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La découpeuse laser de l'atelier du coin

Achat

nous avons acheté une découpeuse laser chinoise pour 800€ et 600€ euro de frais de douane soit 1400€

Caractéristiques

Interface to Computer: USB Port

Laser Type: CO2 Gas

Tube Trigger Volt: 20KV

Tube Operating Volt: 15KV

Current: 0~22mA

Engraving Area: 12x8in (300x200mm)

Maximum Item Size to Engrave: 10.25W x 8.75L x 2.85H in (260mm x 220mm x 70mm)

Laser Tube (life hours): 1000-1300 Hours

Laser Power: 40W

Engraving Speed: 0-13.8 in./s (0-350mm/s)

Cutting Speed: 0-1.38 in./s (0-35mm/s)

Minimum Shaping Character: 0.04 X0.04in (1mm X 1mm)

Resolution Ratio: 0.001 in (0.026mm) / (1000dpi)

Power Supply:110V/60Hz for USA, Canada, Japan etc. 220V~250V for other countries all over the world. Please tell us what voltage you want after you buy this item.

Resetting Positioning: ≤0.0004 in (0.01mm)

Motor Type: Stepper Motor

Software Supported: MoshiDRAW software (both NewlyDraw and NewSeal function)

Power Consumption: ≤250W

Operating Temperature: 32-113F (0-45C)

Graphic Format Supported: BMP/JPG/JPEG/WMF/EMF/PLT

Water Cooling: Water Pump include

Recommended Spare Parts/Consumables: Laser Tube, Focal lens, Reflection lens

Product Dimensions:31.4 X 19.6 X 9.8in.(800x500x250mm)

Product Weight: 30Kg/67lb (shipping 38kg/80lb)

en gros , on découpe du A4 avec un laser CO2 de 40 Watt avec un Corel modifié

Brut de décoffrage

Mise en route du matériel

detail :

un pc sur Windows (testé sur Windows 64b )

la suite logiciel complet fournies par le fabricant la clé USB de Licence Corel*

https://www.youtube.com/watch?v=WD258lGrMCM

attention, ceci n'est pas une clé USB standard,mais un dongle de licence logiciel, attention à bien l’identifier et a ne pas la perdre ou "emprunter"

1 Vérifier que la pompe à eau est bien dans son aquarium d'eau distillée. (Préférer de l'eau distillée, car l'eau du robinet apportera, à l'évaporation, un dépôt calcaire sur le laser)
2 Lancer Corel Laser dont l’icône se trouve sur le bureau.
3 Allumer la découpe laser (bouton on/off en façade).
4 ouvrir votre fichier
5 Cliquer en haut à droite dans l'icone "cutting" (troisième en partant de la gauche)
6 une boite de dialogue s'ouvre : choissez "cancel"
7 Pour vérifier ou se situe votre point 0 appuyez rapidement sur le bouton "Test switch" (sur la machine).
8 cliquez sur "starting"
9 modulez la puissance du laser avec le potentiomètre appelé "current regulation" (sur la machine)
10 pour stopper la machine appuyez sur le rond rouge (7ème icône en partant de la gauche)
A chaque fin de passage La machine vous demande si vous voulez quitter ou passer à la "next task".
Si vous avez choisi plusieurs passages, cliquez sur "next task".

Si vous manipulez votre pièce, (1 : Assurez vous que la machine est bien en pose/stop, bien entendu), pensez à poser quelques repères autour de la pièce pour la repositionner exactement comme elle était.

problème d’écrasage du visuel : gaziel dit :
il y a un paramètre de type de document a changer dans Corel genre format BMP ou autre a changer et sur le plugin de découpe, il y a un paramétre de pixel a laisser à 1, sinon, tu as des déformations sur Y.
En fait. Sûrement dû à une vitesse trop élevé,entraînant des sauts de pas moteur. Et une mécanique pas très lubrifiée.

Rampisation : Arduino + Ramps1.4

http://3dprintzothar.blogspot.ca/2014/08/40-watt-chinese-co2-laser-upgrade-with.html?m=1

Smoothie-boardage

Changement du hardware prévu mi juin à la plateforme C de Ping à Nantes!
Un des buts de l'atelier du c01n est de contrôler l’intégralité de la chaine de travail sous logiciels libres.
Or, la partie hardware de la machine fonctionne uniquement sous Windows avec CorelDraw. Ne pouvant résister à l'envie de tester la machine, nous avons tâtonné sur du Windows dans un premier temps, mais depuis que la "smoothie board" a été produite, nous allons passer le système en libre.

Première tentative

Pour commencer nous avons baptisés ce magnifique objet du futur : petite merde
A la suite de la semaine passé à la PlateformeC en compagnie d'Yvan de Chemillé et de Cédric de Ping il apparaît que les cartes en notre possession n'étaient pas vraiment opérationnelles. Sur les 3 cartes, la première c'est avérée non bootable, la seconde n'avait qu'un seul driver moteur fonctionnel sur les trois présents, enfin la troisième aurait possiblement une défaillance de masse qui aurait potentiellement endommagé voir mis hors service l'alimentation du laser et des moteurs de notre petite merde...

bref que du bon...

A faire/ déjas fait

FAIT _ Changer l'alimentation des moteurs, genre 24V 10A

http://www.ebay.fr/itm/CNC-Servo-Stepper-Driver-AC-DC-Alimentation-24V-10A-/360959134053?pt=FR_YO_MaisonJardin_Bricolage_ElectroniqueComposants&hash=item540ad74965

FAIT _ Trouver une alimentation pour le laser et tester si celui-ci fonctionne encore...

http://stores.ebay.com/win-win-mechatronic/Co2-Laser-Power-Supply-/_i.html?_fsub=3092332016&_sid=452187026&_trksid=p4634.c0.m322

FAIT _ Commande du laser via sortie PWM de la smoothie via un level-shifter qui nous permet de passé de 3.3V au 5V nécessaire à la commande du laser
A FAIRE _ Changer la table de coupe pour quelque chose dans le genre :

http://www.ebay.fr/itm/Honeycomb-Table-for-2030-CO2-Laser-Engraver-Cutting-Engraveing-Machine-/201034133744?pt=LH_DefaultDomain_2&hash=item2ece9170f0

http://hackaday.com/2014/02/22/a-cheap-honeycomb-table-replacement-for-your-laser/

sources:
http://reprap.org/wiki/TinyCut/fr#Crit.C3.A8res_que_doit_remplir_notre_d.C3.A9coupe_laser
http://reprap.org/wiki/Bill_of_Material_Tiny_Cut

Modifications de petite merde

Changement alimentation laser

http://www.instructables.com/id/Replacing-a-CO2-laser-tube/
doc "technique" de cette alimentation

Cable d'alimentation

Pour bien faire les choses bien, il faut changer le câble positif du laser.

Voilà le câblage original :

quelques étapes, dénuder le câble et l'enrouler sur la borne positive du laser, serrer le tout avec un peu de teflon (comme pour les robinets), puis mettre du silicone et un bout de tube plastique pour maintenir le câble

Câblage du circuit de commande

Changement alimentation moteur

Voici l'alimentation à découpage 24V 10A pour remplacer l'ancienne.

Caractéristiques:

Tension d'entrée: 100-240V AC
Fréquence d'entrée: 47/63hZ
Entrée contre surtension: Froid, 20A@120VAC
Tension de sortie: 24V
Courant de sortie: 10A
Plage de réglage de la tension de sortie: ±10%
Taille: 200*110*50mm
Poids: 820g

Il faut donc récupérer l'alimentation à la sortie de l'interrupteur.

Ajout d'un level shifter

Celui-ci permet de convertir le niveau d'un signal logic en un autre, pour nous passer d'un PWM à 3.3V à 5V afin de commander le laser à pleine puissance.

Premier test concluant

Le circuit

voilà le schéma utilisé

et le circuit

les fichiers au formats kicad et gerber

sources : http://www.incrediblediy.com/2013/02/simple-33v5v-level-shifter.html

Refroidissement du laser

Après quelques péripéties d'explosage de tube suite à une sur chauffe de l'eau de refoidissement quelques idées:

Installer une sonde pour stopper le laser si celui-ci dépasse 30°

http://www.paoparts.com/fr/electronique/91-thermistance-100k.html
Utiliser le firmware de la smoothie pour gérer une thermistance de reprap?

Installer capteur de présence d'eau dans le circuit
Bidouiller un système de refroidissement avec un kit pour ordinateur...

http://www.materiel.net/radiateur-pour-waterblock/radiateur-en-cuivre-240mm-noir-30245.html
+
http://www.materiel.net/embouts-de-watercooling/embout-8-mm-fil-1-4-12686.html
+
http://www.materiel.net/tuyau-de-watercooling/innovatek-tube-souple-special-8-10-mm-32284.html
+
http://www.docmicro.com/watercooling_embouts-adaptateurs_DocMicro-com-Double-Connecteur-Metal-Nickele-6mm-8mm-Noir-Nickel_8392.html

diamètre du tuyau de refroidissement du laser 6mm int / 8mm ext
trouver un radiateur de refroidissement hydraulique puis y coller des ventillos d'ordis

source : http://diylaser.blogspot.fr/2012/04/my-diy-co2-laser-tube-cooler.html

Materiel

1 Radiateur à eau d'ordinateur (watercooling)
3 Ventilateurs récupérés sur des pc
du tube de 8mm
une thermistance

Prévision de la chose

Pouvoir couper le laser si la température de l'eau de refroidissement du tube dépasse un seuil via une thermistance.

Option 1 :Via la smoothie board et pronterface????

Utiliser les options pour le chauffage de l'extrudeur et la commande du laser dans le firmware de la smoothie un mix dans le genre pourrait peut-être marcher...??
Visualiser et Régler la température max dans pronterface...???

# Hotend temperature control configuration
temperature_control.hotend.enable            false             # Whether to activate this ( "hotend" ) module at all. All  configuration is ignored if false.
temperature_control.hotend.thermistor_pin    0.23             # Pin for the thermistor to read
#temperature_control.hotend.heater_pin        2.6              # Pin that controls the fan
temperature_control.hotend.thermistor        EPCOS100K        # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64 for a list of valid thermistor names
temperature_control.hotend.set_m_code        M10            #
temperature_control.hotend.set_and_wait_m_code M11            #
temperature_control.hotend.designator        T                #

# Switch module for laser control
switch.laser_on.enable                       true             #
switch.laser_on.input_on_command             M10              #
switch.laser_on.input_off_command            M11              #
switch.laser_on.output_pin                   2.7o^!           #
switch.laser_on.startup_state                false            #

Option 2 - Faire un système autonome à base d'arduino

gérer la température et envoyé un signal à la smoothie pour couper le laser ou émettre un signal sonore d'alerte
gérer la présence ou non de liquide dans le circuit de refroidissement et envoyé un signal à la smoothie pour couper le laser ou émettre un signal sonore d'alerte

Mise en place

Circuit de refroidissement

Cycle

sortie refroidissement laser -> ventilateurs -> réservoir d'eau -> pompe immergée -> entrée refroidissement laser

Régulation

Commande manuelle de la vitesse de rotation des ventilateurs selon le schéma suivant :

schéma
circuit graver
circuit avec composants

Intensité ventillateurs 0.25+0.5+0.6=1.35A

d'après ce schéma

Thermistance dans le réservoir d'eau

L'idée était bonne mais la thermistance n'a pas aimé le silicone!!!!

Intégrer une thermistance dans le réservoir d'eau et la câbler à la smoothie

protéger la thermistance dans de la gaine thermoretractable
placer le tout dans un tube plastique
injecter du silicone
cablage sur la smoothie

Indicateur de température de l'eau

Un thermomètre avec écran rétroéclairé (récupérer dans une carcasse d'ordinateur) va nous permettre de visualiser la température de l'eau de refroidissement du laser.

Le thermomètre s'alimente en 5V, il suffit donc de le câbler sur la smoothieboard via les pin du port série qui ne nous servent pas.

Alimentation du thermomètres
Câblage dans la vraie vie
l'afficheur et la sonde
test de'alimentation
faire un trou
fixation de la sonde sur le tube du laser
la même chose vue de plus loin

Changement du tube laser

Après quelques péripéties de commerce international et de laser neuf mais cassé, nous avons fait appel à un verrier pour réparer notre tube dont une tétine en verre était cassée. Notre chère verrier à donc refait une pièce pour celà :

nouvelle pièce
ancienne pièce

Connexion des électrodes

Placer le fil contre l'électrode et l'entourer d'un autre fil pour assurer un bon maintien
Enrouler le tout de teflon
mettre de la gaine thermo retractable et/ou
placer un tube de silicone pour la protection de la haute tension

Réglage de la focale

Changement des miroirs et lentilles

Différents types de miroirs

Il existe différents types de miroirs, ils sont constitués d'un substrat et d'un revêtement

Molybdenium : utiliser dans des environnements sales et violents !!!

+ : Bonne résistance aux rayures/nettoyages répétés
- : Coefficient de réflexion un peu plus faible

Cuivre : utiliser pour les laser puissants

+ : Bonne dissipation de la chaleur
- : Moins résistant au rayures

Silicium : Utiliser pour les faibles puissances

+ : Léger, peu cher
- : Moins bonne dissipation thermique

Type MNC

Cuivre nickelé poli recouvert d'or

Type MMC

Cuivre nickelé poli avec revêtement diélectrique (MaxR)

Type MSM

Molybdène non enduit

Type MSS

Silicium revêtus d'argent et / ou des revêtements diélectriques

Sources:

http://www.stappenmotor.nl/Steppermotor/CNC%20Co2laser/CNC%20co2laser%20optica%20mirrors/CNC%20mirrors%20co2laser%20cnc.htm
http://www.eoc-inc.com/co2_laser_optics_mirrors.htm
http://www.ophiropt.com/co2-lasers-optics/beam-delivery-mirrors
http://directedlight.com/laser-components/catalog/co2-mirrors/
http://www.lasercomponents.com/de-en/product/mirrors-for-co2-lasers/

Petits entretiens et réglages mécaniques

Défaut d'accouplement du moteur Y

Si des choses dans le genre se produisent :

Il faut vérifier que le coupleur du moteur Y en bas à droite est bien serré. Pour cela retirer la plaque de protection, replacer le manchon et le resserrer :

Débrancher les moteurs
Démonter de la plaque de protection
Régler le manchon

Installation de la smoothie-board

voir ici

Lasercut