to mój pierwszy temat na tym forum, ostatnie kilka dni spędziłem na bacznym czytaniu z pozycji lurkera.
Do rzeczy - w ramach pracy magisterskiej (kierunek elektrotechnika, specjalność urządzenia elektroniczne w przemyśle i pojazdach) chciałbym zbudować ploter grawerujący laserem, wstępne szkice
. Jakość rysunków odręcznych może pozostawiać wiele do życzenia, ale nie miałem ładniejszych kredek 
Mam nadzieję, że umieściłem temat w dobrym dziale, jeśli nie - proszę o przeniesienie.
Od razu zaznaczam - ani mi w głowie budowa choćby ćwierćprofesjonalnego urządzenia. "Działką" promotora jest wszelaki napęd elektryczny i na tym najbardziej chciałbym się skupić. Projekt miałby pokazywać bardziej zasadę działania napędu sterowanego komputerowo niż służyć jako maszyna produkująca cokolwiek na większą skalę. Stąd też pewne uproszczenia w konstrukcji, które mogą wydawać się w tym miejscu herezjami.
Konstrukcję ramy oparłbym o profile aluminiowe (lekkie, łatwe w obróbce, łatwo dostępne), pole robocze wielkości ok. 200x300 mm (mniej więcej format A4).
Napęd wózka z laserem (oś X) oraz wózka osi Y odbywałby się za pomocą śrub metrycznych (M5 lub M6, M8 wydaje mi się przesadą) oraz silników krokowych.
W tym miejscu pierwsze pytanie - czy porywać się na serwomotory? Mam za sobą kilka (prawie 6) lat stażu w przemyśle poligraficznym jako elektronik utrzymania ruchu, więc coś tam z napędów kojarzę. Czy jednak w tym projekcie nie byłoby to strzelanie do wróbla z armaty? Pomijam już kwoty potrzebne do zakupu serwomotorów oraz jakichś napędów (bo raczej sam tego nie zbuduję na kawałku PCB). Choć "serwomotor" brzmi poważniej w pracy magisterskiej niż "silnik krokowy"
Na razie przyjmę jednak obecność silników krokowych. Jakie powinny mieć parametry (zwłaszcza moment), by bez problemu uciągnąć tę konstrukcję? Napęd stanowiłyby układy L297 i L298 - z informacji, które znalazłem wynika, że są proste, stosunkowo tanie i nie wymagają magicznych zabiegów, jeśli o kalibrację chodzi. Jakie typy silników (unipolarne, bipolarne) najlepiej współpracują z tymi układami - chodzi mi o precyzję i szybkość działania? Czy sprawdzą się silniczki pozyskane ze sprzętu komputerowego?
Sterowanie odbywałoby się przez port LPT - czy są aplikacje wykorzystujące inne porty? Nie uśmiecha mi się taszczenie na obronę stacjonarki, a w laptopie mam tylko COM i USB. Jeśli zaś trzymać się LPT - czy oferowane w sprzedaży przejściówki z USB na LPT zdadzą egzamin w tym wypadku? Jeśli tak - czym się kierować przy wyborze przejściówki?
Zakup starego laptopa, który miałby LPT wydaje mi się pewną przesadą, zwłaszcza że nie przewiduję dla niego innych zastosowań.
Program - z tego co wyczytałem, polecane są Mach2, Mach3 i TurboCNC. Jak na załączonym obrazku widać, nie potrzebuję kombajnu z obsługą sześciu osi i innymi cudami. Przydałby się za to program do przetwarzania bitmap na g-code, ale taki już znalazłem na tym forum. Jednak która z dostępnych jako darmowe aplikacji lepiej sobie radzi z takim przetworzonym z bitmapy kodem? Czy przy powierzchni roboczej 200x300 owe 1000 linii kodu (darmowy Mach3) wystarczy, jeśli przyjmę rozdzielczość 1 mm? I czy taka rozdzielczość wystarczy, by wypalić napisy i wzorki na plastiku w sposób, który nie wywoła powszechnej odrazy? Czy możliwe jest grawerowanie np. na pleksiglasie lub białym plastiku pokrytym czarną folią?
Jeśli już o wypalaniu mowa - czytałem, że laser z nagrywarki DVD wystarczy. Czy potrzebna jest jakaś dodatkowa optyka, której nie znajdę w rozbebeszonym DVD? Przejrzałem stronę kolegi c4r0, skontaktowałem się z nim w sprawie mojego projektu, jednak nie rozwiał wszystkich wątpliwości. A nie chcę ciągle nagabywać głupimi pytaniami jednego człowieka, który przecież nie zrobił mi nic złego
Posłużyłem się jego pomysłem na ustawienie lasera - umieszczony byłby w aluminiowej tubie (patrz
, górna część obrazka), mocowanej do wózka dwiema śrubami. W celu zapewnienia chłodzenia diody zostałyby w owej tubie wytoczone trzy, cztery rowki - taka namiastka radiatora. Soczewkę zamontowałbym na osobnej płytce, przymocowanej do tuby za pomocą śrub regulacyjnych i sprężyn. Regulacja całej tuby przyda się, gdyż wg kol. c4r0 zogniskowany laser wypala tylko w pewnym wąskim zakresie wysokości, a chciałbym mieć możliwość grawerowania na różnej wysokości materiałach (oczywiście czarnych). Dlatego też wykombinowałem tę ruchomą tubę i dwie śruby po bokach.Prowadnice - ponieważ ma to być model dydaktyczny, ograniczyłbym się do prowadnic pozyskanych z drukarek, skanerów i takich tam sprzętów.
Wózki - wykonane zostałyby przez zaprzyjaźnionego tokarza z tworzywa powszechnie zwanego w ich dziale "ebonitem" lub "teflonem". Nie znam się na tym kompletnie - jest to białawe tworzywo, raczej twarde, które po właściwym obrobieniu staje się śliskie. Nie wiem natomiast, jak rozwiązać swobodny posuw wózków po prowadnicach - czy samo tworzywo jest w stanie wytworzyć wystarczający poślizg, czy jednak warto zainteresować się jakimś łożyskowaniem tych miejsc? Jak nazywają się łożyska tego typu - liniowe?
Jeszcze o śrubach - czytałem tu wiele o śrubach trapezowych i kulowych. Zalet jakie oferują nie ośmielam się negować, ale znów stwierdzę, że chyba nie jest mi to potrzebne. Mam okazję naprawiać maszyny poligraficzne, wykorzystujące w kilku miejscach posuw na śrubie metrycznej (M4 bodajże) głowiczek nakładających klej na papier, z dokładnością do 0,1 mm. Działa to sprawnie, wystarczy pamiętać o regularnym czyszczeniu.
Napęd wózkom przekazywany byłby za pomocą wspomnianej śruby metrycznej oraz rodzaju nakrętki z uchwytami do przymocowania do wózka - z czego najlepiej wykonać taki element? Brąz? Mosiądz? Jaką powinien mieć minimalną szerokość, by zapewnić sensowną pracę przy braku większych oporów?
Śruba taka wymaga łożyskowania - sposobów na to jest więcej, niż rozmiarów calowych imbusów. Przejrzawszy stosowne tematy wybrałem sposób przedstawiony w lewej dolnej części obrazka - nakrętka samokontrująca, miedziana podkładka, łożysko, znów podkładka i nakrętka. Czy to wystarczy? Co można tu poprawić/zmienić?
Łożyska - jak umocować je w korpusie? Wykonać korpusy ze stali i na klej?
Przekazanie napędu na śruby - myślałem o sprzęgiełkach kłowych i umocowaniu silników w osi śruby. Zależy mi na możliwie kompaktowych rozmiarach urządzenia - czy można umieścić silniki np. w pionie, a napęd przekazać drogą sprzęgiełko-przekładnia kątowa? Czy może raczej umieścić silniki nad śrubą, obrócić o 180 stopni w poziomie i zastosować dwa koła pasowe i pasek zębaty? Czy wtedy sprzęgiełko też jest potrzebne?
Jaka byłaby spodziewana szybkość działania, którą można osiągnąć przy powyższych założeniach? Ile czasu może potrwać wykonanie powiedzmy napisu na pudełku od płyty CD przy zastosowaniu "nagrywarkowego" lasera?
W projekcie zastosowałbym krańcówki, umieszczone przy mocowaniach prowadnic i łożysk oraz czujnik indukcyjny do pozycji "home" - w lewym górnym rogu ramy. Czy wspomniane wyżej programy oferują możliwość łatwego parkowania wózków w tej pozycji? Jak przeprowadzać kalibrację - parkuję wózek w pozycji "home", zapamiętuję w programie, potem ręcznie przejeżdżam do pozycji krańcowych, zapamiętuję - i?
Chciałbym też zrobić jakiś świetlny punkt odniesienia na powierzchni roboczej - kropkę lub lepiej kreskę. Widziałem podobne rozwiązanie w krajarkach (gilotynach) do papieru - są tam dwie żarówki mocy 60W, które świecą przez wąską szczelinę w dół, na blat roboczy. Daje to pięknie widoczną cienką kreskę, dającą operatorowi możliwość zorientowania się, gdzie spadnie nóż. Jak najprościej zrobić coś podobnego tutaj? Laserowe wskaźniki?
Jakiego materiału użyć na pokrycie powierzchni roboczej? Białe tworzywo? Pomalowany matowo metal?
Czy obudowywać konstrukcję z trzech stron, np pleksiglasem? Behapowcy zapewne odpowiedzą twierdząco
Robić czwartą, ruchomą rzecz jasna osłonę z przodu i łączyć z jakąś krańcówką, wyłączającą laser?Sterowanie i zasilanie umieszczę w osobnej obudowie - intuicyjnie byłoby umieścić ją z prawej strony ramy, ze względu na prostsze okablowanie z lewej, a ze względu na zwartość konstrukcji na dole, w podstawie. Więc jak?
Piszę tego posta już dobre pół godziny, co rusz coś wtrącając, dodając i modyfikując. Mam nadzieję, że nie stanie się przez to mniej czytelny.
W przypadku problemów z odczytaniem moich bazgrołów z załącznika proszę o uwagi.
Z góry dziękuję za wszelkie odpowiedzi.
Chetnie postaram sie pomoc na tyle ile bede potrafil.
