3D принтеров и материала для печати  можно напечатать практически всё: еда, жилые дома,  человеческие органы. Меня интересовал этот вопрос и очень  хотелось сделать 3D принтер. Но так как это устройство очень  сложное и дорогое решил начать с более простых вещей. В  интернете увидел конструкцию лазерного гравировального станка  на приводах от старых CD­ROMов. В принципе это тот же 3D  принтер только без передвижения головки по оси Z (высота), без  подогрева стола и где вместо головки 3D принтера (экскудера)  используется мощный лазерный излучатель.

Актуальность работы Лазерный гравер для дома, несмотря на невысокую  мощность, можно использовать для печатей и  штампов, изготавливаемых из полимеров, а также  для решения ряда других задач, связанных с  декоративным оформлением изделий из различных  материалов: 1. надпись на стеклянный предмет 2. гравировка на поверхности изделий  ­ из кожи, пластика,   ­ древесины,  ­ плотного картона, бумаги

Теоретическая часть 1. Рассматриваю исторические справки о возникновении  гравировочной техники; 2. анализирую рынок ЧПУ аппаратуры и сравниваю  стоимость готовых изделий и даю их современную  классификацию Практическая часть 1. Предлагаю изготовить самостоятельно лазерный гравер в  домашних условиях с использованием продукции Arduino и  подручных средств; 2. подробно рассказываю об этапах сборки и программном  управлении Grbl Controller версия 3.6.1; 3. Калькулирую расходы на детали и делаю расчеты

Для чего нужны гравировальные устройства? На устройствах вида гравер с ЧПУ можно обрабатывать такие  материалы как: ­дерево, материалы из древесины; ­пластик; ­композит; ­металлы, их сплавы; ­оргстекло; ­искусственные, полудрагоценные камни Причем получаемые изображения могут быть как  углубленными, так и выпуклыми.

Основные этапы создания ЧПУ лазерного гравера 1) Нашёл подходящий корпус для  воплощения моей задумки ­ это корпус  от колонки 15 AC 213, для придания  ему нужной мне формы я использовал  электро­ лобзик Bosch, маленькую  болгарку Hitachi, шуруповёрт Bosch,  линейку, штангельциркуль,  напильники, наждачную бумагу, свёрла  и болты с гайками.         В результате получилось,  несущая      конструкция,  на которой крепятся все основные  элементы лазерного гравера.

2) После чего я  нашёл старые CD­ ROMы разобрал их и  головок.  вынул из них  приводы лазерных

3) Я нашёл подходящие  комплектующие и  подготавливался к сборке, но  перед этим надо было проверить  всё ли находится в рабочем  состоянии. Пришлось проверить  каждую мелочь чтобы всё  прошло по плану без  погрешностей. Для установки  понадобились некоторые  инструменты и прибор, которым  я всё и проверял.

Подборка и заказ комплектующих на сайте AliExpress Лазер и его оптика (включая фокусирующие линзы) нуждаются в охлаждении. В  зависимости от размеров и конфигурации установки, избыток тепла может быть  отведен теплоносителем или воздушным обдувом.  Блок питания на 60  Вт AC100­240V к  DC12V 5A

Arduino­cnc­shield  rev2.7. Плата  предназначенная для  управления ЧПУ  станком  Контролёр  управления  ЧПУ станком

DRV8825 Драйвер для  управления  шаговыми  двигателями Джойстик  Arduino

4)        Вот что получилось!  Здесь расположены CD­ROMы  они отвечают за перемещение  лазера по осям X и Y; лазер,  который выжигает изображение и  охлаждение для него. К верхней  крышке прикреплён прибор,  который регулирует напряжение  лазера с 12V до 5V,  чтобы лазер  не сгорел

5) Здесь изображена главная  плата, которая управляет ЧПУ  станком. В неё вставлены  драйверы для управления  шаговыми двигателями,  контролёр управления ЧПУ  станком, при помощи которого  станок подключается к  компьютеру и управляется,  в эту плату вставлены шаговые  двигатели и лазер

Принцип работы ЧПУ лазерного гравера  Устанавливаем драйвер для продукции Arduino, корректировки и  управления действиями станка. Находим  ком­порт (в самой программе) и  его выбираем.

После этого нужно дать команду «открыть» и должен открыться список  команд и их настройки, не выбирая ни одной в свободной строке пишем  свои данные

Затем ввести команду S255 в командную строку, для активации станка

Командой M3 мы включаем лазер. Им можно управлять при  помощи клавиш направлений в программе

А командой M5 выключаем лазер

Результат  вырезания  фигуры лазером «Квадрат» Режимы управления: 1. Ручной (джойстик) 2. Программируемый 3. Координатный

Цель и задачи работы достигнуты! Путем подражания реальной модели, я собрал   настольную копию ЧПУ лазерного гравера, рассчитал  индивидуальную калибровку станка, подобрал  программное управление Лазерный гравер работает на основе программы  Grbl  Controller 3.6.1  Мои дальнейшие планы В них входит:  ­    усовершенствование ЧПУ гравера (использование     управление работой джойстиком); - - сборка 3D принтера; сборка различных моделей с использованием  продукции Arduino.

Практическое задание 1. Команды должны написать  2. программные точки для вырезания  фигуры «Пятиконечная звезда и  Молния»   На  рабочих полях  отметить и  записать результат записать в виде  7­10 точек с координатами  Использовать не более  2­х единичных отрезков от начала  координат!

Прямоугольная система  координат Y 2 1 О 1 2 х

Фигуры для программных  точек «Пятиугольна я звезда» «Молния »

Научное Общество Учащихся МБОУ «СОШ №4»  Спасибо  за  внимание!

Вопросы к ребятам: 1. Какая программа подходит для управления  ЧПУ гравера, в домашних условиях? 2. Какая система координат лежит в основе  программы? 3. Для чего нужен гравер? 4.  Какие материалы используются для  гравировок? 5. Какие детали использовались при  изготовлении гравера?