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[工仪]用生化机械手自制一个超简陋的激光雕刻&激光切割玩玩 [复制链接]

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自制一个超级LOW的激光雕刻机,手头有哪些器材,怎么拼装怎么玩!!!
控制软件用MACH3来控制,用一拆下来的生化机械手改X,Y运动,再搞个平板装上去,激光打上面,就搞定了,机构拖动是步进电机齿轮齿条拖动,电机比较高级,高速步进电机,能达到1500RPM转速的,不是一般的步进电机可比的 ,,运动可以很快,但是由于是外伸梁结构,末端抖动也厉害,雕刻出来的纹路会有振动震纹,当然也有解决的办法,1是减小运行速度,2是加阻尼,不过我就不去搞那么麻烦了。。。X行程大,Y行程小,严重不成比例  等年后再去找器材,搞个靠谱点的十字滑台。。。。。。

上图

Part.1
器材准备


电源及步进电机驱动是不可少的。




想要电机能发挥最大性能,还是要找进口驱动器,国产的不行的。


生化机械手。


以铸铝机身为主打。




机械手上装的是美国太平洋高速步进电机,若是用来做雕刻机爽飞了
这电机在G00指令-快速移动定位,非常占优势,快赶上交流伺服电机了(交流伺服电机的最大转速常见的一般在2000-3000RPM)




齿轮齿条传动,上面有滑块滑台,进口的,运动非常顺溜
这个作Y轴, 最大有效行程大致82mm






这个作X轴,顶端原本是装一针管的,叮人很厉害的,我拆掉了。
这个结构和平常是反过来的,一条导轨,两个滑块,滑块固定不动,导轨伸出的方式。
有效行程大概 280mm


采用低功耗的微型小主机装MACH3软件控制
主机上带有LTP-25打印机接口,可以直接用作MACH3软件的信号输入输出,并且稳定


小主机要外接12V电源,还要备个电源


MACH3控制板,懒得自己做,网上买的,很便宜,以后可以打算自己再做个板子,可以装小主机里面




小主机内部一窥, 配置 D425 1.8GHz CPU+ 2GB DDR3 RAM + 320GB HDD


连接电缆也懒得找了,直接这样连上,方便,省事,LOW得不要不要的。。。


运动及控制部分,大致就这一堆了














Part.2
研究接线及装配


拆开机械手的电路板,眼前一亮,做工High爆


有些乱,要研究一下电机怎么接线的


上面有片7414,用来输出行程开关信号的,这个功能我不用,就不去研究了


大概摸索出接口定义


8线电机,有些头大啊







接好线的样子,结果连上后,发现电机动不了,乱转,接线不对?


重新又测了下,新的接法,又接好了, 结果有个电机直接就短路了,又接错, 难道内部有连线?


第三次,终于接对了,成功了,原来内部有只电机是已经连好线,电机分两相了


电机能动了,不过刚安装好的MACH3软件里--->设置--->电机调试, 里面默认是2000脉冲电机转一圈,刚开始一点X+, 那个导轨飞着出来,当时差点吓傻了


好吧,重新调整参数,齿轮分度圆直径大概测得,19.5mm, 计算得到单位脉冲是103, 把默认的2000改为 103, 意思是电机转一圈,输出103个脉冲,分度圆周长61.23, 那么电机转一圈,导轨就移动61.23mm,当然还要把驱动器细分算进去,不同的传动,参数算法不同,具体网上大把教程,这里就不详细介绍了。。。














Part.3
精度测量



测量精度,X轴 单位脉冲正确的话,你叫它移动1mm,就是稳稳的1mm,





Y轴测量,正反方向都要测量, 因为有反转回差(X,Y轴都要测)






测量重复定位精度



精度还是令人满意的
结果为, 回差在0.05mm内, 重复定位精度在0.02mm内, 好家伙,齿轮齿条传动竟然能做到这么好的精度

未完,楼下继续。。。。。。



[ 此帖被78996544在2018-02-21 14:40重新编辑 ]
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只看该作者 1楼 发表于: 02-21
接楼主位,继续了


做一个平台,手法比较粗糙,找来两个废料,大致搞一搞,LOW得不行。。。



做好的样子


第一次用俩螺母垫高,结果发现不够高,有干涉。装上后导轨收不回去




换了塑料隔离柱,够高了,可以了


装上的样子, 真的是命悬一线,一不小心碰到了,估计要报废, LOW得不要不要的。。。


测量平台移动精度,其实这个没啥精度,非常粗糙,由于是一个螺钉固定的平台板子,那个平台能转动啊,蛋疼死了,仅依靠螺钉的预紧力和摩擦力固定,很容易松动,一旦松动,这货就跟你翻脸了



在上面走个方框, 其实也没啥精度了,这个平台本身都不平,非常粗糙
测得每100mm内,波动有0.6mm之大, 不过搞激光雕刻/切割,就已经足够了。不关它了


找来铝板装个螺钉固定机械手,这铝板扔了不知道多久了,灰尘多,挺脏的,搽干净用






















Part.4
试运行,试雕,切割


测试打算走个方框和园, 方圆,方圆。。。



激光头, 多年前自己做额激光手电,搞个铁架台搭起, 超级LOW。。。





激光发射!!!


开始切割。。。割方块


切割中


由于切割过程中,有一小块被磁珠挡住了,没能切下来。 *哭* !!!



测量一下


割圆, 第一次割的时候,不小心碰到激光手电了,导致圆上有波纹,只能又在旁边重新割一个 *哭*





都能轻松割下
尺寸是正确的


下面准备刻字试试。。。
G代码可以用相关软件转换成矢量图CAD的 DXF格式,网上找有很多免费软件的,然后我是用安装MACH3时自带的CAM软件生成G代码的



刻字中


刻得好丑啊





雕刻图案



未完。 楼下继续




[ 此帖被78996544在2018-02-21 14:41重新编辑 ]
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只看该作者 2楼 发表于: 02-21
接楼上,继续

还没结束呢, 本次主角要登场,如果真是之前那个蓝激光就割些纸片,雕雕木板, 不仅LOW,而且弱爆了, 这次搞个牛逼点的,虽然做的LOW,但是不能不牛逼!!!

Part.5
准备激光零件-装配



楼主亲自上床车工件!
缺少2个垫高块, 外圆和孔没啥要求,主要是厚度,要求大概8mm厚度



外圆车光,好看就行


钻孔,中间的孔也没有啥要求,有个孔能装个螺钉进去就行


第一个马上做好了,车断中


做回来的两个垫块


厚度大概8mm


铝板,用来固定激光元件


划线,画好线...
用显微镜改造的小台钻,打眼。


打好眼,


台钻打孔




钻孔好了


部分孔攻丝



现在的工具真方便,不用苦力攻丝了,一台手钻,轻松搞定所有攻丝


准备激光头


就这个,很小的


不要以为接下来是用这个来搞雕刻,这个只是Mark激光,几乎没有威力。


还要搞个片片,让激光从小孔出来,得到一束细小的激光


做法很LOW, 用MARK笔涂黑而已。。。


现在出来的光斑就很细小了


Mark激光头装好的样子



准备好器材,有一堆


半导体LD侧泵激光头,进口的,看到那线了吧,很粗的线,大功率的,电流24.5A


声光Q开关, 用这个来给激光调Q,并控制开启和关闭激光用。。。




















Part.6
水冷散热部分及其激光装配


利用2个无刷日本泵来抽水给LD散热, 另一个小泵给Q开关散热







激光电源,和Q驱动电源


找了根线,感觉够粗了,就这么用


连接水冷和线路


搞了半桶水来用




由于小水泵是12V的,还需找一个电源来单独给小泵供电


利用MACH3输出的信号,控制激光关断,接入到Q驱动信号控制




未完,楼下继续


[ 此帖被78996544在2018-02-21 14:42重新编辑 ]
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只看该作者 3楼 发表于: 02-21
接楼上,继续了

这次搞的激光,是要能干金属, 金属激光雕刻,切割,大功率激光,非常危险,非专业人员切勿效仿,否则后果自负。本人这次操作,就是带有危险的,激光打到的墙面上,旁边不到20cm的地方就是窗帘,一个不小心可能就会点燃窗帘,非常危险, 由于空间有限,搞个激光雕刻非常LOW,后面激光光路经过的地方,是人操作电脑的地方,一不小心,就能把衣服烧破,甚至燃烧,大功率红外激光不可见,照到眼睛立马瞎掉,落下终身残疾; 为了安全起见,我已做好防护措施才进行操作!!!


激光装好的样子


























Part.7
激光调试


首先要调出激光,调好光斑


用调光片看到,已经出光


烧木头,立刻冒火,发出耀眼的白光


烧木头后留下的痕迹




烧木头冒火,非常猛烈


虽然激光功率比较大,但是连续激光依然不能刻金属,对金属只是加热作用,但不能在上面留下痕迹
现在是用铝片试的




找了一刀片来烧,只能火花四溅,即便烧穿,也融化了



要对激光进行调Q,转换成快速高频脉冲激光,脉冲激光峰值能估计达到1兆瓦的峰值功率,其实这个Q电源比较老,脉冲压缩得还不够,微秒级的,若是纳秒级的快速脉冲,脉冲能量峰值能量估计能达到几十兆瓦


调Q后,就能在金属上打出痕迹,就能进行雕刻了


用MACH3板来控制激光开关, 很简单,用Z轴的DIR输出控制,高电平激光有效,然后再串联主轴开关输出到Q驱动即可(后面附上接线简图)




聚焦镜, F160,德国进口的,就这样被玩变废品了





布局,脏,乱,差 ,严重违背6S管理制度



这是接线图,手画的,懒得用电脑画了, 虽然画得很丑















Part.8

进行金属激光雕刻,切割!





激光雕刻中



不知道写些啥,随意写点吧


这是之前激光雕的某个零件, 直接COPY过来测试了


切割下来了


雕刻图案


找个有氧化的废铝板来搞搞,看得出明显些


雕好了


刀片


切割中






割下来了,


用磁铁固定, 简陋得不要不要的。。。。



刻字中


刻字中


刻好,不过发现缺笔画了




找有氧化的铝板来再雕刻一个









还是那几个地方缺少雕刻, 看来是生成的程序出了问题




雕刻了这些。。。














Part. END
这是Q驱动电源内部,放久了,电位器有点问题,拆开来搞一下,顺便拍照给大家看看内部。割刀片的时候,就是电位器问题,频率不稳定,导致第一次切割失败。。。






【END】
谢谢大家支持!!!

最后附上视频地址:

蓝激光雕刻
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxMTM4MjY1Ng==.html?spm=a2h0k.8191407.0.0&from=s1.8-1-1.2


YAG激光雕刻
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxMTM3OTQxNg==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5~A
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxMTM3NTE1Mg==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!4~A
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxMTM3MzAyMA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!5~A

激光切割钢片
http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxMTM3NjYyMA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!3~A






[ 此帖被78996544在2018-02-21 14:38重新编辑 ]
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只看该作者 4楼 发表于: 02-21
第一次离精华这么近…支持DIY…
在线温力口

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只看该作者 5楼 发表于: 02-21
楼主快点,我就要射。。。。精了。。。
离线astray

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只看该作者 6楼 发表于: 02-21
光看一楼就很强大,坐等更新
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只看该作者 7楼 发表于: 02-21
这个不错,精度很高
成本应该不少
离线jackpei

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只看该作者 8楼 发表于: 02-21
这么巧赶上直播了。

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离线hanjun28

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只看该作者 9楼 发表于: 02-21
啃起瓜子坐等直播
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