레이저 커터 머신을 만드는 방법? - DIY 가이드
개요
자격을 갖춘 제작자 또는 DIYer가 되려면 다음을 사용해야 한다는 사실을 누구나 알고 있습니다. 레이저 커터 기본적으로 입학 필수 과목이지만, 문제가 많을 수 있습니다. 스스로 하나 만들 수 있다면, 그 문제는 쉽게 해결될까요?
제가 공유하고 싶은 프로젝트는 작년에 만든 레이저 커팅 머신입니다. 레이저 커터(일명 레이저 조각기 레이저로 새길 수 있는 작업이 가능하다는 이유에서) 그리고 메이커가 프로젝트를 만드는 데 필요한 유물이기도 합니다. 빠른 처리, 효율적인 판 사용, 전통적인 공정으로는 달성할 수 없는 절단 기술의 실현과 같은 장점은 모든 사람에게 깊이 사랑받고 있습니다.
일반적으로 CNC 기계를 사용하여 작업할 때 레이저 절단과 비교하여 다음과 같은 문제가 있습니다. 작업 전에 도구를 설치하고 변경해야 함, 도구 설정, 과도한 소음, 긴 처리 시간, 먼지 오염, 도구 반경 및 기타 문제. 절단의 우수성은 레이저 커터 기계를 직접 만드는 아이디어로 이어졌습니다.
이 아이디어를 떠올린 후, 저는 이 아이디어에 대한 타당성 조사를 시작했습니다. 다양한 유형의 레이저 커터 기계에 대한 여러 연구와 비교를 거쳐, 자체 조건과 처리 요구 사항을 결합하고, 장단점을 따져본 후, 분리 및 업그레이드가 가능한 모듈식 설계 및 제작을 통해 단계별 건축 계획을 세웠습니다.
60일 후, 기계의 각 부분은 모듈식 설계를 채택합니다. 모듈화 개념을 통해 가공 및 생산이 편리하고 최종 조립이 충분하며 재정적 압박이 너무 크지 않으며 필요한 부품을 단계적으로 구매할 수 있습니다. 완성된 기계의 크기는 19에 이릅니다.60mm*1200mm* 1210mm, 처리 스트로크는 12입니다60mm*760mm, 그리고 절단력은 100W. 한 번에 많은 수의 부품을 처리할 수 있으며 레이저 절단, 조각, 스캐닝, 문자 및 표시 기능이 있습니다.
프로젝트 기획
전체 프로젝트 제작에는 모션 제어 시스템, 기계 구조 설계, 레이저 튜브 제어 시스템, 광 가이드 시스템, 공기 분사 및 배기 시스템, 조명 초점 시스템, 운영 최적화 및 기타 측면 등 7가지 주요 부분이 포함됩니다.
초기 설정의 일반적인 아이디어는 다음과 같습니다.
1. 생산되는 레이저커터기의 스트로크는 가공범위의 갭을 메우기 위해 커야 합니다. CNC 기계 충분히 크지 않아 시트를 미리 자르는 번거로움을 덜 수 있습니다. 또한 레이저 스크라이빙 기능을 사용하여 대형 판을 직접 스크라이빙할 수 있어 수동 스크라이빙 문제를 해결할 수 있습니다.
2. 스트로크가 증가하기 때문에 레이저 커터의 전력이 너무 낮아질 수 없습니다. 그렇지 않으면 레이저가 공기 전도에서 어느 정도 손실을 입게 되므로 전체 전력이 다음보다 낮아질 수 없습니다. 100W.
3. 레이저 커터의 정밀성과 원활한 작동을 보장하기 위해 전체 재료 선택은 모두 금속이어야 합니다.
4. 사용 및 조작이 편리합니다.
5. 설계된 구조는 후속 업그레이드 계획을 충족할 수 있습니다.
제어 보드
DIY 레이저 커터
일반적인 DIY 아이디어 프레임워크와 계획을 바탕으로 레이저 커터를 만드는 8단계를 시작해 보겠습니다. 구체적인 제작 과정과 관련된 세부 사항을 자세히 설명하겠습니다.
1단계. 모션 컨트롤 시스템 설계
첫 번째 단계는 모션 제어 시스템입니다. 저는 RDC1S-B(EC) 레이저 마더보드를 사용합니다. 이 제어 마더보드는 X, Y, Z, U의 6442개 축을 제어할 수 있습니다. 마더보드에는 대화형 디스플레이 화면이 함께 제공됩니다. 기계의 실행 상태, 처리 파일의 저장 및 기계의 디버깅은 작동 화면을 통해 완료할 수 있지만, 주의해야 할 한 가지는 XYZ 축의 모터 제어 매개변수를 매개변수 설정을 위해 컴퓨터에 연결해야 한다는 것입니다.
예를 들어: 무부하 가속 및 감속, 절삭 가속 및 감속, 무부하 속도, 모터 위치 오류 수정, 레이저 유형 선택. 제어 시스템은 다음에 의해 구동됩니다. 24V DC가 필요합니다 24V 스위칭 전원 공급 장치. 시스템의 안정성을 보장하기 위해 2 24V 스위칭 전원 공급 장치를 사용합니다. 24V2A 마더보드에 직접 공급하고 다른 24V15A 3개의 모터에 전원을 공급하는 반면, 220V 입력단자는 다음과 연결됩니다. 30A 시스템의 안정적인 작동을 보장하기 위한 필터입니다.
제어 시스템 테스트
매개변수를 설정한 후, 공회전 테스트를 위해 모터를 연결할 수 있습니다. 이 단계에서 모터 연결선, 모터 방향, 화면 작동 방향, 스테퍼 모터 세분화 설정, 시운전을 위한 커팅 파일 가져오기를 확인할 수 있습니다. 제가 선택한 모터는 길이가 2mm인 57상 57 스테퍼 모터입니다. 이전 프로젝트에서 3개만 남았기 때문에 낭비하지 않으려는 생각으로 직접 사용했습니다. 제가 선택한 드라이버는 TB6600, 일반적인 스테퍼 모터입니다. 모터 드라이버에 하위 구분을 64로 설정합니다.
레이저 커팅 시스템의 고속 성능을 향상시키려면 토크가 더 크고 고속 성능이 매우 좋은 3상 스테퍼 모터를 선택할 수 있습니다. 물론 후속 테스트 후 2상 57 스테퍼 모터가 사진을 레이저 스캐닝할 때 X축의 고속 이동을 충분히 수행할 수 있다는 것을 발견했으므로 당장은 사용하고 나중에 업그레이드가 필요하면 모터를 교체할 것입니다.
안전 보호 시스템 측면에서 전체 회로 레이아웃은 고전압과 저전압에서 분리되어야 합니다. 배선 시 교차가 없도록 주의해야 합니다. 가장 중요한 점은 접지해야 한다는 것입니다. 고전압이 통과할 때 금속 프레임과 쉘은 유도 전기를 생성하고 손이 닿으면 마비감이 들기 때문입니다. 이때 효과적인 접지에 주의해야 하며 최상의 접지 저항은 4옴을 넘지 않아야 합니다(접지선 테스트 필요). 감전 사고를 방지하기 위해 주 전원 스위치에도 누설 보호 스위치를 추가해야 합니다.
리미트 스위치
조작 패널에는 비상 정지 스위치, 키가 있는 전원 스위치, 각 동작 축을 위한 X, Y, Z축 리미트 스위치, 레이저 튜브를 위한 일정 온도 방수 스위치, 커버 열림 보호용 비상 정지 스위치 등을 설치하여 레이저 커터 기계의 안전성을 높여야 합니다.
회로 레이아웃
이후 유지관리를 용이하게 하기 위해 각 단말기에 적절한 라벨을 붙일 수 있습니다.
2단계. 기계 설계
2단계는 기계 구조의 설계입니다. 이 단계는 전체 레이저 절단기의 초점입니다. 기계의 정밀도와 기계의 작동은 합리적인 기계 구조로 실현되어야 합니다. 설계 초기에 직면한 첫 번째 문제는 가공 경로를 결정하는 것이고 가공 경로의 공식화에는 초기 지침 이념이 필요합니다. 얼마나 많은 가공 범위가 필요합니까?
기계 설계
나무판의 크기는 1220mm*2400mm. 도마의 개수를 최소화하기 위해 나무판의 폭은 1200mm 길이 가공범위로, 가공폭은 600mm 이상이어야 하므로 폭은 700mm 정도로 설정하고, 길이와 폭을 각각 더하기 60mm 클램핑 또는 위치 지정을 위한 길이입니다. 이런 식으로 실제 효과적인 처리 범위는 1로 보장될 수 있습니다.200mm*700mm. 가공 경로의 범위에 대한 일반적인 추정에 따르면 전체 크기는 2m에 가깝고, 이는 익스프레스 배송의 최대 범위인 2m를 초과하지 않아 요구 사항을 충족합니다.
하드웨어 액세서리
다음 단계는 하드웨어 액세서리, 레이저 헤드, 하나 안티, 2 안티, 동기 풀리 등을 구매하는 것입니다. 저는 유럽 표준을 선택했습니다. 4040 메인 프레임의 경우 두꺼운 알루미늄 프로파일을 사용합니다. XY 축의 설치 정확도가 향후 처리 정확도를 결정하기 때문에 재료는 견고해야 합니다. 레이저 헤드의 X축 빔 부분은 다음으로 만들어집니다. 6040 두꺼운 알루미늄 프로파일이며 폭이 더 넓습니다. 4040 Y축의 경우 레이저 헤드가 중간 위치에 있을 때 강도가 충분하지 않으면 알루미늄 프로파일이 변형되기 때문입니다.
하드웨어 액세서리
XY 축 구조 설계
XY축 구조를 설계하기 전에 먼저 하드웨어 부속품 및 각종 부품을 측정하고 도면을 그린 다음, AutoCAD 소프트웨어를 통해 구조 설계를 진행합니다.
XY 축 구조 설계
X축의 전달은 동기 풀리를 통해 스테핑 모터에 의해 감속되고 동기 벨트로 출력되며 동기 벨트의 개방된 끝은 레이저 헤드에 연결됩니다. X축 스테핑 모터의 회전은 동기 벨트를 구동하여 레이저 헤드를 측면으로 이동합니다. Y축의 전달은 비교적 조금 더 복잡합니다. 좌우 선형 슬라이더를 하나의 모터로 동기적으로 움직이려면 2개의 선형 모듈을 광축과 병렬로 연결해야 하며, 그런 다음 광축은 스테핑 모터로 구동되어 2개의 선형 슬라이더를 동시에 구동하여 Y축을 이동합니다. X축은 항상 수평 위치에 있을 수 있습니다.
부품 가공 및 조립
설계가 완료되면 다음 단계는 부품을 가공하고 조립하고 X축 스페이서를 가공하는 것입니다. 3D Y축 광축 브라켓을 인쇄하고, 알루미늄 프로파일 프레임을 조립하고, 리니어 가이드를 설치하는 등 가장 중요하고 지루한 부분은 정확도 조정입니다. 이 프로세스에는 반복적인 디버깅이 필요하고 인내심이 필요합니다.
Y축은 광축에 연결됨
1. 광축은 2개의 커플링과 광축 브라켓으로 고정됩니다.
2. X축 알루미늄 프로파일과 Y축의 2개 선형 모듈을 연결하기 위해 X축 백킹 플레이트를 가공합니다.
3. XY 축 알루미늄 프로파일 프레임을 설치하는 동안 이 과정에서 프레임의 수직성과 평행성을 확보해야 하므로 정확한 치수를 확보하기 위해 공정 중에 반복적인 측정이 필요합니다. Y 축에 2개의 리니어 가이드를 설치할 때 가이드가 알루미늄 프로파일과 평행한지 확인하고 다이얼 인디케이터로 측정하여 평행성이 범위 내에 있는지 확인합니다. 0.05mm.
X축 레이저 헤드, 리니어 가이드, 탱크 드래그 체인 및 스테퍼 모터 설치
4. 리니어 가이드 레일을 설치할 때 가이드 레일이 알루미늄 프로파일과 평행한지 확인해야 합니다. 각 섹션의 가이드 레일은 다이얼 인디케이터로 측정하여 평행도가 범위 내에 있는지 확인해야 합니다. 0.05mm이는 이후의 설치를 위한 좋은 기초가 됩니다.
X축 위치 고정
5. Y축 동기벨트를 설치하려면 먼저 X축이 수평 상태인지 확인하고 다이얼 인디케이터를 사용하여 미터를 표시합니다. 측정 후 알루미늄 프로파일 자체의 곡률이 약 0.05mm따라서 수평 정확도는 0 이내로 제어되어야 합니다.1mm (가급적 2개의 다이얼 인디케이터를 2으로 재설정하고,개의 슬라이더와 X축의 위치를 클립으로 고정합니다.)
양쪽 타이밍 벨트를 끼우세요
6. 양쪽 타이밍 벨트를 통과시키고 왼쪽 타이밍 벨트를 고정합니다. 그런 다음 왼쪽 접촉 다이얼 인디케이터를 0.1으로 재설정하고 다른 쪽의 수평 오류를 측정하여 수평 오류를 0.1mm 이내로 조정하고 클립으로 고정합니다. 그런 다음 오른쪽 동기 벨트를 고정합니다. 이때 오른쪽의 설치 작업으로 인해 수평 오류가 확실히 증가합니다. 그런 다음 다이얼 인디케이터를 다시 왼쪽으로 이동하여 6으로 만들고 오른쪽 커플링을 풀어 X축을 이동합니다. 슬라이더를 밀어 수평 오류를 0.1mm 이내로 조정하고 클립으로 토크 커플링을 고정합니다.
7. 이제 양쪽의 클램프를 풀고, Y축이 움직일 때 X축이 수평 위치에 있는지 테스트하고, Y축 동기화 휠을 비틀고, 이전 측정 과정을 반복할 수 있습니다. X축이 동기화되지 않은 것으로 발견되면, 양쪽의 동기 벨트의 조임이 다르거나 각 구조의 정확도가 제대로 조정되지 않았을 수 있습니다. 그러면 이전 단계로 돌아가서 다시 조정해야 합니다. 동기 벨트의 조임이 조정되는 한, Y축이 움직일 때까지 X축을 다시 조정해야 하며, X축은 항상 수평 오차 범위인 0 내에 있어야 합니다.1mm이 단계에서는 인내심을 갖는 것을 잊지 마세요.
XY 축 프레임 조정
8. 양쪽 타이밍 벨트의 조임이 일정한지 확인하고, 1~2cm 깊이까지 살짝 눌러 양쪽 깊이가 일정하도록 하는 것이 좋습니다.
9. 스테퍼 모터를 설치합니다. 모터를 설치할 때는 조임 조절에 주의해야 합니다. 동기 벨트가 너무 느슨하면 이동 백래시가 발생하고 너무 조이면 동기 벨트가 깨집니다.
Y축 스테퍼 모터 설치
기계적 메커니즘 안정성 테스트
제어 시스템을 연결하여 기계 구조의 안정성을 테스트하고, 컴퓨터를 연결하여 모터 매개변수를 디버깅하고, 그려진 그래프와 설계 크기 간의 편차를 측정하고, 실제 거리 편차에 따라 스테퍼 모터의 펄스량을 조정하고, 메커니즘에 백래시 갭이 있는지 확인합니다. 각 스트로크가 일관성이 있는지, 교차점이 연결되어 있는지 확인합니다. 반복 그리기를 수행하고 반복 위치 정확도는 반복 그리기로 감지합니다. 물론 메커니즘의 반복 위치 정확도는 고정 다이얼 표시기와 미터를 통해 감지할 수 있습니다.
테스트를 위해 제어 시스템 연결
3번 그림을 반복한 후, 모든 스트로크가 고스트가 없는 장소임을 볼 수 있으며, 이는 재배치가 정상임을 나타냅니다. 현재 XY 축은 이미 그래픽을 그릴 수 있습니다. 펜 리프팅 기능을 추가하면 대형 플로터가 될 수 있습니다. 물론 실제 목적은 레이저 커터 기계를 만드는 것이므로 계속 열심히 일해야 합니다.
XY 축이 완성되면 다음 단계는 Z 축을 만드는 것입니다. Z 축을 만들기 전에 다음을 수행해야 합니다. 3D 전체 프레임을 모델링하고 설계합니다. Z축은 절단 플랫폼과 연결되어 프레임 모듈에 고정되어 있기 때문에 함께 설계하고 제조해야 합니다. Z축은 상승 및 하강 기능을 실현한 다음 XY축 모듈을 직접 배치하여 조합하면 XYZ축의 기능을 실현할 수 있습니다.
Z축 리프트 플랫폼 설계
Solidworks 모델링을 사용하여 레이저 커팅 테이블의 전체 프레임과 Z축 구조를 설계합니다. 3D 이러한 관점에서는 구조적 문제를 신속히 발견하고 신속히 수정할 수 있습니다.
이동식 플랫폼 빌딩
프레임과 구조가 제자리에 있으면 기계 하단의 이동식 플랫폼을 만들 수 있습니다. 레이저 커터 기계 전체를 플랫폼에 놓습니다. 기계는 비교적 큽니다. 레이저 커팅 테이블을 만든 다음 위로 옮기는 것은 비현실적입니다. 이 과정은 기계의 정확도에도 영향을 미치므로 하단 이동식 플랫폼에만 만들 수 있습니다.
1. 이제 아래쪽에 이동식 플랫폼을 만들기 시작합니다. 먼저 프레임을 만들기 위해 1 두꺼운 정사각형 강철을 구입합니다.
2. 사각철근을 하나하나 용접하여 완성 후 매우 견고하며, 사람 전체가 앉아도 전혀 문제가 없습니다.
3. 프레임에 롤러 4개를 용접하고 왼쪽에 600mm 간격을 둡니다. 주된 목적은 일정한 온도의 물과 공기 펌프를 위한 공간을 확보하는 것입니다. 이제 모바일 플랫폼의 프레임이 용접되었으므로 상단과 하단에 목재 층을 설치해야 합니다.
4. 기계의 프레임을 만들고 인터넷에서 알루미늄 프로파일을 구매합니다. 모델은 4040 국가 표준 알루미늄 프로파일. 이 국가 표준 알루미늄 프로파일을 사용하는 주된 이유는 무게가 비교적 가볍고 설치 후 취급하기 쉽고 강도가 좋으며 주변의 둥근 모서리가 비교적 작아 후속 시트 메탈 패널의 설계 및 설치가 용이하다는 것입니다.
거실에 기계 프레임을 설치하려면 너무 커서 들어갈 수가 없습니다.
XY 축과 기계 프레임 조립
5. XY 축과 기계 프레임을 조립하고 완성된 프레임을 모바일 플랫폼에 놓은 다음 디버깅된 XY 축을 기계 프레임에 설치합니다. 전체적인 효과는 여전히 좋습니다.
6. Z축 지지 시트를 만들기 시작하고, 알루미늄 시트를 긋고, 구멍 위치를 결정합니다. 드릴링과 태핑을 해서 4개의 동일한 지지 시트를 만듭니다.
Z축 리프트 나사 조립
7. Z축 리프팅 나사를 조립하고, T형 나사, 동기 풀리, 베어링 시트, 지지판, 플랜지 너트를 조립합니다.
8. Z축 리프팅 나사, 스테퍼 모터, 타이밍 벨트를 설치합니다. Z축 리프팅의 원리: 스테핑 모터는 양쪽의 텐셔닝 휠을 통해 동기 벨트를 조입니다. 모터가 회전하면 4개의 리프팅 나사가 같은 방향으로 회전하여 4개의 지지점이 동시에 위아래로 움직이고 절단 플랫폼이 지지점에 동시에 연결됩니다. 위아래로 움직입니다. 허니컴 패널을 설치할 때는 평탄도 조정에 주의해야 합니다. 다이얼 인디케이터를 사용하여 전체 프레임의 h8 차이를 측정하고 h8 차이를 0으로 조정합니다.1mm.
공기 경로 구조, 레이저 광 경로, 판금 스킨과 같은 기계적 구조는 해당 시스템이 관련될 때 나중에 자세히 설명할 것입니다. 다음으로, 3번째 부분을 소개합니다.
3단계. 레이저 튜브 제어 시스템 설정
1. 선택 CO2 레이저 튜브 모델. 레이저 튜브는 유리 튜브와 무선 주파수 튜브의 두 가지 유형으로 나뉩니다. RF 튜브는 2V 저전압을 채택하여 정밀도가 높고, 스팟이 작고, 수명이 길지만 가격이 비싼 반면, 유리 튜브의 수명은 약 30시간이며, 스팟이 비교적 크고, 고전압으로 구동되지만 가격은 저렴합니다. 목재, 가죽, 아크릴만 절단하는 경우 유리 튜브는 충분히 유능하며, 현재 시중에 나와 있는 대부분의 레이저 커터는 유리 튜브를 사용합니다. 비용 문제로 인해 저는 유리 튜브를 선택했고, 크기는 1500mm*입니다.60mm레이저 튜브를 냉각하려면 물 냉각 방식을 사용해야 하며, 물의 온도는 일정해야 합니다.
레이저 전원 공급 장치
내가 선택한 레이저 튜브 전원 공급 장치는 100W 레이저 전원 공급 장치. 레이저 전원 공급 장치의 기능을 소개합니다. 레이저 튜브의 양극은 거의 10,000볼트의 고전압을 방출합니다. 고농도 CO2 고전압 방전 여기관에 있는 가스에서, 파장 10.6um의 레이저가 관의 꼬리 부분에서 생성됩니다. 이 레이저는 보이지 않는 빛이라는 점에 유의하세요.
CW5000 물 냉각기
2. 물 냉각기를 선택하십시오. 레이저 튜브는 정상적인 사용 중에 고온을 발생시키고 물 순환으로 냉각해야 합니다. 온도가 너무 높고 제때 냉각되지 않으면 레이저 튜브에 돌이킬 수 없는 손상을 일으켜 레이저 튜브의 수명이 급격히 떨어지거나 터질 수 있습니다. 물 온도가 떨어지는 속도도 레이저 튜브의 성능을 결정합니다.
워터쿨링에는 2가지 종류가 있는데 하나는 공랭식이고 다른 하나는 공기압축기 냉각을 이용한 냉각 방식입니다. 레이저 튜브가 약 80W, 공기 냉각은 유능할 수 있지만 초과하면 80W, 압축기 냉각 방법을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 열을 전혀 억제할 수 없습니다. 내가 선택하는 일정 온도의 물은 CW5000 모델. 레이저 튜브의 전력이 업그레이드되면 이 일정 온도의 물은 여전히 유능할 수 있습니다. 전체 기계에는 온도 제어 시스템, 물 저장 버킷, 공기 압축기 및 냉각판이 포함됩니다. 모듈 구성.
3. 레이저 튜브를 설치하고, 레이저 튜브를 튜브 베이스에 설치한 후, 레이저 튜브의 h8을 조정하여 설계 높이와 일치시키고, 조심해서 취급하십시오.
레이저 튜브 설치
일정 온도 물 배출 파이프를 연결합니다. 물 입구는 먼저 레이저 튜브의 양극에서 들어오고, 레이저 튜브의 양극 물 입구는 아래를 향해야 하며, 냉각수는 바닥에서 들어온 다음 레이저 튜브의 음극 상단에서 나온 다음 물 순환 보호 스위치를 통해 복귀합니다. 일정 온도 물 탱크는 한 사이클을 완료합니다. 물 사이클이 중지되면 물 보호 스위치가 분리되고 피드백 신호가 제어 보드로 전송되어 레이저 튜브가 꺼져 과열을 방지합니다.
전류계 연결
4. 레이저 튜브의 음극은 전류계에 연결되고, 그런 다음 레이저 전원 공급기의 음극으로 돌아갑니다. 레이저 튜브가 작동 중일 때 전류계는 레이저 튜브의 전류를 실시간으로 표시할 수 있습니다. 수치를 통해 설정 전력과 실제 전력을 비교하여 레이저 튜브가 정상적으로 작동하는지 판단할 수 있습니다.
5. 레이저 전원 공급기 회로, 항온수, 방수 스위치, 전류계를 연결하고 보호 안경을 준비합니다(레이저 튜브는 보이지 않는 빛을 방출하므로 10.6um 특수 보호 안경을 사용해야 함).레이저 튜브의 전력을 40%로 설정하고 버스트 모드를 켜고 레이저 튜브 앞에 테스트 보드를 놓고 스위치를 눌러 레이저를 방출하면 보드가 즉시 점화되고 테스트 효과가 매우 좋습니다.
다음 단계는 광학 경로 시스템을 조정하는 것입니다.
4단계. 레이저 튜브 광 가이드 시스템 설정
4번째 부분은 레이저 튜브 광 가이드 시스템 설정입니다. 위의 그림에서 보듯이 레이저 튜브에서 방출된 레이저 빛은 거울에 의해 90도 각도로 굴절되어 2번째 거울에 도달하고, 2번째 거울은 다시 90도 각도로 굴절되어 3번째 거울에 도달합니다. 굴절로 인해 레이저가 초점 렌즈를 향해 아래로 발사되고, 초점 렌즈는 레이저를 초점시켜 매우 미세한 지점을 형성합니다.
이 시스템의 어려움은 레이저 헤드가 가공 공정의 어느 위치에 있든 초점이 맞춰지는 지점이 항상 동일해야 한다는 것입니다. 즉, 이동 상태에서 광학 경로가 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 레이저 빔이 휘어져 빛이 방출되지 않습니다.
1차 표면 거울 광학 경로 설계
미러 브라켓의 조정 과정: 미러와 레이저는 45도 각도에 있어 레이저 포인트를 판단하기 어렵습니다. 3D 보조 조정을 위한 45도 브라켓을 인쇄하고, 관통 구멍에 질감 종이를 붙이면 레이저가 켜집니다. 스팟 촬영 모드(켜짐 시간 0.1S, 전원 20% 침투 방지를 위해 브라켓의 높이, 위치, 회전 각도를 조정하여 광점이 둥근 구멍의 중앙에서 제어되도록 합니다.
2차 표면 거울 광 경로 설계
8nd 미러 브라켓의 정확한 설치 위치 및 설치 h2은 다음을 통해 얻습니다. 3D 2차 표면 거울 경로를 설계하고, 2차 표면 거울 브라켓은 버니어 캘리퍼를 측정하여 정확하게 설치합니다.(먼저 초기 위치에 설치합니다).
1차 표면 거울의 반사 각도 조정
1차 표면 거울의 각도를 조정하는 과정: Y축을 거울에 가깝게 이동하고 레이저 점을 찍은 다음 Y축 끝을 멀리 이동하고 다시 점을 찍습니다. 이때 2개의 점이 일치하지 않는 것을 발견할 것입니다. 가까운 점이 높고 먼 점이 낮으면 거울을 위로 회전하도록 조정해야 하며 그 반대도 마찬가지입니다. 다음 단계는 점을 계속 만들고 먼 점과 가까운 점을 만드는 것입니다. 가까운 점이 왼쪽에 있고 먼 점이 오른쪽에 있으면 거울을 왼쪽으로 회전하도록 조정해야 하며 그 반대도 마찬가지입니다. 가까운 점이 먼 점과 점으로 일치할 때까지 2차 표면 거울의 광 경로가 Y축의 이동 방향과 완전히 평행하다는 것을 의미합니다.
3차 표면 거울 광학 경로 설계
2차 표면 거울의 각도를 조정하는 과정: Y축을 1차 표면 거울로 옮긴 다음 X축을 근거리로 옮겨 레이저 점을 찍고 X축을 원거리로 옮긴 다음 레이저 점을 찍습니다. 이때 근거리점이 높고 원거리점이 낮은지 관찰하면 2차 표면 거울을 위로 회전시키고 그 반대로 조정해야 합니다. 다음 단계에서는 계속해서 점을 찍습니다. 한 점은 원거리이고 한 점은 근거리점이며 근거리점이 왼쪽에 있고 원거리점이 오른쪽에 있으면 2차 표면 거울을 왼쪽으로 회전시키고 그 반대로 조정하여 근거리점과 원거리점이 하나의 점으로 일치할 때까지 조정해야 합니다. 즉 근거리 3차 표면 거울의 광 경로가 X축의 이동 방향과 완전히 평행합니다. 그런 다음 Y축을 먼 끝으로 옮기고, 근단과 X축 먼 끝에 점을 표시합니다. 두 점이 일치하지 않으면 2개의 거울 경로가 겹치지 않는다는 의미이며, Y축 근단의 X축에 있는 1개 점과 Y축 먼 끝의 X축에 있는 2개 점과 2개 점이 완전히 일치할 때까지 4면 거울의 각도를 조정하기 위해 돌아가야 합니다.
사실, 이 단계에서 조정은 끝나지 않습니다. 3번째 표면 미러 렌즈 홀더의 광점이 원의 중심에 있는지 관찰합니다. 광점이 왼쪽에 있는 경우 2번째 표면 미러 렌즈 홀더를 뒤로 옮겨야 하며 그 반대도 마찬가지입니다. 전체 레이저 튜브의 위치를 아래로 이동하도록 조정하고 그 반대도 마찬가지입니다. 2번째 표면 미러 브래킷을 변경할 때는 2번째 표면 미러 렌즈의 각도를 조정하는 과정을 다시 반복해야 합니다. 레이저 튜브의 h8을 변경할 때는 전체 렌즈 조정 과정(1번째 표면 미러 브래킷, 1번째 미러 렌즈 및 2번째 표면 미러의 조정 과정 포함)을 반복하고 광점이 중앙 위치에 있고 4개 지점이 완전히 일치할 때까지 점을 다시 찍어야 합니다.
3면 거울의 반사 각도를 조정합니다.
3면 거울 각도 조정 과정: 거울 조정은 거울을 기준으로 Z축 승강 2점, 즉 8점을 더하는 것입니다. 조정 원리는 먼저 1점의 승강점을 결정한 다음 X축을 다른 쪽 끝으로 이동한 다음 승강점을 치는 것입니다. 광점의 높은 지점이 낮은 지점보다 높으면 4면 거울 렌즈를 뒤로 회전해야 하며 그 반대도 마찬가지입니다. 오른쪽으로 회전하고 그 반대도 마찬가지입니다.
광점이 항상 일치하도록 조정할 수 없는 경우, 3면 거울 광로가 X축과 일치하지 않는다는 것을 의미하며, 2면 거울 렌즈의 각도를 조정하기 위해 돌아가야 합니다. 레이저 튜브의 h8을 조정하기 위해 돌아가야 하며, 그런 다음 역 브래킷에서 시작하여 8점이 완전히 일치할 때까지 다시 조정해야 합니다.
초점 렌즈
초점 렌즈는 4가지 종류가 있습니다: 50.8, 63.5, 76.2, 101.6. 저는 50을 선택했습니다.8mm.
레이저 헤드의 실린더에 초점 렌즈를 넣고 볼록한 면이 위를 향하게 한 다음 경사진 나무판을 놓고 X축을 움직여 점을 찍습니다. 2mm, 가장 얇은 지점의 위치를 찾고 레이저 헤드와 나무판 사이의 거리를 측정합니다. 이 거리는 레이저 절단에 가장 적합한 초점 거리 위치이며, 이 단계에서 광학 경로가 조정됩니다.
5단계. 배기 시스템 설정
5번째 부분은 공기 분사 및 배기 시스템 설정입니다. 레이저 절단 시 두꺼운 연기가 발생하고, 두꺼운 연기 입자가 초점판을 덮고 절단 전력을 감소시킵니다. 해결책은 초점판 앞의 공기 펌프를 늘리는 것입니다.
내가 선택한 에어 펌프는 에어 컴프레서 에어 펌프인데, 주된 이유는 공기압이 비교적 높고, 절단 시 가스의 작용으로 절단 효율을 높일 수 있기 때문이다. 출력 신호는 메인 보드에서 솔레노이드 밸브를 제어하기 위해 연결되고, 솔레노이드 밸브는 에어 펌프를 제어하여 공기를 불어낸다.
레이저 컷 목재 프로젝트
설치 후, 시험 절단을 해보고 싶습니다. 6mm 다층 보드, 매끄럽게 절단할 수 있고, 효과가 매우 이상적입니다. 유일한 문제는 배기 시스템이 완성되지 않았고 연기가 비교적 크다는 것입니다.
설계 크기에 맞게 스테인리스 강판을 절단하고, 드릴링 후 나사로 스테인리스 강판을 고정합니다. 전체 기계는 완전히 닫히고 공기 흡입구와 공기 배출구만 남습니다.
환풍기는 벽에 고정되어 있기 때문에 브라켓을 만들어야 합니다.
3D 인쇄된 공기 배출구
중압 팬은 다음을 사용합니다. 300W 전원, 알루미늄 합금 창문의 크기에 맞게 특별히 설계된 직사각형 공기 배출구.
6단계. 조명 및 초점 시스템 설정
6번째 부분은 조명 및 초점 시스템으로, 독립된 전원 공급 12V LED 조명 스트립을 사용하고, 제어 시스템 부분, 처리 영역, 보관 영역에 LED 조명을 동시에 추가합니다.
레이저 헤드 뒤에 크로스 레이저 헤드를 추가하여 초점을 맞춥니다. 5V 독립 전원 공급 장치를 사용하고 독립 스위치가 장착되어 있습니다. 레이저 헤드의 위치는 크로스 라인에 의해 결정됩니다. 수평 레이저 라인은 보드의 깊이를 판단하는 데 사용됩니다. 중앙은 보드가 평평하지 않거나 초점 거리가 제대로 조정되지 않았음을 나타내며, Z축을 위아래로 조정하여 초점을 맞추고 수평 라인을 중앙으로 조정할 수 있습니다.
레이저 크로스 포커스 설치
7단계. 운영 최적화
7번째 부분은 작업 최적화입니다. 비상 정지를 용이하게 하기 위해 비상 정지 스위치는 작업 표면에 가까운 상단에 설계되었으며, 키 스위치, USB 인터페이스 및 디버깅 포트가 측면에 설치되었습니다. 전면에는 주 전원 스위치, 공기 송풍 및 배기 제어 스위치, LED 조명 스위치, 레이저 초점 스위치가 설계되어 모든 작업이 하나의 패널 아래에서 완료될 수 있습니다.
스위치 버튼 레이아웃
캐비닛 도어는 기계의 양쪽에 설계되었으며, 왼쪽은 레이저 커터에서 사용하는 도구를 보관하는 데 사용되고 오른쪽은 검사 및 유지 관리에 사용됩니다. 전면 하단에 검사 창이 있습니다. 작업물이 떨어지면 하단에서 꺼낼 수 있습니다. 또한 레이저 출력이 충분한지, 제때 절단되었는지 관찰하여 제때 출력을 높일 수 있습니다.
또한 풋 페달을 추가했습니다. 레이저 커터를 시작해야 할 때 풋 페달을 밟기만 하면 작업이 완료되므로 지루한 버튼 작업이 필요 없어 매우 빠르고 편리합니다.
8단계. 테스트 및 디버그
마지막으로 레이저 절단 시스템의 기능을 테스트하고, 더 나은 결과를 얻기 위해 사용 중 절단 매개변수를 개선하고, 레이저 절단 및 레이저 조각 기능의 디버깅이 필요합니다.
레이저 컷 프로젝트
이 시점에서 레이저 커터 기계 전체가 완성되었습니다. 제작 과정에서 발생한 몇 가지 병목 현상과 어려움은 각자의 노고를 통해 극복되었습니다. 이 DIY 경험은 매우 귀중합니다. 이 프로젝트를 통해 레이저 커팅 기계에 대해 많은 것을 배웠습니다. 동시에, 프로젝트가 우회전을 덜 하도록 도와준 업계 리더들의 도움에 매우 감사드립니다.
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