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Un routeur (Pour gravure et découpe) laser DIY.

Réalisation d'un appareil permettant la découpe et la gravure au laser de matériaux comme le bois, le papier, le plastique, le carton, les mirroirs (Le tout fait maison et le moins cher possible). Une imprimante 3D est nécessaire..



La culture maker (de l'anglais make, lit. faiseur) est une culture (ou sous-culture) contemporaine constituant une branche de la culture Do it yourself (DIY) (qu'on peut traduire en français par « faites-le vous-même »).          (Source: Wikipedia)
les "Crazy Makers" sont les plus fous et les plus passionnés des makers...

Catégorie

High-Tech

Niveau de difficulté

temps nécessaire

15 à 20 jours en tenant compte des temps d'impression et de montage.

Resultat recherché:

J'avais par le passé réalisé un routeur Laser/CNC assez peu précis et peu puissant...

Maintenant que je possède une imprimante 3D et que je me débrouille pas mal en modélisation, j'ai décidé de réaliser une version évoluée de mon routeur, le moins cher possible et en réutilisant un maximum d'éléments de l'ancienne machine...

Pour vous mettre l'eau à la bouche, voici la bête en fonctionnement...

Matériel:

Pièces à acheter

90% des pièces ont été achetées en asie sur eBay, c'est pourquoi le projet a été aussi long mais ne roulant vraiment pas sur l'or, pas d'autre choix!

  • 1 Carte Arduino Uno + CNC shield + 3 drivers Pololu A4988 (15€ le kit)
  • 3 Moteurs pas à pas 17hs8401 avec poulies GT20 à 20 dents (50€ le lot)
  • 6 roulements épaulés. (3€)
  • 6 Paliers à billes 6mm (2.80€ pièce)
  • 4 Tiges Inox (glissières) 6mm (12€ les 4)
  • 4 Tiges filetées M10 + 16 écrous+rondelles M10 + 12 vis M3x12+24 vis CHC M4x12 (5-15€ selon le nombre)
  • 1 Module Laser + Contrôleur. (70€ pour un set 2W)
  • 4 Micro switch (1.99€ les 5)
  • Environ 3m de courroie GT20 (environ 5€)
  • Environ 600G d'ABS (11€ environ)
  • Optionnel: 1 plaque de Dibond 1000x1000 pour la table de la machine. (Pas donné, le mieux c'est la récup')
  • De la nappe, du câble et des connecteurs à sertir 0.1"
  • Des boutons et une plaque de plastique de récupération pour le pupitre.

Pièces à imprimer en 3D

Kit de pièces pour Routeur Laser

Concernant les réglages, la plupart des pièces ont été imprimées en 0.2mm/couche...
Pour les très petites pièces (support switch, fixations de passe câbles) 0.1mm/couche.

Conception:

On commence par modéliser les différentes pièces détachées afin de pouvoir concevoir les autres pièces autour de celles-ci...

On peut ensuite commencer à concevoir les dirrérentes pièces de la machine en respectant les dimensions des pièces détachées.
Description
Description

L'angle arrière droit qui va recevoir un jeu de deux roulements pour le guidage de la courroie Y(1), un capteur de fin de course Y, une tige inox diamètre 8 mm et deux tiges filetées avec écrous M10.

l'angle avant droit qui va recevoir le moteurs pas-à-pas Y(1) avec son pignon, un capteur de fin de course Y, une tige inox diamètre 8 mm et deux tiges filetées avec écrous M10.

Les angles opposés ne sont que des symétries de ces pièces sans les supports capteurs...

Description
Description

Le charriot X qui va être fixé sur deux glissières à billes diamètre 6mm grâce à 12 vis M4x25, qui devra pouvoir blouqer les extrémités de la courroie, venir en contact avec les fin de course X (1 & 2), recevoir le guide câbles, un support pour le controlleur laser et supporter le corps du laser.

Le charriot Y droit qui doit recevoir un moteur pas-à-pas et un fin de course X(1), être fixé sur deux glissières à billes avec 8 vis et pouvoir retenir la courroie.

Description
Description

Le charriot Y gauche qui va recevoir un jeu de deux roulements pour le guidage de la courroie X, un capteur de fin de course X(2). il sera fixé sur une glissière à billes et devra pouvoir retenir la courroie.

Voici une vue de l'ensemble monté avec les différents éléments. Les points d'accroche des guide câbles ont été modélisés également afin de réaliser les supports nécessaires...

Description
Description

Fabrication

J'ai commencé à imprimer les pièces avant la fin de la conception 3D de la machine car j'avais besoin de voir et toucher les pièces pour trouver diverses solutions... Je souhaitais aussi palper la résistance des pièces car il s'agissait de ma première impression 3D en ABS réputée difficile...

Le charriot Y gauche a été la première pièce qui a été imprimée, également la plus simple et la mieux réussie... une impression en couches de 0.2mm J'y ai donc monté les pièces et me suis aperçu que j'avais oublié de prendre en compte le diamètre des têtes de vis CHC... un coup de dremel et ce fût réglé.
Description
Description
J'ai ensuite imprimé, monté et ajusté le charriot Y droit... Pas mal de parties surélevées ont posé problème. La suppression des suports d'impression a été difficile. J'ai ensuite imprimé l'angle arrière droit et ai effectué un montage pour controller l'ajustement... un petit coup de forêt a été nécessaire pour le passage des tiges filetées...
Description
Description
Le support avant Droit avec son moteur et son capteur... Le charriot Y droit installé avec les barres inox...
Description
Description
Le charriot X avec la première version du support de controlleur qui a été remplacé depuis. Une vue de l'ensemble de la machine...
Description
Description

Le projet est alors resté en standby pendant quelques temps car certaines pièces détachées tardaient à arriver d'asie...

Une fois les roulement les roulement de guidage des courroies reçus et les courroies également j'ai pû monter l'ensemble et faire quelques tests de mouvements avec l'arduino et le CNC Shield... Le test s'est avéré concluant!

Quelques essais de mise en place ont été nécessaire pour définir une hauteur de poulie correcte... Les extrémités des courroies se logent parfaitement dans les "griffes" prévues à cet effet.
Description
Description
J'ai alors commencé l'impression des guides câbles (Cable Carrier) designés sur mesure. 3 lots de 18 maillons à limer et ajuster un par un...
Description
Description
Un des guide câbles terminé. Il m'aura alors fallu concevoir et imprimer des support de fixation des guides sur mesure...
Description
Description
Le plus compliqué des supports de guide-câble. Entre-temps, j'ai reçu les roulements guide-courroie. j'ai donc pu finir le montage...
Description
Description
ici la courroie sur l'axe Y avec le charriot X. Guide-câbles et courroies montés.
Description
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La partie électronique

Pas de grande nouveauté par rapport à mon ancienne machine si ce n'est l'utilisation d'un module plus puissant 2W avec un contrôleur TTL capable d'être piloté en PWM (Puissance variable pilotée par l'arduino)...

Voici le module laser commandé sur eBay.com
Voir sur eBay il faut aller sur le .com car ces produits n'aparaissent pas sur le .fr

A réception de ce bijou de technologie... J'ai brûlé du carton... :D
Description
Description
Et il fait des dégâts... J'ai ensuite raccordé et monté les capteurs fin-de-course dans leurs emplacement...
Description
Description
Isolation des fils à la gaine thermo-rétractable. De même pour l'axe X.
Description
Description
Il était alors temps de raccorder l'ensemble... Le plus gros de l'électronique raccordé.
Description
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Schéma de principe de l'électronique de la machine

Voici un schéma théorique de l'électronique du système. On aperçoit qu'un filtre home-made a été ajouté... Si vous achetez des capteurs montés sur PCB avec filtre intégré (3fils) dans ce cas, le filtre est optionnel. Ce filtre a été ajouté car l'allumage d'un appareil électrique ou d'ampoule LED/Tube dans la maison déclenchait la sécurité fin-de-course de GRBL en cours de cycle.

Il faut également prendre en compte l'inversion des pins LIMIT Z et SPINDLE SPEED sur Grbl 0.9 (Inversion nécessaire pour l'accès au PWM - Variation de vitesse/puissance laser).

Description

L'arduino, le CNC Shield et le filtre pour les fins de course. Réalisation d'un support pour mon bouton d'arrêt d'urgence archi-bricolé.
Description
Description
Réalisation du pupitre dans une plaque de PVC noir (Récupéré d'un présentoir de parfumerie). Création et impression de pièces pour les boutons. Le pupitre terminé.
Description
Description
Raccordement du pupitre avec une nappe de récupération (Vieux téléviseur) Découpe au laser et pose de la sérigraphie.
Description
Description
Conception et impression de pieds réglables qui puissent être collés sur CHC M4. Montage du plateau principal en deux pièces (Récupération oblige). Conception de pieds fixes pour éviter la flexion de la table.
Description
Description

Tests

Voici deux petites vidéos sans prétention qui expliquent grossièrement comment fonctionne la machine. Dans la première partie, je prépare le fichier à envoyer à la machine (préparation du programme G-Code) et dans la seconde partie, j'exécute le programme.



Kawadarze le 2018-08-17 20:03:14
Bonjour, est-il possible d'avoir le script Python?
Merci, et beau travail pour tout ça ^^

Crazydoub le 2018-05-05 15:05:22
Le Schéma complet est sur cette page :D

Jean-Michel ADAGAS le 2018-04-25 19:50:16
Bonjour.
Je suis en train de numériser un mini tour Unimat SL. J'ai utilisé un arduino Uno et la shield CNC.
J'ai réussi à faire bouger les axes du tour.
Par contre j'ai un problème avec les fins de courses... et le homing...
Serait-il possible d'avoir un schéma ou une photo de la plaque, recto verso, du filtre anti-parasite.
Merci d'avance.
Très cordialement.
Jean-Michel

rausko le 2018-02-10 06:45:17
ok merci
sur le schéma avec le filtre une seul pin apparait connectée. ;-)

Crazydoub le 2018-02-09 14:24:44
Bonjour, non, deux limit switch (max et min) sur un pin unniquement...

rausko le 2018-02-07 13:49:58
bonjour
vous avez vos 4 limite switch sur une seul pin ?

Crazydoub le 2018-01-30 06:14:42
Achetés sur ebay :D
Si tu pouvais m'envoyer une photo du projet fini ce serait super!

marc le 2018-01-23 09:34:17
Bonjour
je suis en train de réaliser a l'aide de cette page ton routeur laser
(merci c'est très bien fais )
peu tu me dir ou tu a acheter les paliers à billes ?
merci

gilles le 2017-12-24 02:19:12
bonjour
j'ai beaucoup aimé votre site. juste une petite question, peut on lui pose un laser de 15w??
y a t'il un petit shema du filtre antiparrasite pour les switchs ??
merci a+
GC

Crazydoub le 2017-09-29 03:57:04
Alors, les échantillons sont arrivés hier.
J'ai procédé à quelques tests et en ai profité pour réaliser une vidéo "Que peut vraiment couper un laser 2.5W?" qui paraîtra le 03/10 vers 9h.
Malheureusement, comme je l'imaginais, le laser n'est pas en mesure de couper le cuivre, pas même de le traverser après plusieurs minutes. Le cuivre conduit tellement la chaleur générée au point d'impact que ça ne chauffe même quasiment pas. Merci d'avoir participé à la prochaine vidéo.

Patrice le 2017-09-25 13:26:18
bonjour

Merci de votre retour sur la sujet , et merci a vous d'avance pour l'essai

pouvez vous m'indiquez vos coordonnées afin que le vous envois des autocollants cuivre.(pouvez vous envoyez mail svp çà me met mail invalide lorsque je veux vous envoyez un mail depuis mon interface zimbra)

note : le lien indiqué de votre part : https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=GEABTyNZv1k devient https://www.youtube.com/my_videos?o=U (bien que je l'avais copier dans la barre d'adresse (ca change tout seul ???) et pas acces a la vidéo

pour infos suis aussi abonné a votre chaine sur youtube (continué c'est tres bien)

bonne réception

Parice

Crazydoub le 2017-09-25 01:10:53
Si vous souhaitez que je réalise le test pour vous, celà ne me pose aucun problème; si cela peut vous décider à réaliser une machine...
Sachez que les métaux reflètent le rayon et du coup le laser n'est pas assez puissant pour eux.
Elle pourra servir autrement:
https://www.youtube.com/edit?o=U&video_id=GEABTyNZv1k

Patrice le 2017-09-24 07:53:18
bonjour

je viens de voir votre réponse sur votre site; j'avoue être un peu déçu (épaisseur de cuivre étant de quelques microns)

j'envisagé de vous faire parvenir un "morceau de cuivre en rouleau autocollant" afin de réalisé un essai de découpe ou de gravure avec peinture (avant de me lancer dans la réalisation de la graveuse découpeuse laser)

dites moi si cela vous intéresses (je vous envois un morceau a mes frais que vous pourrez garder) idéal pour remettre des pistes d'un connecteur microUsb arraché par exemple

si oui me communiqué vos coordonnées

dans l'attente de vous lire

bonne reception

Patrice

Crazydoub le 2017-09-24 02:45:42
Malheureusement le laser ne peut couper le cuivre.
Il faudrait un laser autrement plus puissant!

Cyril le 2017-09-15 05:16:22
Bonjour,

J'ai tout fini, il me manque juste un fichier GCode test pour essayer un petit dessin. Auriez-vous cela sous la main ?
Merci d'avance.

Patrice le 2017-09-05 15:24:21
voici l'idée

http://www.kobakant.at/DIY/?p=1132

réalisé via CNC Cutter par contre

Patrice le 2017-09-05 15:20:28
bonjour

trés belle réalisation: il y a moyen de découper du cuivre en rouleau adhésif pour les PCB (parfois bien utile pour la réparation de PCB existant)

copper tape adhesive (ruban cuivre adhésif)

https://www.google.fr/search?rlz=1C1GGRV_enFR752FR752&biw=1280&bih=645&tbm=isch&sa=1&q=+copper+tape+adhesive&oq=+copper+tape+adhesive&gs_l=psy-ab.3..0i8i30k1l2.2456.2456.0.4091.1.1.0.0.0.0.232.232.2-1.1.0....0...1.1.64.psy-ab..0.1.231.0pNsYJKyVbw

merci de votre retour

Crazydoub le 2017-08-30 00:58:55
Elles vont dépendre des dimensions que vous souhaitez donner à votre machine.
Cdlt

denis le 2017-08-10 14:58:47
Bonjour
Superbe réalisation
Je ne trouve pas les longueurs des barres inox et des tiges filetées
Merci pour l?info
Cordialement

Crazydoub le 2017-03-31 00:20:43
Grazie per i complimenti. tutorial sulle impostazioni sono molto facili da trovare su internet, la pubblicazione del metodo di impostazione era un semplice plagio, è per questo che non li pubblichiamo.
https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.9

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