レーザー彫刻機の作成

2019年7月14日2019年8月16日

！！注意！！
レーザー光は危険です。
直視していけないのは当然ですが、予期せぬ反射光が目に入る可能性もあります。
最低限、保護メガネを必ず準備して、安全に気をつけて作業して下さい。
レーザー保護メガネ選び方

ネットサーフィンしていたら、自分でもできそうなレーザー加工機の制作方法を見つけたので、
Surajit Majumdarさんの↓こちらの記事を参考につくりました。
DIY Arduino Mini Laser Engraver

少し困ったこと、変更したことを参考に備忘録として残します。

Step 1: Parts List
近くの電子部品屋では全ては揃える事ができなかったので、アマゾンとかで買いました。

[スポンサードリンク]
　　　　　

Step 2: Remove the Stepper Sliding Mechanism
デスクトップPCのジャンクDVDドライブからレール付きのステッピングモータを取り出しました。
近くのハードオフで購入。参考に、型番は「GH20NS10」「GH24NSD1」です。

取り出した部品はこんな感じです。

Step 3: Assemble the Frames
Surajit Majumdarさんの作例では5mm厚のアクリルで作ってますが、
アクリル板は高価なため、こちらのダイソーのMDFボードで作成しました。

MDFボードは玉鳥レザーソー細工鋸で切り抜きました。L型の角部はダイソーの5mmドリル刃をドライバーの柄につけて穴を開けてデザインナイフでちまちま削って写真のように加工しました。
私が入手できたレール付きのステッピングモータのサイズが少し大きかったので形状の調整が必要でした。
レール付きのステッピングモータと、電子基板固定用の穴はこの時点で開けた方が楽です。
組み立ては、マスキングテープで仮止めしながら木工用ボンドで固定しました。

[スポンサードリンク]
　　

Step 4: Wiring of Stepper Motor
Surajit Majumdarさんの作例の通りです。
コードを取り付けた後に断線有無確認の為に抵抗を確認しましたが、ステッピングモータのコイルの抵抗値は約10Ωでした。
はんだ付け前後で変化が無いことを確認した方がいいでしょう。

Step 5: Making Holes for Sliding Mechanism
Step 6: Attach Spacer
Step 3で穴を開けて事前に調整した方が水平直角も出しやすく楽だと思います。
ちなみに私の場合は目分量で合わせただけでガチガチの精度は出せていません。

Step 7: Mount the Sliding Mechanism
レール付きのステッピングモータの角の穴が5～8mmぐらいと大きい事、台から若干浮かせるために使用するスペーサが近場のホームセンターではM5以上しか入手できなかったため、M5でボルト、ワッシャ、ナット、スペーサを揃えて固定しました。

Step 8: Mount the Engraving Platform
Surajit Majumdarさんの作例の通り接着剤で固定しました。

Step 9: The PCB Making
Step 10: Soldering All the Components
Step 11: Mount the Arduino and Motor Drivers
Surajit Majumdarさんは業者に発注してますが、私はユニバーサル基板(70×90mm)でつくりました。
装置で使う12V電源は、3.5インチ外付けハードディスクのアダプタを使用したので、今回はDCジャックにしました。
また、冷却用のファンをつけましたので、ファン用の12Vも取れるようにしました。

[スポンサードリンク]
　　

Step 12: Attach the Laser Module
Surajit Majumdarさんの作例ではヒートシンクを直接接着剤で固定してますが、
私が入手したヒートシンクにはM3のねじ穴が2か所開いてました。
せっかくなので、L型金具にダイソーのドリルを使用して穴を開け、ボルトで固定できるようにしました。
φ3→φ5と順に開けました。ダイソーのドリルでも穴は開きましたが、ちょっと大変でした。
写真のL型金具の下が加工前、上が加工後のものです。

Step 13: Mount the Circuit Board
M3のボルト等で固定しました。固定面から浮かせたかったので、長いナットをかませて固定しました。
Surajit Majumdarさんの作例にはありませんが、装置を使用してたらステッピングモータが熱くなったので12cmファンも取り付けました。
ステッピングモータが熱くなった原因は後ほど判明し、モータドライバa4988の電流調整を忘れてるだけでした。
半固定抵抗を回して0.20Vに調整したら、触れないほど熱くなることは無くなりました。
調整方法はこちら。
(これに気づくまでにモータ2個ぐらい壊しました。。)