[projet en cours] graveuse laser tri axis sur base eleksmaker A3 et shield CNC 3 axes

01power
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24 Septembre 2017
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salut a tous

depuis début décembre j'ai pour projet de me construire une graveuse laser sur 3 axes et plus pratique que d'utilisé mon anet A8

pour ce faire j'ai décidé d'utilisé les profilé 2020 et 2040 d'origine de ma eleksmaker , j'ai commandé une carte mana 3 axes pour shield nano

et à peine reçus je découvre pleins de galère pour les quels j'airais perdu moins de temps si j'avais fais plus de recherche sur ces cartes (je me suis bien pris la tête a résoudre certains problèmes avant de créer le sujet)

pour commencer il faut savoir contrairement à ce que j'ai dit sur un autre sujet que les Shield 3 axes pour Uno et pour nano était différents, à l’exception de la forme de la carte et de l’implantation des élément sur le circuit les 2 shield ont les mêmes défauts

le 1er défaut : est que le pin pour la sortie laser sur ce shield est D12 (alors que de façon optimal, sur GRBL 0.9j, c'est D11 qui doit servir au pilotage du laser), et D11 est affecté au fin de couse limite Z

Le 2 eme : est que la sélection pour les microstep est soit indéfini soit à l'état bas, ce qui fais que l'on se retrouve avec soit du full step soit du " on verra si on a de la chance"

le 3 eme : est que des pistes sont doublé et placé de façon à ce que ce soit pas (ou tres difficilement ) visible

désolé pour la qualité des photos, mais les photos de près ne sont pas le point fort de mon téléphone

C'est l'étape que j'ai fais en dernier (après avoir grillé une régulateur 5v sur un nano 328), mais vue que c'est la partie à ne pas loupé, je l'ai mis au début,
pour commencer avec le shield cnc est les pistes peu visibles, récurrences de la mise à la masse des ponts pour la selection des microstep, je les ai donc coupé et c'est tout pour le dessus
piste 1.jpg

piste 2.jpg

ensuite pour le dessous il faut coupé les pistes qui sortes de D12 et D11, et mettre a nue une petite partie des pistes
piste 3.jpg

piste 5.jpg

pour les raccordé en les croisant ainsi

upload_4.jpg



pour les sélecteur de step, il faut coupé proprement les pistes indiqué
piste 4.jpg


puis faire les ponts ainsi
ponts.jpg


j'ai ensuite isolé mes soudures avec du vernis à ongle rouge transparent (à 1€ à auchan, en septembre), c'est parfait avec le vernis rouge de la carte

EDIT : problème de mise en page, les photos avaient changé de place
 
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01power
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24 Septembre 2017
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  • #2
pour ce qui est du châssis "tri axis", c'est du type portique mono bras, avec les profilés 2020 et 2040 que j'avais quand j'ai acheté ma graveuse

l’aperçus su prémontages, j'ai pas encore fais le chariot de l'axe Z, ni du Y, et j'ai pas fini celui du X donc rien n'est dévoilé sur cette photo


les volume utile maximum est d'environ X: 400mm, Y :300mm, Z : 200 ou 250mm selon le montage final de l'axe X sur l'axe Z en tenant compte que le corps de mon laser vas dépassé d'environ 80mm sous la traverse de l'axe X

je n'ai pas put finir les pièces de l'axe X car je me suis basé sur un model de chariot qui n'est pas fais pour mes laser ni mes roulettes, donc j'adapte tout

l'avancement du chariot X, la visserie actuelle est pas adapté, je sais, mais c'est provisoire, c'est pour le pré assemblage,


l’empattement des trous de fixation pour le laser est basé sur mon 15W, et j'ai fais des adaptateurs pour les 2 autres, voire dans mon prochain poste

P_20190309_170806.jpg


P_20190309_172647.jpg


P_20190309_172740.jpg
 
01power
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  • #3
mes lasers

pour commencer mon laser 0.5W, celui d'origine de mon châssis eleksmaker , était avec les lunettes vertes (voire photo plus bas), suffis pour la majorité de mes gravures actuelles

ensuite le 5.5W qui était avec les lunettes rouge claire sur son support adaptateur

le 15W, livré sans lunettes

et les 3 model de lunettes pour laser, j'en parlerais dans un autre sujet


pour les canaux de ventilation pour expulsion des fumées, j'avais trouvé le model monté sur le laser 5.5w (corps bleu de 33*33mm) sur thingiverse, que j'ai modifier pour mon laser 0.5w, (corps noir de 30*30) que j'ai mis sur mon compte sur thingiverse et pour le quel j'ai pas encore imprimé son support adaptateur pour le montage sur mon chariot
le canal pour le 15W est inspiré de celui trouvé sur thingiverse, et je l'ajouterais bientôt a mon compte

les 2 supports adaptateurs, sont fais pour avoir exactement le même centre de pointage pour les 3 model en ma possession par rapport au lu gros, et seront bientôt disponible sur mon compte tergiverse, mon pseudo est les même qu'ici

je vous posterais mon avancement au fur et a mesure

P_20190309_173609.jpg


P_20190309_173626.jpg


P_20190309_173643.jpg


P_20190309_173739.jpg
 
01power
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  • #4
J'ai pas mal avancer ce weekend ci joint la photo du résultat préassemblé, de tout ce qui est imprimé, mais ils me manque certaines tailles de vis est des écrous.
P_20190324_230453.jpg

J'ai modifié l'assemblage pour plus de rigidité

Le laser peut être monté devant ou derrière ou en mettre 2 pour les audacieux

Il me manque a trouvé ou a concevoir les support moteur d'axe Y et Z

Concevoir les 5 pieds (3 modèles différents qui seront imprimés en tpu)
Les pièces d'assemblage pour tenir le rail Y et figé l'équerrage
Et pet être aussi pour l'assemblage un peu plus maintenues des autres éléments de structures

J'ai conçus le chariot Y, il sera imprimé demain

J'ajouterai bientôt le lien vers le projet et les pièces sur thingivers
 
01power
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24 Septembre 2017
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  • #5
j'ai fini ou presque la structure (sous réserve de devoir ajouté des renforts pour les axes Z et Y

P_20190327_231816.jpg


il me manque le plateau, ajusté équerrage de l'axe Y, réglé la tension des courroies des axes X et Y, les câblages et faire les premiers test de gravure, ajouté les chaîne à câble

ensuite j'ajouterais des fin de courses, afin de pouvoir faire un homing, un stop extrêmes limites et une cellule pour la mise à hauteur du laser

le profile pour l'axe X est plus long que le montant d'axe Z

j'ai pas encore calculé la surface réelle et la hauteur maximum des objets gravable

j'ai pas encore mis à jour le projet sur thigiverse, je le ferais surement dans le weekend
Le lien vers les éléments du projet : https://www.thingiverse.com/thing:3511138

de plus si ça intéresse, de la convertir en imprimante 3D avec un extrudeur en bowden (du fais que le hot end c'est plus léger que

Il y a quelques jours, j'ai eu grave les boules (sous réserve de ne pas avoir certains des problèmes que j'ai rencontré), j'ai vue chez ali expresse un shield nano laser 3 axes et moniteur https://fr.aliexpress.com/item/HORS-LIGNE-GRBL-CNC-laser-contr-leur-MKS-DLC-MKS-TFT24-CNC-cran-tactile-TTL-bouclier/32913813397.html?spm=a2g0w.search0104.3.16.48597456TDEy9Z&transAbTest=ae803_5&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_2_10065_10068_319_10892_317_10696_10084_453_10083_454_10618_10304_10307_10820_10821_537_10302_536_10902_10843_10059_10884_10887_321_322_10103,searchweb201603_16,ppcSwitch_0&algo_pvid=ab8fab92-3a91-441e-831d-591f5e2a7972&algo_expid=ab8fab92-3a91-441e-831d-591f5e2a7972-2

P_20190327_231816.jpg
 
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Gand'
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22 Mai 2016
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Vercors
Ton projet m'interpelle : pourquoi un 3e axe vertical ?

J'imagine que c'est pour pouvoir s'adapter à différentes hauteurs de pièces, mais ça me semble bien compliqué à concevoir/réaliser par rapport à réhausser l'axe X et faire un support de LASER monté sur un axe Z ...
Avec la forme de ton système, j'aurais vu un axe Z rotatif pour pouvoir graver des surfaces cylindriques ou sphériques.

A part ça, je suis triste aussi pour la carte MKS 3 axes, elle m'aurait évité bien des soucis ...
 
01power
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24 Septembre 2017
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  • #7
C'est en Effet , le besoin de pouvoir graver des objets de plus grosse taille qu'une planche ou un carton,

Je suis serrurier automaticien, donc quand je vend une installation, je choisis la marque et le matériel en fonction des besoins techniques réel ou de ce qui est déjà présent, donc demander la sérigraphie est ingérable et les clients étant parfois pas fidel et voire menteur, je grave les télécommandes au laser avec notre logo et numéro de téléphone, donc pas confondable avec une commandé sur Internet quand elle ne fonctionne plus et pour d'autres je les numérotent au laser c'est plus propre, et je compte gravé les boitiers de carte électronique

Le kit eleksmaker que j'avais me permettais une grande surface (format A3) mais pas un réglage facile ni de graver les boitiers de cartes j'avais donc adapté le laser sur ma Anet A8

et jusqu'à maintenant du fais que j'avais adapté mon laser sur ma première imprimante 3d, je ne pouvais donc plus faire d'impression 3d, et j'utilisais les moteurs z pour le réglage de hauteur, mais c'était pas pratique

je ne voulais pas investir dans un nouveau châssis donc il me restait d'assemblée différemment les profils

maintenant je n'ai plus a réglé le focus et que tout est sur la même carte ce sera plus confortable
 
01power
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24 Septembre 2017
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  • #9
voici le news depuis mon précédent message

j'ai remplacé le régulateur 5V sur le nano( du premier message)

j'ai fais une carte pour connecté mes 3 laser en fonction des besoins et le ventilateur pour évacué les fumées pouvant allé sur l'optique du laser,
les sorties connecteur dans l'ordre de gauche à droite
12V,
TTL(0V/5V) laser (5.5W et 15W),
PWM (0V/12V) laser 0.5W et led état laser, avec le montage sur cette protoboard des composant pour TTL à PWM
Ventilateur
et en dessous il y a la ligne (6 fils pour les différentes fonctions dont 2 pour possible évolution future)

421847-b81f4bb18227513793195ced9522933b.jpg


une carte adaptateur branché direct sur le shield pour utilisé que 1 alimentation (3 connecteur :1 entrée 2 sortie, "rouge" , et reprendre de façon plus pratique les sorties, dont la sortie 5V pour le ventilateur, et ajouté un transistor pour piloté mes ventilateurs 12V "conecteur bleu" (à droite) avec led d'etat du ventilateur, 1 connecteur prévisionnel non connecté "blanc"

et un peu plus en bas le bornier de la ligne vers la carte du chariot X
421846-f216d407f78a92b9ae83b152c7f2ac20.jpg

j'ai mis un plateau en plexiglas de 6mm en 300*300 et recouvert de papier aluminium de cuisine
j'ai fais une première gravure réussi sur du bois avec le laser 5.5w
j'ai fais une carte pour la gestion de la sonde de nivellement (probe) infra rouge
4 bornes dupond dont 1 libre (réserve pour possible évolution)
led rouge alimentation de la carte
led jaune état de la détection
un gros potentiomètre pour le réglage de la sensibilité de l'aop (ampli operationel LM358)
et en bas 2 connecteur "rouge réceptrice" blanc émettrice
421845-3762a3aa8388337c53a72715fdcf57d0.jpg
421848-47f229041300348fb078f96636fd74dd.jpg

photodiode dans le bras en bout d'axe X
bon ça c'était la belle partie du résultat

la partie invisible pour mon "Z probe"

au départ j'avais prevus d'utilisé un opto switch, je sépare la partie émetteur dé la partie récepteur et c'est réglé ? ben non, j'ai meme grillé un couple je ne sais pas comment

puis j'ai essayé en suivant ce schéma
421865-62cfee3b6a959b6a83eac969fb94262e.png


mais ça ne marchais pas
je suis repartis de ZERO, et je me suis basé sur le câblage d'un autre circuit donneur d'organes (carte provenant d'une imprimante pro HS)
// je ferais peut être un dessin plus tard//
ligne photodiode : +5V > résistance >anode photodiode >cathode photodiode >gnd
ligne led id : +5V >résistance> anode Led ir >cathode led ir > GND

ça vas avoirs l'aire basique mais c'est important (plus on écarte l'émettrice de la réceptrice, moins on reçois d'infra rouges)

pour ce qui est des résistances :
- plus la valeur de la résistance de la photodiode est élevé plus plus le montage sera sensible à un faible niveau d'infra rouge
- plus la valeur de la résistance de la led ir est faible plus elle émet d'infra rouge, attention à pas la grillé quand même

malgré tout j'ai meme due utilisé une diode IR bien plus puissante que celle de mon opto switch (au départ j'avais que 3 cm de porté avec les valeurs du circuit donneur d'organes, et malgré que je poussais au maximum la diode émettrice j'ai pas dépassé les 6cm de portées

j'ai donc récupérer sur un jeu de cellule (électronique grillé) une led Ir 5mm, que j'ai pu poussé à 70mA j'ai reussi à arrivé à une portée de 15cm (valeur de résistance 56 Ohm)
j'ai donc tenté de faire varié la résistance de la photodiode et en l'augmentant j'augmentait la portée, j'ai donc utilisé un potar 2.2 MOhm, et j'ai progressivement augmenté pour voire les limites,
à partir de 80 kOhm je détectais les infra rouge sur ma portées de presque 40 cm, mais trop limite
à 120Kohm j'avais une bonne stabilité et une assé forte réception,
à 2.2Mohm, la sensibilité était monstrueuse, elle recevais les infra rouge alors que mon doigt était à 1cm de la photodiode et en plein milieu du faisceau
le problème est que plus la résistance de la photo diode est élevé moins le résultat est utilisable (car la photo diode à un état résistif variable en fonction du niveau d'infra rouge en sortie, donc pas exploitable pour mon usage directement par l'arduino avec GRBL)

donc obligé de passé par un aop en mode comparateur, j'ai donc réutilisé mon gros potentiomètre 2.2 MOhm (moins j'ai d'ampères qui le traverse mieux c'est) pour réglé la comparaison à 4.9V
résultat j'ai une sensibilité pour un obstacle de moins de 1mm d'épais

mon câblage donne une sortie à l'état haut si on détecte un obstacle

coté GRBL, là aussi j'ai galèré surtout pour pas re-modifier mon montage, et due à des informations partiel trouvé sur internet dont ce forum , car c'est qu’après que j'ai trouvé G38.2 (de ce qui est écrit) "détection d'un état bas

G38.x fonctions probe
G38.2 détection d'un passage à l'état bas
donc je me suis dit je vais trouvé dans les paramètres du firmware comment inversé ce paramètre (j'ai pas trouvé où modifier sans prendre de risques
j'ai donc tenté un test avec "Universal Gcode Sender" (UGS) et direct "alarme obstacle"
en relaçant UGS j'au vue qu'il affichait les parametre modifiable avec la commande $x, et on à $6 = 0 (inversion de la détection de probe)
j'ai donc mis $6 = 1
j'ai refais mon test et là c'est bon

puis j'ai voulu faire une macro pour le positionnement sur UGS
G38.2 Z-250 F500 ; Z20 F100 ;Z38.2 F20
mais apres avoir fais la 1ère partie une nouvelle alarme
je me suis souvenu que sur un autre forum j'ai vue G38.3, je me suis donc dis il y a d'autres G38.x, et
j'ai trouvé G38.4 (fonction inverse de G38.2) détection d'un passage à l'état haut

j'ai donc fais ma macro Gcode : G38.2 Z-250 F500 ; G38.4 Z20 F50
et là je m'arrete à moins de 0.2mm au dessus de mon objet à gravé

conclusion pas besoins de modifier le $6 car la fonction G38.4 pouvais faire le travail directement
sans la modification de "$6", ma macro aurais donné G38.4 Zxx Fxx ; G38.2 Zxx Fxx

P_20190411_111348.jpg


P_20190411_111408.jpg


P_20190411_111502.jpg


P_20190411_111340.jpg


photodiodeR.png
 

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