Lasersaur Rebuild/id

Desain ulang komponen gerak pemotong laser LaserSaur dan firmware khusus: Open Source Hardware Enterprise dari Michigan Technological University membeli pemotong laser sumber terbuka yang disebut "lasersaur". Meskipun desainnya sudah memadai setelah diuji, kami memutuskan untuk mencoba penyempurnaan pada komponen gerak pemotong laser tersebut.

Alasan untuk Membangun Kembali

1. Sebagian besar alas pemotongan dapat direklamasi dengan mendesain ulang komponen-komponennya sehingga meningkatkan area kerja pemotong laser.
2. Sistem gerak linier yang dirancang sebelumnya memiliki mekanisme yang mudah salah penyelarasan. Pergerakan gantry akan menyebabkan bantalan sedikit mengendur. Hal ini menyebabkan getaran pada potongan seperti yang terlihat di bawah ini. Ada contoh yang lebih parah, tetapi stoknya tidak dapat ditemukan untuk dokumentasi ini.
3. Ujung-ujung gantry terhubung secara statis oleh satu poros dengan satu motor. Hal ini menyulitkan untuk mendapatkan keselarasan yang tepat dengan gantry.
4. Sebagai bukti konsep. Desain serupa untuk gerakan linier berbiaya rendah telah diimplementasikan dalam berbagai aplikasi, terutama untuk mesin penggilingan CNC. Rekonstruksi ini sebagian bertujuan untuk menguji dan menampilkan fungsionalitas implementasi tersebut serta kesesuaiannya pada pemotong laser.
5. Salah satu keuntungan dari desain ini adalah kemudahan dalam melepas gantry sepenuhnya jika Anda perlu melakukan modifikasi atau melakukan pemeliharaan.

Catatan tentang implementasi

Gerakan dinamis komponen yang digunakan dalam aplikasi ini lebih kompleks dan kurang fungsional dibandingkan desain lainnya. Meskipun desain ini berhasil, terdapat metode yang lebih sederhana untuk mencapai hasil yang sama dan lebih baik. Terdapat beberapa elemen dalam desain ini yang dapat dioptimalkan secara signifikan.

Alat yang Diperlukan

• Printer 3D yang mampu mencetak pla dan ninja flex dengan dimensi cetak minimum 8x8x6 inci
• Pukulan Tengah
• Palu
• Mengebor
• Set Mata Bor
• Set Kunci Allen
• Tang Hidung Jarum
• Besi Solder
• Pemantik untuk tabung menyusut panas
• Pengupas Kawat

Daftar Bahan Baku

Elektronika dan Perkabelan

• Konektor 4 Pin Pria+Wanita dengan kabel untuk Driver/Strip Led RGB 5050/3528. [1] Saya menggunakan konektor ini untuk semua motor stepper saya di setiap proyek.
• Soket Masuk IEC320 C14. Ini adalah colokan listrik 3 cabang standar untuk komputer. Nomor IE dan C14 adalah standar untuk mengklasifikasikan soket daya ini.
• Konektor Baterai JST XH 2.5-2 Pin Female & Male dengan Kabel 120MM. Konektor ini digunakan untuk sakelar batas, konektor male female 2 cabang apa pun sudah cukup.
• 6 x TEMCo Micro Limit Switch Lever Arm Subminiatur SPDT Snap Action. Ini adalah sakelar batas untuk x,y min dan maks.
• Smoothieboard V1 ditemukan [2] . Saya tidak menyarankan penggunaan papan kontrol ini. Papan ini tidak konsisten dengan flashing firmware dan pengaturan konfigurasi, tetapi inilah yang saat ini saya pasang.
• 2 x 17hs16-2004s1 Nema 17 Stepper Motors untuk gerakan sumbu Y. ini dapat ditukar dengan nema 17 yang berbeda selama Anda memiliki dua stepper identik dengan peringkat arus kurang dari atau sama dengan 2,0 amp
• Linear Engineering 4118s-01 Nema 17 untuk sumbu x. Ini disertakan dengan daftar material Lasersaur asli dan mungkin sudah tidak diproduksi lagi. Jika demikian, sudut langkah standar NEMA 17 1,5a 1,8 derajat sudah cukup.
• Catu daya ac-dc 5 volt (rs-75-5)
• Catu daya ac-dc 24 volt (rs-75-24)

perangkat keras

• Roda Pemandu Katrol Alur-V Baja Karbon Tinggi dengan Bantalan Bola 3*12*4mm. Bantalan ini memungkinkan pelat gantry terpasang di rel.
• Inventables 1800 mm makerslide ditemukan [3] . Ini untuk cermin pemfokus sumbu x
• 4x Kit Roda-V Bantalan Ganda Inventables
• Sekrup Tutup Soket M5-0,80x12 MM,(FT) Sekrup Tutup. Sekrup ini menahan rel pemandu ke rangka pemotong laser. Sangat penting bahwa kepala sekrup ini berprofil rendah agar pelat gantry dapat melewatinya dengan jarak bebas yang memadai.
• Bantalan Berpelindung Bergelang MF84ZZ 4x8x3 Miniatur. Untuk komponen rotasi pada pelat gantry.
• 12 x m2x10mm. 2 untuk setiap sakelar batas.

Perangkat Lunak. Ini mengasumsikan penggunaan smoothieboard sebagai papan kontrol.

• Gunakan perangkat lunak sumber terbuka "Pronterface" untuk mengendalikan pemotong laser
• Firmware smoothieboard yang disesuaikan ditemukan [4] .

CATATAN: Sebaiknya lepaskan dan simpan tabung laser dari rangka pemotong laser selama proses rekonstruksi. Ini akan membantu memastikan Anda tidak merusak tabung laser secara tidak sengaja, yang umumnya lebih mahal daripada harga kumulatif komponen pemotong laser lainnya.

Mulai mencetak komponen

4 x Sakelar batas Y-Min, Y-Max bertajuk "LimitMount.stl".

Hapus komponen mekanis lama dari lasersaur

1. Lepaskan sabuk yang menggerakkan gantry dan dudukan lensa pemfokus.
2. Lepaskan cermin bias.
3. Lepaskan dudukan sakelar batas dan dudukan roda sabuk.
4. Lepaskan motor stepper.
5. Lepaskan gantry dan komponen penggerak yang tersisa.
6. Lepaskan platform bangunan dan kasa pemisah platform dari lantai sasis.
7. Terakhir, lepaskan dua batang aluminium ekstrusi beralur-T yang membentang dari depan ke belakang sasis bagian dalam pemotong laser. Batang-batang ini terletak di sisi paling kiri dan paling kanan.

Pada titik ini, bagian dalam sasis pemotong laser tidak boleh berisi komponen apa pun selain komponen rangka. Tidak boleh ada sakelar batas atau perangkat keras pemasangan sakelar batas, tidak boleh ada komponen kelistrikan apa pun, dan tidak boleh ada komponen perangkat keras gerak apa pun. Ekstrusi aluminium slot-T pada rangka sasis harus membentuk persegi panjang yang sempurna tanpa bagian yang mengganggu atau menonjol.

Pasang rel pemandu

Daftar Bahan Baku

Instruksi

Solder komponen elektronik

Ini akan memberi Anda latihan penyolderan saat Anda menggunakan motor stepper. Gunakan konfigurasi normal tertutup untuk sakelar batas Anda. Ini memastikan bahwa jika terjadi kerusakan pada sakelar, batas putus akan terdeteksi oleh sistem kontrol yang tidak memungkinkan gerakan. Solder konektor jantan ke sakelar. Gunakan konektor jantan setiap kali terminal komponen statis dapat disentuh tanpa efek apa pun. Misalnya, dengan catu daya, konektor yang keluar dari catu daya harus betina karena Anda tidak dapat menghubungkan terminal daya secara tidak sengaja. Di ujung lain, seperti papan kontrol yang terhubung ke catu daya tersebut, Anda akan menggunakan konektor jantan karena tidak mungkin menghubungkan terminal konektor secara tidak sengaja jika terhubung ke catu daya. Ini menunjukkan tidak akan ada daya di papan dan tidak ada kemungkinan kerusakan. Gunakan pipa penyusut panas 3/32 inci untuk menutupi sambungan solder. Uji semua sakelar batas Anda dengan multimeter dengan mengubah fungsi ke simbol logika "bukan". Bunyi ini akan berbunyi bip ketika kedua probe multimeter saling bersentuhan. Hubungkan probe multimeter ke kabel sakelar batas. Multimeter akan berbunyi bip saat sakelar tidak aktif atau tidak ditekan. Multimeter akan berhenti berbunyi bip saat Anda menekan sakelar batas atau membuka rangkaian. Orientasi konektor tidak menjadi masalah.

Motor stepper Anda harus memiliki skema warna kabel yang sama dengan konektornya. Jika tidak, lihat dokumentasi motor stepper dan skema warna kabel motor stepper Anda untuk konfigurasi yang tepat. Sekali lagi, karena menyentuh semua terminal motor stepper yang terputus tidak akan merusak motor sama sekali, gunakan konektor male.

Pasang Sakelar Batas Y-Max dan Y-Min

• Cetak 4 salinan LimitMount.stl.
• Gunakan 2 sekrup m2 x 10mm untuk memasang setiap sakelar
• Setelah semua sakelar batas terpasang pada braketnya, gunakan 2 sekrup m5 x 8mm dan 2 mur slot 5mm untuk memasang braket di dalam ruang pemotongan sasis

Mungkin sulit dilihat, tetapi braket dudukan sakelar batas min/maks y terpasang sepenuhnya hingga ke batang palang. Jadi, bagian belakang braket berada sejauh mungkin dan menyentuh batang palang.

Solder, Rutekan dan Pasang komponen statis pemotong laser

Anda bisa menggunakan kabel apa pun asalkan terlindungi dari gangguan sinyal. Saya menggunakan kabel Ethernet karena terlindungi.

Jika Anda menggunakan kabel Ethernet, Anda dapat mencetak braket manajemen kabel yang disediakan berjudul "EthernetCableManagerLower.stl" dan "EthernetCableManagerUpper.stl".

Braket bawah diamankan ke ekstrusi dengan 2 mur slot M5 x 8 mm dan 2 mur slot M5 masing-masing. Saya menggunakan 3 pasang braket per sisi di sisi bawah ekstrusi aluminium utama, kedua sisi sasis bergerak dari y min ke y maks.

Gunakan 2 sekrup m2x10mm untuk mengencangkan braket atas ke braket bawah, saya menggunakan 4 sekrup m5 dan mur slot m5 untuk mengencangkan rakitan braket berpasangan ke aluminium slot-t dari rangka pemotong laser di rongga laser dan elektronik.

Masalah terbesar dengan lasersaur adalah presisi dan alur kerja perangkat lunak/perangkat keras. Ketika saya bergabung dengan perusahaan, kami memiliki papan komputer yang rusak. Lukas Wilder dan saya mencoba beralih ke arduino uno dan beaglebone hitam tetapi tidak berhasil. Begitu kami memasang smoothieboard, kami dapat membuatnya menyala dan memotong tetapi garis potongnya kaku. Pada satu titik ketika saya tidak hadir, seseorang yang mengoperasikan laser membiarkannya menjadi sangat tidak sejajar sehingga laser dibelokkan ke sisi salah satu reflektor cermin yang secara efektif menghancurkannya. Sekarang setelah komponen gerak dibangun kembali, masalahnya adalah mengunggah konfigurasi ke smoothieboard. Platform terintegrasi smoothieboard sangat sulit untuk di-debug dan diverifikasi untuk pembaruan konfigurasi yang berhasil. Untuk membuat motor bekerja dengan file konfigurasi tampaknya memerlukan urutan definisi pengaturan tertentu selain dari apa yang terlihat pada dokumentasi papan pada saat itu. Di bawah ini adalah file konfigurasi.