步驟1：所需的零件和材料

Arduino Nano（帶USB線）

2x DVD驅(qū)動(dòng)步進(jìn)機(jī)構(gòu)

2x A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（或GRBL屏蔽）

250mW帶可調(diào)透鏡（或以上）的激光器

最小12v 2Amps電源

1x IRFZ44N N-CHANNEL Mosfet

1x 10k電阻

li》

1x 47歐姆電阻器

1x LM7805穩(wěn)壓器（帶散熱器）

空白PCB板

公母接頭

2.5mm JST XH型2針公連接器

1x 1000uf 16v電容器

跳線電纜

8x小釹磁鐵（我從DVD鏡頭機(jī)構(gòu)打撈出來(lái)） ）

1x 2pin插頭螺釘接線端子連接器

拉鏈（100mm）

超級(jí)膠水

環(huán)氧膠

木質(zhì)plyboard

亞克力板

一些M4螺釘，螺栓和螺母

激光安全眼鏡

本項(xiàng)目必須使用激光安全眼鏡。

大部分被中國(guó)人通過(guò)名為BANGGOOD的網(wǎng)站搶救或帶來(lái)的部分。

第2步：拆開(kāi)DVD驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)機(jī)制

兩個(gè)DVD驅(qū)動(dòng)程序機(jī)械是必需的，一個(gè)用于X軸，第二個(gè)用于Y軸。

使用小型十字頭螺絲刀我拆下所有螺釘和分離的步進(jìn)電機(jī)，滑軌和從動(dòng)件。

步進(jìn)電機(jī)是4針雙極步進(jìn)電機(jī)。

DVD電機(jī)體積小，成本低，意味著您不能期望電機(jī)具有高分辨率。這是由導(dǎo)螺桿提供的。另外，并非所有這些電機(jī)都能達(dá)到20步/轉(zhuǎn)。 24也是一個(gè)常見(jiàn)的規(guī)范。您只需要測(cè)試電機(jī)以查看其功能。

計(jì)算CD驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)分辨率的步驟：

為了測(cè)量分辨率在CD/DVD驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)中，使用數(shù)字測(cè)微計(jì)。測(cè)量沿螺桿的距離。使用千分尺的螺釘?shù)目傞L(zhǎng)度，結(jié)果為51.56mm。確定導(dǎo)程值，即螺釘上兩個(gè)相鄰螺紋之間的距離。線程被計(jì)為在該距離內(nèi)的12個(gè)線程。導(dǎo)程=相鄰螺紋之間的距離=（總長(zhǎng)度/螺紋數(shù)= 51.56 mm）/12 = 4.29mm/rev。

步進(jìn)角為18度，相當(dāng)于20步/轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在所需的所有信息都可用，步進(jìn)電機(jī)的分辨率可以如下計(jì)算：

分辨率=（相鄰螺紋之間的距離）/（N步/轉(zhuǎn)）=（4.29mm/rev）/（20步驟/轉(zhuǎn)）= 0.214毫米/步。這是所需分辨率的3倍，即0.68mm/步。

步驟3：為X和Y軸組裝滑軌

對(duì)于滑軌，我使用了2個(gè)額外的桿，以獲得更好和更順暢的性能?；瑝K的主要功能是自由滑動(dòng)桿，桿與滑塊之間的摩擦最小。

我花了一些時(shí)間讓滑塊在桿上自由滑動(dòng)。

步驟4：步進(jìn)器X和Y的主框架

使用我制作的一些亞克力板兩個(gè)主要框架為步進(jìn)和滑軌。步進(jìn)電機(jī)在主機(jī)架和底座之間有間隔，軸必須是。

步驟5：用主機(jī)架安裝滑軌

首先使用超級(jí)膠水我試過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌的位置，應(yīng)使從動(dòng)件與步進(jìn)螺紋正確接觸。接觸應(yīng)適當(dāng)不要太緊或不要太渣。如果從動(dòng)件和螺紋之間的接觸不正確，則在運(yùn)行狀態(tài)下，步驟將跳過(guò)或電動(dòng)機(jī)將吸取比平常更多的電流。調(diào)整需要一些時(shí)間。

調(diào)整好后，使用環(huán)氧膠將其固定。

步驟6：步進(jìn)電機(jī)接線

對(duì)于步進(jìn)電機(jī)，我使用舊的usb電纜，因?yàn)樗鼉?nèi)部有4根電線，上面有一個(gè)蓋子，它是更靈活，更易于使用。

在萬(wàn)用表中使用連續(xù)性模式確定2線圈，線圈A和線圈B。

我通過(guò)選擇顏色制作2對(duì)線，一對(duì)用于線圈A和第二個(gè)用于線圈B.焊接它們并在其上使用熱縮管。

步驟7：梳理X軸和Y軸

X和Y協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。

我將X和Y軸的滑塊相互垂直地連接在一起，在它們之間使用了一些墊片。并在其上方附上一個(gè)薄金屬烤架作為工作床。釹磁鐵用作工件支架。

步驟8：電子設(shè)備

用于驅(qū)動(dòng)程序的部件是：

Arduino Nano。

2x A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

1x IRFZ44N N-CHANNEL MOSFET。

1x LM7805帶散熱器的穩(wěn)壓器。

1x 47ohm和1x 10k電阻。

1x 1000uf 16V電容。

1x 2.5mm JST XH型2pin公連接器。

男性和女性頭部針腳。

1x（20mm x 80mm空白PCB）。

在GRBL中，保留了Arduino的數(shù)字和模擬引腳。 X軸和Y軸的“Step”引腳分別連接到數(shù)字引腳2和3。 X軸和Y軸的“Dir”引腳分別連接到數(shù)字引腳5和6。 D11用于激光啟用。

Arduino通過(guò)USB線獲得電力。 A4988驅(qū)動(dòng)器通過(guò)外部電源供電。所有地面共享共同連接。 A4988的VDD連接到5V的Arduino。

我使用的激光器運(yùn)行在5V并且內(nèi)置恒流電路。對(duì)于來(lái)自外部電源的恒定5V電源，使用LM7805穩(wěn)壓器。散熱器是強(qiáng)制性的。

當(dāng)從Arduino引腳D11接收數(shù)字高信號(hào)時(shí)，IRFZ44N N-CHANNEL MOSFET作為電子開(kāi)關(guān)工作。

注意：不能使用Arduino nano的5V電壓因?yàn)榧す馕盏碾娏鞒^(guò)250mA，而Arduino Nano無(wú)法提供足夠的電流。

為每個(gè)軸配置微步進(jìn)。

MS0 MS1 MS2微步分辨率。

低低低全步。

高低低半步。

低高低四分之一步。

高高低八步。

高高第十六步。

3個(gè)引腳（MS1，MS2和MS3）用于根據(jù)上述真值表選擇五步分辨率中的一個(gè)。這些引腳具有內(nèi)部下拉電阻，因此如果我們將它們斷開(kāi)，則電路板將以全步模式工作。我使用了第16步配置，平滑無(wú)噪音。大多數(shù)（但肯定不是全部）步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)完成200步。通過(guò)適當(dāng)?shù)毓芾砭€圈中的電流，可以使電動(dòng)機(jī)以較小的步長(zhǎng)移動(dòng)。 Pololu A4988可以使電機(jī)以1/16步進(jìn)行 - 或每轉(zhuǎn)3，200步。微步進(jìn)的主要優(yōu)點(diǎn)是減少運(yùn)動(dòng)的粗糙度。唯一完全準(zhǔn)確的位置是全步位置。電機(jī)不能在一個(gè)中間位置保持靜止位置，具有相同的位置精度或與全步位置相同的保持轉(zhuǎn)矩。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)需要高速時(shí)，應(yīng)使用全步驟。

步驟9：將所有內(nèi)容組合成一個(gè)

我用一根細(xì)長(zhǎng)的金屬條和一些帶有支撐的塑料L支架制作了一個(gè)激光支架。然后使用M4螺釘，螺母和螺栓將所有東西安裝在木質(zhì)鋪層板上。

也可以將步進(jìn)電機(jī)連接到驅(qū)動(dòng)器上。

步驟10：激光匯編

我使用的激光器是可聚焦激光模塊200-250mW 650nm。外部金屬外殼用作激光二極管的散熱器。它具有可聚焦鏡頭，用于調(diào)整激光點(diǎn)。

使用兩個(gè)拉鏈我已將激光器安裝在支架上。也可以使用激光散熱器，但我的激光器沒(méi)有過(guò)熱，所以我沒(méi)有使用它。將激光線端子連接到驅(qū)動(dòng)板上的激光插座。

您可以在此處獲得一個(gè)

步驟11：調(diào)整步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器電流

為了實(shí)現(xiàn)高步進(jìn)速率，電機(jī)電源通常比沒(méi)有有源電流限制時(shí)允許的電壓高得多。例如，典型的步進(jìn)電機(jī)可能具有最大額定電流1A和5Ω線圈電阻，這表示最大電機(jī)電源為5 V.使用12 V電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更高的步進(jìn)速率，但電流必須主動(dòng)限制在1A以下，以防止損壞電機(jī)。

A4988支持這種有源電流限制，電路板上的微調(diào)電位器可用于設(shè)置電流限制。設(shè)置電流限制的一種方法是將驅(qū)動(dòng)器置于全步模式，并測(cè)量通過(guò)單個(gè)電機(jī)線圈運(yùn)行的電流，而無(wú)需為STEP輸入提供時(shí)鐘。測(cè)得的電流將是電流限值的0.7倍（因?yàn)閮蓚€(gè)線圈始終處于開(kāi)啟狀態(tài)，并且在全步模式下限制為電流限制設(shè)置的70％）。請(qǐng)注意，將邏輯電壓Vdd更改為不同的值將改變電流限制設(shè)置，因?yàn)椤皉ef”引腳上的電壓是Vdd的函數(shù)。設(shè)置電流限制的另一種方法是直接測(cè)量電位器頂部的電壓并計(jì)算得到的電流限值（電流檢測(cè)電阻為0.1Ω）。電流限制與參考電壓有關(guān)，如下所示：電流限制= VREF×1.25 因此，例如，如果參考電壓為0.6 V，則電流限制為0.75A。如上所述，在全步進(jìn)模式下，通過(guò)線圈的電流限制在電流限制的70％，因此要獲得1A的全步線圈電流，電流限制應(yīng)為1A/0.7 = 1.4A，相當(dāng)于VREF為1.4A/1.25 = 1.12 V.有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)A4988數(shù)據(jù)手冊(cè)。注意：線圈電流可能與電源電流有很大差異，因此不應(yīng)使用電源測(cè)量的電流來(lái)設(shè)置電流限制。放置電流表的適當(dāng)位置與其中一個(gè)步進(jìn)電機(jī)線圈串聯(lián)。

步驟12：準(zhǔn)備就緒！

使用四個(gè)小的釹磁鐵將工件鎖定在工作臺(tái)上，并將X和Y軸設(shè)置到初始位置（原點(diǎn)）。通過(guò)外部電源為驅(qū)動(dòng)器板供電，通過(guò)USB A到USB Mini B電纜將Arduino Nano連接到計(jì)算機(jī)。同時(shí)通過(guò)外部電源為電路板供電。

安全第一。

激光安全眼鏡必須

步驟13：GRBL固件

下載GRBL 1.1，在這里，

在桌面上提取grbl-master文件夾，您可以在文件master.zip中找到它。

運(yùn)行Arduino IDE

從應(yīng)用程序欄菜單中選擇：草圖 - 》 #include庫(kù) - 》從文件添加庫(kù).ZIP

選擇您可以在grlb-master文件夾中找到的文件夾grbl，然后單擊打開(kāi)

現(xiàn)在已安裝庫(kù)，IDE軟件將顯示以下消息：已添加庫(kù)到你的圖書(shū)館。檢查“庫(kù)包含”菜單。

然后打開(kāi)一個(gè)名為“grbl upload”的示例并將其上傳到您的arduino板

步驟14：軟件發(fā)送G-CODE

我們還需要一個(gè)軟件將G-Code發(fā)送到CNC，因?yàn)槲沂褂玫氖荓ASER GRBL

LaserGRBL是DIY激光雕刻機(jī)最好的Windows GCode流光之一。 LaserGRBL能夠?qū)Code路徑加載并傳輸?shù)絘rduino，并使用內(nèi)部轉(zhuǎn)換工具雕刻圖像，圖片和徽標(biāo)。

LASER GRBL下載。

LaserGRBL不斷檢查可用的COM端口在機(jī)器上。端口列表允許您選擇控制板所連接的COM端口。

請(qǐng)根據(jù)您的機(jī)器固件配置選擇正確的連接波特率（默認(rèn)為115200）。

Grbl設(shè)置：

$$ - 查看Grbl設(shè)置

要查看設(shè)置，請(qǐng)鍵入$$并按Enter鍵連接到Grbl后。 Grbl應(yīng)該響應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)置的列表，如下面的示例所示。所有這些設(shè)置都是持久性的，并保存在EEPROM中，因此如果斷電，這些將在下次啟動(dòng)Arduino時(shí)加載回來(lái)。

$ 0 = 10（步進(jìn)脈沖，usec）

$ 1 = 25（步進(jìn)空閑延遲，毫秒）

$ 2 = 0（步進(jìn)端口反轉(zhuǎn)掩碼：00000000 ）

$ 3 = 6（方向端口反轉(zhuǎn)掩碼：00000110）

$ 4 = 0（步進(jìn)使能反轉(zhuǎn)，布爾）

$ 5 = 0（限制引腳反轉(zhuǎn)，bool）

$ 6 = 0（探針?lè)崔D(zhuǎn)，布爾）

$ 10 = 3（狀態(tài)報(bào)告掩碼：00000011）

$ 11 = 0.020（結(jié)點(diǎn)偏差） ，mm）

$ 12 = 0.002（弧度公差，mm）

$ 13 = 0（報(bào)告英寸，布爾）

$ 20 = 0（軟限制，布爾）

$ 21 = 0（硬限制，布爾）

$ 22 = 0（歸位周期，布爾）

$ 23 = 1（歸位dir反轉(zhuǎn)掩碼：00000001 ）

24美元= 50.000（歸位進(jìn)給，毫米/分鐘）

25美元= 635.000（尋找尋找，毫米/分鐘）

26美元= 250美元（歸巢反彈） ，msec）

$ 27 = 1.000（歸位拉脫，mm）

$ 100 = 314.961（x，步長(zhǎng)/mm）

$ 101 = 314.961（y ，step/mm）

$ 102 = 314.961（z，步長(zhǎng)/mm）

$ 110 = 635.000（x最大速率，mm/min）

$ 111 = 635.000（y最大速率，mm/min）

$ 112 = 635.000（z最大速率，mm/min）

$ 120 = 50.000（x accel，mm/sec ^ 2）

$ 121 = 50.000（y accel，mm/sec ^ 2）

$ 122 = 50.000（z accel，mm/sec ^ 2）

$ 130 = 225.000（x max travel ，mm）

$ 131 = 125.000（最大行程，mm）

$ 132 = 170.000（z最大行程，mm）

步驟15 ：調(diào)整系統(tǒng)

這是項(xiàng)目中最困難的部分

- 將激光束調(diào)整到工件上可能的最小點(diǎn)。這是最棘手的部分，需要使用跟蹤和錯(cuò)誤方法的時(shí)間和耐心。

- 以100美元，101美元，130美元和131美元

我對(duì)GRBL的設(shè)置是，

$ 100 = 110.000

$ 101 = 110.000

$ 130 = 40.000

$ 131 = 40.000

我嘗試雕刻一個(gè)40mm邊的正方形，經(jīng)過(guò)這么多的誤差和調(diào)整grbl的設(shè)置后，我從X軸和Y軸刻出了正確的40mm線。如果X軸和Y軸的分辨率不同，則圖像將向任一方向縮放。

請(qǐng)記住，并非所有步進(jìn)電機(jī)都與DVD驅(qū)動(dòng)器相同

它很長(zhǎng)這個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)，但調(diào)整結(jié)果非常令人滿意。

LaserGRBL用戶界面

連接控制：在這里你可以選擇串口和根據(jù)grbl固件配置，適當(dāng)?shù)倪B接波特率。

文件控制：顯示加載的文件名和雕刻過(guò)程進(jìn)度。綠色的“播放”按鈕將開(kāi)始執(zhí)行程序。

手動(dòng)命令：您可以在此處鍵入任何G代碼行，然后按“輸入”。命令將排入命令隊(duì)列。

命令日志和命令返回碼：顯示入隊(duì)命令及其執(zhí)行狀態(tài)和錯(cuò)誤。

點(diǎn)動(dòng)控制：允許手動(dòng)定位激光。左側(cè)垂直滑塊控制移動(dòng)速度，右側(cè)滑塊控制步長(zhǎng)。

雕刻預(yù)覽：此區(qū)域顯示最終工作預(yù)覽。在雕刻過(guò)程中，一個(gè)小的藍(lán)色十字將在運(yùn)行時(shí)顯示當(dāng)前的激光位置。

Grbl復(fù)位/歸位/解鎖：此按鈕向grbl板提交軟復(fù)位，歸位和解鎖命令。在解鎖按鈕的右側(cè)，您可以添加一些用戶定義的按鈕。

Feed hold and resume：此按鈕可以暫停和恢復(fù)程序執(zhí)行，將Feed Hold或Resume命令發(fā)送到grbl board。

行數(shù)和時(shí)間投影：LaserGRBL可根據(jù)實(shí)際速度和作業(yè)進(jìn)度估算程序執(zhí)行時(shí)間。

覆蓋控件的狀態(tài)：顯示并更改實(shí)際速度和功率覆蓋。覆蓋是grbl v1.1的新功能，舊版本不支持。

步驟16：木雕

光柵導(dǎo)入允許您在LaserGRBL中加載任何類(lèi)型的圖像并將其轉(zhuǎn)換為GCode指令無(wú)需其他軟件。 LaserGRBL支持照片，剪貼畫(huà)，鉛筆畫(huà)，徽標(biāo)，圖標(biāo)，并嘗試使用任何類(lèi)型的圖像。

可以通過(guò)選擇類(lèi)型的圖像從“文件，打開(kāi)文件”菜單中調(diào)用它jpg，png或bmp

所有材料的雕刻設(shè)置都不同。

定義每毫米雕刻速度和質(zhì)量 - 線mm

視頻附加是整個(gè)過(guò)程的延時(shí)。

步驟17：薄紙切割

這款250mW激光還能夠切割薄紙，但速度應(yīng)該非常低，即不超過(guò)15mm/最佳和激光束應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整。

視頻附加是整個(gè)過(guò)程的延時(shí)。

步驟18：乙烯基剪切和制作自定義貼紙

我做了一些定制乙烯基貼紙。相對(duì)于所用乙烯基的顏色，邊界速度會(huì)發(fā)生變化。

深色可以輕松使用，而較淺的顏色則有些棘手。

以上圖片演示了如何使用CNC制作的乙烯基貼紙。

責(zé)任編輯：wv