Nachrüstung CNC-Fräse mit Laser-Graviereinheit

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    • Nachrüstung CNC-Fräse mit Laser-Graviereinheit

      Hallo Forum,

      hier ist ein Arduino-Uno-Projektchen, die Nachrüstung einer CNC-Fräse mit einem Gravierlaser.

      Ich betreibe schon sehr lange eine China-Portalfräse (HPS6090) und fräse damit allerlei Holzteile.
      Damit werden auch meine Holzgehäuse für Elektronik-Basteleien gefertigt.
      Problematisch waren immer die Beschriftungen.
      Das Gravieren mit Stichel führt in Holz oft zu schlechten Ergebnissen, deshalb musste zum Gravieren ein Laser angebaut werden. (5W, 450nm)
      Die CNC-Fräse wird mit Schrittmotoren angetrieben, die CNC-Steuerung ist nicht erweiterbar und fest programmiert. Die Motoren laufen im Vollschrittbetrieb.
      Die Steuerleitungen zu den Schrittmotor-Endstufen sind aber immer zugänglich und haben häufig TTL-Pegel.

      Als Laser-Steuerung wird ein Arduino Uno benutzt.

      Den Laser kann man mit dem Richtungssignal der Z-Achse ein- ausschalten.
      Erstellt man damit eine Gravur, so verbrennen die Ecken, eine saubere Gravur ist so nicht möglich.
      Die CNC muss ja in den Ecken anhalten und neu beschleunigen.

      Die Momentan-Geschwindigkeit der X- und Y-Achse muss also gemessen werden, daraus wird mit Hilfe des Pythagoras eine Bahngeschwindigkeit errechnet und als PWM auf den Laser gegeben.
      Das ganze muss innerhalb von Millisekunden passieren.
      Pythagoras (2 mal quadrieren und Wurzel ziehen) innerhalb von Millisekunden geht auf einem 8-Bit Controller nicht, deshalb habe ich Näherungsformeln und Fallunterscheidungen benutzt.
      Die Genauigkeit zur Modulation des Laserstrahls ist absolut ausreichend.
      Es ergibt sich so ein schönes sauberes Gravurbild.
      Diese Lasersteuerung wird auch an CNCs mit Microstep erfolgreich betrieben, dazu müssen im Programm ein paar Parameter geändert werden.
      Bei der Auswahl der 450nm Lasermodule sollte man unter 5,5W bleiben, Module mit mehr Leistung haben eine sehr kurze Lebensdauer.

      Wer sich mit Leistungslasern beschäftigt, muss sich unbedingt vorher sachkundig machen. Es ist seht gefährlich, der beste Weg ist einen Laserkurs zu machen.

      Nicht nur das Laserlicht, auch die Abgase sind sehr gefährlich.
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