学点儿DIY | 制作一台微型激光雕刻机

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今天的主题,是如何自己neng(第四声)一台微型激光雕刻机。

在东西上刻字,乃人之本性,无论是几千年前的壁画,还是如今随处可见的”到此一游“,无不体现出人们对于在东西上刻字之喜爱。
搞木艺,皮艺的爱好者,都想拥有一台激光雕刻机,因为自己做出来个东西,有时候总想雕个什么LOGO,或者装个bee刻几句诸如Keep Calm and XXXX之类的英文,彰显品位,与众不同。
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可是市面上的激光雕刻机的价格,少则几千,多则上万,装逼的代价何其大,谁又有魄力为此花上几千块扛这个大家伙回家。
那么问题来了,怎么刻?
雕刻刀?以为你是鲁迅?
用烧红的铁丝烙?简单的图案还行,复杂一点就呵呵哒了。
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铁丝烙的效果


所以,如何低成本优雅地装B,今天西咯儿就来给大家献上一计——用废旧光驱DIY一个微型激光雕刻机

话不多说,开工!

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【材料准备】
两台废旧光驱,木条(或铝条)若干,Arduino UNO 开发板,A4988步进电机驱动模块2个,激光头,一块亚克力板,导线若干,螺丝,螺母若干

介绍一下材料,看图说话
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【两台废旧光驱】 光驱内有两个可移动的滑块,因此我们将其作为激光雕刻机XY两个方向上的运动机构。一般台式电脑上的光驱拆卸下来都可以使用,当然,如今很少有人家里有两台且报废的台式电脑了,所以你也可以先买两台台式机,再把他们的光驱拆下来。但是西咯儿的建议是——万能的淘宝。

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蓝色的是【Arduino UNO】主控芯片,它的功能很强大,是目前非常受Geek们喜爱的一款芯片。
红色的是【A4988】电机驱动模块,这两个芯片在淘宝上都可以买到,几十块钱。


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【大功率激光头】我用的是250mv的,来自淘宝。

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搭建机架的时候必须的一些木块,木盒。

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再准备一些杜邦线,一块面包板,基本的硬件就准备好了。

材料都准备好了,下面就开始动手制作!

【硬件部分】
1.首先,把光驱的步进电机外露的四个触电焊上导线,以方便之后的连线。
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2.开始机架的搭建,如图所示,选择一个大小合适的长方体基座,在基座两旁固定竖直梁,然后固定一条横梁,制作的过程中一定要注意各个梁之间相互垂直,以确保定位的精度。

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3.用AB胶将激光头粘合在其中一个光驱的滑块上,再将光驱固定在横梁上(如图),这样激光头就能沿左右方向移动了。

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4.用AB胶将亚克力板粘合在另一个光驱的滑块上,作为工作平台,将光驱四角固定在基座上,注意保持工作平面的水平,这样工作平面就能沿着前后方向移动了。此时,X,Y两个方向上的运动机构都搭建好了。

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机架部分搭建完成。

【电路连接】
电路连接的方法非常简单,只要在网上查找A4988的连接电路图(如下图),然后按照电路图将线连好就OK了,要注意的是连接好线路之后要检查一遍,以免线路连错开机后造成过载损坏芯片。
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电路连接好后的图片
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电路连接与机架搭建完成后,硬件部分的工作就完成了。

【软件部分】
1.关于控制程序
激光雕刻机使用的控制程序叫做GRBL运动控制器,GRBL是基于Arduino的雕刻机控制程序,如今大部分的CNC雕刻机,激光雕刻机和几乎所有的3D打印机的固件用的都是GRBL,它是一款非常成熟的开源程序代码,因此使用者不需要自己编程,只需在GRBL的官方网站上下载GRBL的HEX固件,然后用USB线将固件下载到Arduino芯片上,就可以使用了。

2.关于电脑上的软件(上位机软件)
第一款软件,是激光雕刻机的控制软件,叫做GRBL Controller 
这款软件专门用于控制激光雕刻机,在软件上设置好雕刻机的各项参数,如雕刻范围,速度等,然后再将专门的Gcode文件导入,就可以实现雕刻了。
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GRBL Controller界面,正在雕刻。

第二款软件,叫做INKSCAPE
这是一款矢量图软件,我们使用它的目的,是通过它把你想雕刻的文字,图案,转换成Gcode文件,以导入GRBL Controller中,完成雕刻。

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这是在INKSCAPE中编辑西咯儿的LOGO

最后总结一下步骤:在GRBL官网下载GRBL固件——将固件下载到Arduino中——安装GRBL ControllerINKSCAPE——在INKSCAPE中把想雕刻的图案转换成Gcode文件——在GRBL Controller中导入Gcode文件——开始雕刻。

至此,微型激光雕刻机制作完成,可以开始愉快的雕刻了!

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第一次在硬纸板上试雕的效果

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调试成功后,就可以在自己的东西上进行雕刻了。

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这是我在自己做的U盘上雕刻的LOGO


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雕刻效果图

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如果换成更大功率的激光头,可以进行纸板切割,这样就可以自行设计制作纸板拼接组件了,图片中是外国朋友自己制作的雕刻机机架组件。
整个小机器总计花费不超过200块,是不是很划算?
所以,别再用烧红的小铁丝和笨拙的刻刀了,自己做一台雕刻机,SO EASY !