Введение 4
Глава 1. Обзорно-аналитическая часть. Обзор аналогов разрабатываемого
устройства 6
Глава 2. Аппаратная часть. Принципы работы 15
Глава 3. Программная часть. Настройка. Реализация устройства 22
Заключение 32
Список использованной литературы 33
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 36
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 74
Лазеры давно вошли в наш обиход. Экскурсоводы применяют световые указки, строители с помощью луча выставляют уровни. Способность лазера нагревать материалы (вплоть до термического разрушения) используется при раскрое и декоративном оформлении.
Одно из применений - лазерная гравировка. На различных материалах можно получить тонкие узоры практически без ограничений по сложности.
Деревянные поверхности отлично подходят для выжигания. Особенно ценятся гравировки на оргстекле с подсветкой.
Как известно, в этом процессе не оказывается никакого химического или механического давления на предмет. Поэтому практически исключается возможность повреждения изделия. И в связи с этим все чаще обработкой лазером подвергают достаточно хрупкие предметы и материалы. Предметы сложной формы и конструкции так же подвергаются обработке. При этом их даже нет необходимости разбирать.
Технология лазерной гравировки заключается в следующем. При помощи лазерного гравера формируется луч, направляемый на поверхность изделия. При соприкасании луча с изделием происходит локальное нагревание, которое способствует изменению свойств материала. Меняется цвет, происходит местное плавление и испарение. Современные технологии позволяют деформировать материал только под контактирующим лучом, вследствие чего, изделие в целом не меняет свою форму.
Современные технологии значительно облегчили процесс гравировки. Современное оборудование автоматизированное и высокотехнологичное. На нынешних станках для гравировки достаточно создать в компьютере электронный макет рисунка и задать данные для совершения работы лазерным лучом. Процесс нанесения изображения или надписи требует малых затрат времени и по своей простоте сравним с печатью на обычном принтере. Изображение переносится с большой точностью, которую обеспечивает лазер. Изображение получается путем выведения лазером мелких точек или линий на материале. Если изображение наносить точечным способом, то получается фотографическое качество. Любая надпись с использованием векторной графики получается очень тонкой и изящной.
В любых отраслях производства является востребованной гравировка деталей. Существует очень много способов гравировки продукции в производстве. Лазерная гравировка является наиболее производительной и надежной из всех существующих способов гравировки. Но в настоявшее время лазерные гравировщики имеют довольно большую цену и, в основном, доступны только для крупных предприятий. Поэтому становится актуальной задача изготовления лазерного станка для гравировки из готовых модулей .
Целью данной работы является реализация программно-управляемого лазерного гравировального станка.
В соответствии с поставленной целью в процессе проектирования выделены следующие задачи:
• изучить принципы работы, способы подключения к микроконтроллеру и способы управления шаговыми двигателями;
• создать рамную систему перемещения в двух осях координат;
• изучить принципы работы, способы подключения к микроконтроллеру и способы управления лазерным диодом;
• изучить и реализовать программный способ управления станком;
• изготовить корпус;
• приобрести комплектующие и произвести сборку.
Была поставлена цель - реализация программно-управляемого лазерного гравировального станка. Цель была достигнута.
В соответствии с поставленной целью в процессе проектирования были выполнены следующие задачи:
• был изучен принцип работы шаговых двигателей;
• реализован один из способов подключения ШД;
• создана рамная система перемещения в двух осях координат из двух кареток DVD - приводов;
• изучены способы управления лазерным диодом;
• реализован один из способов подключения лазерного диода;
• изготовлен корпус;
• приобретены все недостающие комплектующие и произведена сборка.
• изучен и реализован способ преобразования изображения в gcode и способ передачи его с компьютера на микроконтроллер Arduino для передачи сигнала на включение лазера и на драйверы шаговых двигателей.
