DIY激光雕刻机 | 超牛逼的电子制作

好长时间没有DIY了,虽然自己有很多想法,打算做各种东西,但是由于各种原因一直也都没有实现,快过年了,自己也比较清闲就想着做个有意义的东西玩玩。正好前段时间在调公司设备的时候,自己做了一些关于双轴控制的小项目,所以就产生了做一个类似平面双轴类的控制系统,其实这个想法老早就有了,起初是打算做一个小型的数控钻,虽然只是DIY自己玩玩,但是为了整个系统的稳定性,主要部件还是不能省,但是查了一下主要部件的价格,然后就果断放弃了;

最近偶然在网上看到网友用DVD光驱改造的激光雕刻机,一下子就把我给吸引住了,于是乎就决定自己也要动手做一个,然后就有了今天这个作品,原先打算所有的电路包括控制系统和上位机都自己做,但是由于时间仓促,我还是用了网络上流的典型的控制器和上位机;虽然有些地方没有做到自己计划的好,但是自我感觉该作品还是做的比较好的,如果以后有充裕时间的话我还是会继续做自己的控制系统和上位机;该作品断断续续做了大半个月(因为部分器件不好找加上时间不是很充裕),期间也遇到不少麻烦事,但是功夫不负有心人,终于整体调试成功,到目前为止没有出现任何异常问题!接下来,我将为大家分享一下我的制作过程。
 

这里要注意一下,并不是所有的材料都可以雕刻的,一般选用深色的东西比较好,也就是要吸光的东西,木板是最好的材料,但是我这边没有我就用快递盒的纸片(俗称牛皮纸),其次我发现生活中常用的卡片也是可以的,比如银行卡,只要卡片上有一层喷绘就可以,如果你怕银行卡丢的话可以将自己联系方式的二维码雕在银行卡上面;

在电话卡片上雕出自己的名字和二维码(有兴趣的朋友可以拿出手机扫一扫试试效果^_^)!
 

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是不是感觉很酷,很霸气?如果喜欢就赶紧自己动手做一个吧!

工欲善其事,必先利其器,在制作前我们需要准备一些必要的东西:

一、DVD光驱两台(也就是台式电脑上的光驱,我自己在淘宝上买的10块钱一个)
二、控制器(这里我用的是Arduino UNO R3最小系统)
三、激光头(200mW激光模组,建议买成品,二三十块钱一个)
这里特别提醒一下:
该激光虽然功率不是很大,但是足以烧毁人的眼睛,所以在调试和使用过程中,请千万不要眼睛直视激光,建议自己买一只电焊用的墨镜,普通五金店有卖,这几块钱一定不能省!
四、电源(这里我用的是一个220V转5V/1A 12V/1A双输出的开关电源模块,淘宝上有卖的 二十几块钱一个)
五、继电器模块(用于控制散热风扇,这个可以不要,如果需要单独控制散热风扇的话就加上)
六、散热风扇(12V 建议用40×40的)
七、电源线一条
八、可选配件(电源插座、电源开关、保险座;这些东西如果实在没有也可以不用)
九、工具(一字、十字螺丝刀、美工刀、角尺、电烙铁、胶枪、电钻等等 一些DIY必备工具)
十、铜柱、螺丝、导线、扎带若干;铜柱尺寸自己根据需求选定!

东西准备的差不多了,接下来我们就开始DIY!
首先将两个光驱拆开,注意保护好两个光驱的机架,外壳,塑料支架,其它的东西在这里基本上没什么用!这里我用一个光驱做底座(光驱内部用于固定所有的电路板),另外一个光驱的塑料支架做X轴支架,具体请看下文!

将光驱机架上面的多余东西都拆掉(包括激光头),拆成如图所示的样子就可以了,电机上的PCB软板也给剪掉,这里我直接焊的排母,通过排针连接,方便插拔!

两个机架拆成下图所示的就可以了,然后给固定住,这里我的X轴的机架是通过铜柱固定在后面的光驱盖上的,Y轴(应该是Z轴)的机架也是通过铜柱固定在底壳上的,这个其实很简单,但是要注意一点,固定的时候一定要保持机架横平竖直,不然刻出来的东西是斜的就麻烦了。

光驱前面面板地方我开了个口,装了一个电源开关,右边原有的指示灯和出仓按钮也用上了,接的主控的13口和复位口,也就是说这里的按钮是可以给主控复位的,复位的时候那个LED指示灯会闪烁!但是要注意,这里的指示灯我自己加了100R的限流电阻。
 

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这里只需要三根线,一根GND,一根按键的一根指示灯的。电路板上那个电阻是我自己加的限流电阻。
 

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先看X轴机架的背面,这里需要开个口,来保证Y轴滑台能正常运动,这个开口比较麻烦,建议用切割机,我是用电钻钻了一排孔,打通后用锯工锯出来的,但是后期一定要记得用锉刀打磨一下,这个铁皮还是蛮锋利的!

我们再看Y轴的后面,我也是开了三个口,一个电源插座、一个保险座、一个通讯接口,是不是看上去很霸气?这个固定的话就直接在里面打热熔胶就可以了。
 

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这个保险座直接用自带的螺母固定就可以了,电源插座建议打胶固定。
外面基本上就差不多了,接下来我们看一下里面的东西。
左上角是开关电源,左下角是主控;右边分别是继电器和步进驱动器。这几块板直接用铜柱固定到底壳上,这里我选用的是12mm的铜柱,由于光驱壳子不是完全的平面,所以每个板子只需要固定3颗螺丝就可以了;这里我已经将220V的线接好了。
 

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接下来的任务就要开始接线了。
 

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步进电机特写,焊个排母上去,以后会方便很多!
 

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步进电机线上焊个排针。
 

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接好线,套好扎带,把线理好,工艺也是很重要的^_^,激光的线注意留长一定,因为它要左右移动!
 

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拉紧所有扎带,是不是看着舒服多了。

开始接里面的线了。这里的继电器我是用来控制散热风扇的。
 

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接好所有的线以后,用扎带扎住。
 

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已经扎好的导线。
 

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在底壳上我加了一个散热风扇,为了给步进驱动器散热,风扇是装在壳子内部的,要注意方向,风是由外向内吹的。
 

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在底壳外部我用两颗自攻螺丝将风扇给固定住。
 

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风扇盖住的时候,位置刚好处于步进驱动器上方,这个位置很重要,对步进驱动器散热起着至关重要的作用,如果不好确定的话建议用尺子量一下,找中点用开孔器开圆口。
 

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最后一步了,将风扇的线接上去。
 

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现在已经接好所有线了,可以上外壳了。
 

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上外壳的时候一定要注意一下里面的线不要卡住,更不要让线跑的步进芯片的上方去,之前只要用扎带扎好,这里基本上是不会出这个问题的。
 

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现在已经完全组装好了,我们可以通电测试一下了。
 

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通电后可以看到风扇在呼呼的转动!这里建议一下,最好是在电源装好以后就通电试一下,如果全部装好后电源出问题了就会很麻烦的,毕竟里面空间有限,线也比较多,处理起来很不方便!
 

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下面是原理图,原理图上面我并没有用继电器去控制散热风扇,而是直接接12V,这里如果您需要单独控制风扇的话只需要接个继电器模块就可以了,另外激光部分需要加三极管驱动,经测试Arduino通过USB驱动的时候电流并不够,所以这里我加了三极管,三极管用9013、S8050都可以,基极电阻我选用的是510R,只要保证激光有270mA左右的电流就可以了,这里基极的电阻建议用5K1电位器代替,可以自己调节来保证激光的电流。
 

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至此,硬件部分我们已经全部组装好了,接下来只需将USB打印线将雕刻机与计算机连接起来就可以实现雕刻了,关于激光调试、软件的安装和配置以及雕刻方式就不在这里阐述了,请大家自行下载资料包查看,谢谢!