¶ Laser Cutter Umbau
Der berühmt berüchtigte 40W China Laser Cutter, Modell K40
¶ Strukturrieungvorschlag
- Motivation
- was soll der Wiki Eintrag leisten
- Vision
- Eigenschaften des umgebauten Gerätes, nicht als starr an zu
sehen
- Eigenschaften des umgebauten Gerätes, nicht als starr an zu
- Design
- Dokumentation der Entscheidungen die Aufgabe auf ein bestimmte Art und Weise zu lösen
- Hardware
- Original Hardware
- Beschreibung der Hardware die im Gerät verbaut ist und
weiter verwendet wird
- Beschreibung der Hardware die im Gerät verbaut ist und
- neue Hardware
- Beschreibung der neu verwendeten Hardware
- Original Hardware
- Software
- Teilkomponente
- Entwicklungsumgebung
- Programm Code
- Wie bringt man die Software ans laufen
- Teilkomponente
- Linksammlung
- mehr oder weniger interessante Webseiten zum Thema
- Fragen und Antworten
- Alle offenen Fragen und deren Antworten, die noch erarbeitet
werden müssen
- Alle offenen Fragen und deren Antworten, die noch erarbeitet
- TODO
- nächste Bearbeitungsschritt
¶ Motivation
Diese Seite dient als Dokumentation des Umbaus. Ziel ist es den Umbau
nachvollziehbar zu machen und die Zusammenarbeit zu unterstützen.
¶ Vision
¶ Beschreibung
Ziel ist ein funktionale Einheit, so viel wie möglich Funktion soll im Gerät selbst stattfinden. Das Gerät wird im wesentlichen über ein
Webinterface bedient. ……
¶ Design
Das Originalgerät dient als Basis für den Umbau.
-
- Hardwareumbau
- Anforderung
- leichte Nachbaubarkeit, leicht beschaffbare Standard
Komponenten, Geringer aufwand und Anforderungen für
Umbauten - am Äußeren des Geräts soll so wenig wie möglich geändert
werden z.B. keine sichtbaren Befestigungen
- leichte Nachbaubarkeit, leicht beschaffbare Standard
- Anforderung
- Hardwareumbau
¶ Hardware
erhalten bleibt
- Spannungsversorgung
- Lasereinheit
- Laserstrahlpositionierungseinheit
ersetzt wird
- Steuerplatine
- Lüftungs- und Kühlungseinheit
ergänzt
- Sicherheitseinrichtungen
- Überwachung der Schneidraumtür
- Anforderung
- Minimal
- zuverlässiges und tolerantes erkennen der
geschlossenen Schneidraumtür - wenn Tür nicht geschlossen, dann kann Laser nicht
einschalt werden (Warnung, per Software) - wenn Gerät stromlos, kann Tür geöffnet werden z.B.
nach Notabschaltung um Feuer zu löschen - wenn Tür geschlossen ist und der Laser eingeschaltet
werden wird, dann wird die Tür vor dem Einschalten
des Lasers verriegelt - wenn die Tür als offen erkannt wird, dann wird dies
optisch angezeigt - bei einer Störung an der Verriegelung kann die
Schneidraumtür trotzdem geöffnet werden
- zuverlässiges und tolerantes erkennen der
- Optional
- Integration einer Transportsicherung für die
Schneidraumtür
- Integration einer Transportsicherung für die
- Minimal
- Anforderung
- Überwachung der Schneidraumtür
- Beleuchtung
- sichere Kontrollmöglichkeit des Laserprozesses – Kamera
- Not-aus Schalter
- Temperatur Sensor Laser Kühlwasser
¶ Software
wird komplett ersetzt
- Hardwaresteuerung und Auftragsabarbeitung via Arduino Freeware
- Benutzerinterface und Auftragserstellung via Webinterface basierend
auf Open Source
¶ Variante A GRBL:
Änderungen notwendig an GBRL-Software:
- Da keine Z-Achse, wie bei CNC-Maschinen vorhanden ist, muss auch im
Homing-Prozess das Z-Homing deaktiviert werden! Dazu in der
config.h die Zeilen
#define HOMING_CYCLE_0 (1<<Z_AXIS) // REQUIRED: First move Z to clear workspace.
#define HOMING_CYCLE_1 ((1<<X_AXIS)|(1<<Y_AXIS)) // OPTIONAL: Then move X,Y at the same time.
durch
//#define HOMING_CYCLE_0 (1<<Z_AXIS) // REQUIRED: First move Z to clear workspace.
#define HOMING_CYCLE_0 ((1<<X_AXIS)|(1<<Y_AXIS)) // OPTIONAL: Then move X,Y at the same time.
ersetzen! Getestet und für gut empfunden!
Weiterhin wird der Feed Hold-Pin als Sicherheitstür-Kontakt verwendet.
Dazu muss die Zeile
// #define ENABLE_SAFETY_DOOR_INPUT_PIN // Default disabled. Uncomment to enable.
einkommentiert werden:
#define ENABLE_SAFETY_DOOR_INPUT_PIN // Default disabled. Uncomment to enable.
und die Polarität des Inputs invertiert werden, da der Taster bei
geschlossener Tür auch geschlossen ist:
// #define INVERT_CONTROL_PIN_MASK ((1<<CONTROL_SAFETY_DOOR_BIT)|(1<<CONTROL_RESET_BIT)) // Default disabled.
zu
#define INVERT_CONTROL_PIN_MASK (1<<CONTROL_SAFETY_DOOR_BIT) // Default disabled.
ändern
¶ Status
¶ erledigt
- GRBL v.1.1 wurde auf Arduino UNO (da original GRBL nur Atmega
328P unterstützt) geflasht und liegt in Lasercutter - Config von
hier
übernommen und getestet: 160 Schritte/mm passen bei
Treibereinstellung auf 1/16 Microstepping - Ansteuerung der Schrittmotoren funktioniert über das CNC-Shield und
Bedienung über bCNC - Stromgrenzen eher konservativ gesetzt auf 0,8 Volt Referenzspannung
= ca. 0,5A Motorstrom bei Shuntwiderstand = 0,2 Ohm - Endschalter angeschlossen und Config von Gbrl angepasst (siehe
unten) - Rauchabsaugung mit 2x PC-Lüfter 80mm + 3D gedrucktem Adapter +
Staubsaugerschlauch zum Fenster - Web-Interface aktuell noch online
Login
¶ Todos
- ich konnte beim ersten Lasern ein Stottern der Motoren hören und es
wurden Schritte verloren. Firmware oder NT?? - Login zum Web-Interface zufügen
- Fenster oben im eLAB entfernen
- Fenster durch Platte mit Isolierung ersetzen
- Stromversorgung über Lasercutter-Netzteil
- Sicherheitsschalter (Tür und Notaus) integrieren. Vorschlag: 2
Level-Security: 1x wo aktuell der Laser-Schalter (P+ zu G)
angeschlossen ist über Türkontakt zusätzlich unterbrechen und 1x
über Gbrl - In Kreis zwischen P+ und G können weitere Unterbrecher eingefügt
werden: z.B. unterbrechen, wenn Kühlung/Lüftung nicht an ist - Ansteuerung des Lasers Über Test-Switch An(K+ zu K-(GND)
kurzgeschlossen)/Aus (Open) - Leistung des Lasers über PWM an IN-Pin
- Steuerung der Kühlung + Absaugung. Vorschlag: Coolant Enable-Pin für
beide verwenden. - Innenbeleuchtung installieren und anschließen. Vorschlag vorerst
ungesteuert --> Wenn Spannung an, dann Licht an. - Neues Netzteil 24V mit mehr Power (das eingebaute ist wohl arg am
Limit) niedrige Prio
¶ Aktuelle Config:
$0=10
$1=25
$2=0
$3=0
$4=0
$5=1
$6=0
$10=1
$11=0.010
$12=0.002
$13=0
$20=1
$21=0
$22=1
$23=1
$24=100.000
$25=1000.000
$26=250
$27=1.000
$30=1000
$31=0
$32=1
$100=160.000
$101=160.000
$102=160.000
$110=24000.000
$111=24000.000
$112=24000.000
$120=1000.000
$121=1000.000
$122=1000.000
$130=300.000
$131=220.000
$132=50.000
¶ Variante B Marlin:
¶ Hardware
¶ Original Hardware
Schnittstelle zwischen Laserstrahlpositionierungseinheit und
Steuerplatine
Ribbon cable CONN FFC 12POS 1.25MM
¶ Neue Hardware
neue Arduino basierte Steuereinheit
Variante A:
- Arduino Mega2560
- CNC Shield
Variante B:
- Arduino Mega
- RAMPS 1.4 Shield
- RepRap Discount Smart Controller
LCD, Drehencoder, SD-Card (optional) - K40 RAMPS Conversion
Variante C:
- RAMPS kompatibles 3D-Drucker Board, z.B. Makerbase MKS GEN V1.4
- Makerbase TFT Board mit TFT CNC/Laser Firmware
Variante D:
- ARM32 Board, z.B.
- Creality Silent Mainboard v4.2.7 mit TMC Silent stepper driver MarlinLaser mit 4.2.7 board
- MKS-DLC32
¶ Link Sammlung zum Umbau
- http://3dprintzothar.blogspot.com/2014/08/40-watt-chinese-co2-laser-upgrade-with.html
- https://github.com/robotfreak/buildlog-lasercutter-marlin
- https://k40laser.se/
- http://donsthings.blogspot.com/2016/11/the-k40-total-conversion.html
- Erdungs Probleme
- Stromversorgung Upgrade
¶ TODO
- WIKI Seite weiter vervollständigen
https://trello.com/c/td0hgULM/11-bodo-laser-cutter-umrüsten
¶ Priorisierte Liste
Version 1: Minimalversion, benutzbar für Experten
- Sicherheit
- Laser ein == Tür zu
- wenn Laser-Job gestartet, dann Pumpe an + Absaugung an
- wenn Maschine eingeschaltet, dann Licht im Innenraum an
Version 2: mehr Sicherheit
- Sicherheit
- Not-aus Button, d.h. wenn gedrückt, dann
- Laser aus
- Tür auf
- Alarm Sound
- Not-aus Button, d.h. wenn gedrückt, dann
- Komfort
- Webcam montieren im Innenraum (am Kopf?)
Version 3: Bedienfehler verhindern
- Sicherheit
- Temperatur der Laser-Röhre messen und entsprechend den Betrieb
gar nicht starten - Rauchmelder?
- Temperatur der Laser-Röhre messen und entsprechend den Betrieb
- Komfort
Version …
- Komfort
- Licht ansteuern
- Display
- Z-Tisch
- Objekt-Dreh-Einheit (Flasche, Glas, Nudelholz)
- geschlossener Kühlkreislauf mit Radiator?