Baublog Laserplotter

... ich verwende 'normalen' RepRap-style G-Code - die 'extrudierten' Bahnen werden über den Extruder-Puls gelasert.

Hab' für mein modifiziertes Pronterface noch ein paar Importer-Module für HPGL- und Gerber-Dateien, aber das geht auch mit dem Slicer, wenn du einen enstprechenden 3D-Körper generierst und nur eine Schnittebene mit 1 Shell und kein Infill machst.

Ansonsten gibt es ein Laser-Plugin bei Inkscape ...

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Viktor
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Okay, klar, so bekommt man den Slicer hingebogen - für Schnitte und Schwarz/Weiß-Gravuren ist das ein schöner Weg. Aber wie bekommt man so etwas wie eine Graustufengravur hin, wenn man auf die Extruderangaben für die Leistung festgelegt ist?

(Und das Inkscape-Plugin "nutze" ich ja derzeit, zumindest in der Planung. Nur gibt das ja auch keine Extruderwerte mit aus.)

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LG

Jonas

... für Graustufen verwende ich gelegentlich BeamConstruct - [halaser.eu]

Das wandelt Graustufenbilder in Punktdichte-Bilder um ...

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Viktor
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Zum Thema Graustufen-Gravur hab ich mich noch ein bisschen eingelesen und bin über das Nachbarthema und die Homepage von Kolbi auf die Programme Halftoner und DXF Halftone gestoßen - die scheinen das Umwandeln von Bildern auch gut hin zu bekommen - und sind beide gratis zu bekommen.

Aber zurück zum eigentlichen Thema - dem Aufbau.

Ich habe schweren Herzens mein Display und die Bedientasten abgebaut, um die Elektronik fit für eine Steuerung "von der Stange" zu machen. Dann wollte ich alles zunächst wieder auf einem Arduino Uno mit GRBL 0.9 laufen lassen - hab mir aber scheinbar beim Einbau den FTDI Chip gegrillt.
Also wird nun wieder auf den Mega2560 zurückgebastelt und dann weitergetestet.

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LG

Jonas

... ich bin mit Verfügbarkeit des 32Bit-Arduionos auf den ArduinoDue und RADDS mit RAPS128 Treibern gewechselt, um mehr "Reserven" bei Geschwindigkeit und Strom zu haben

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Viktor
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Schöner Aufbau!

Mit Rams gehen übrigens locker 500mms bei 15000mms Beschleunigung.

Für Graustufengravur nehme ich verlängerte Z-Pulse, und setzte nach jeder Zeile im Gcode mit G92 Z0 die Achse zurück, sonst funktionierts nicht.

Lg!

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Homepage

... die Geschwindigkeit ist auch von der Aflösung abhängig - bei meinem Lasergravierer auf der Servo-Anlage habe ich pro Encoder-"Schritt" 0.0025 mm (bzw. 2.5µ), bei dem gerade in Entwicklung/Anpassung befindlichen Gerät (gieCAPS Paste-Dispenser) mit Zahnriemen und 1/128 Mikroschritten fast das Gleiche -- 2.35µ ... da komme ich mit dem Due und den RAPS128-Treibern auf max. 400mm/s ... lasere und dispense aber nur mit max. 100mm/s, damit das Gerät nicht vom Tisch hüpft ...

Für die nächste Laser-Anlage zu "Feinst-Gravur" habe ich hochpräzise vorgespannte Schrittmotor-Linear-Achsen mit 0.1µ pro Schritt - da erreiche ich mit den Endstufen, die nur max. 200kHz können, aber auch nur 20mm/s ... dafür bekomme ich mit dem Faserlaser und einem Spot von 10µ Durchmesser schon deutlich höhere Auflösungen hin

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Viktor
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So, nach einigen "Umwegen" bin ich endlich soweit das die Steuerung x und y sauber verfährt und ein PWM Signal zur Lasersteuerung ausgeben kann. Auf dem Weg dahin sind ein FTDI Chip (s.o.), ein Spannungswandler und zwei Pololus abgeraucht. Was meint Ihr, wie hoch ist wohl der WAF eines ESD Fußbodens in unserem Wohnzimmer? *grübel*

Egal, jetzt versuche ich den Lasertreiber einzustellen. Der Hersteller bietet da zu seinem Treiber eine schöne Anleitung, die mir aber in einem Punkt unklar ist. Erstmal wird alles auf Minimal gestellt und dann zunächst der Schwellstrom der Diode erhöht, "bis sie anfängt Laserlicht auszustrahlen".

Wenn ich jetzt ein bisschen an dem Poti drehe, fängt sie irgendwann an, zu leuchten - aber nicht Punktförmig, sondern als Strich. Ich bin mir nicht sicher, daher frag ich mal Euch - ich meine, das ist normal weil sich die Laserdioden anfangs wie normale LED verhalten und noch kein Laserlicht ausstrahlen - stimmt das? Wenn ja, sollte es ja korrekt sein in dem Fall einfach weiter aufzudrehen. Wenn nicht, ist vielleicht an meiner Optik was verstellt und ich sollte da jetzt eben keine weitere Energie reinstecken. Wisst Ihr Rat?

Edit:


Edited 1 time(s). Last edit at 03/26/2016 09:45AM by Silly105.

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LG

Jonas

Hm. Es zeichnet sich ab, das ich einfach ein paar gefühlte Meter aus dem Fokus bin. Mal sehen ob ich den Fokus überhaupt so lang eingestellt bekomme, wie meine Konstruktion derzeit erfordert... :/

Edit:
OK, Optik für Dummies: Wenn ich den Kollimator komplett bis zum Anschlag in den Dioden-Montagewürfel hineindrehe, komme ich auf einen Fokusabstand von etwa 5mm von der Linse aus. Wenn ich den Kollimator weiter rausdrehe, wandert der Fokus scheinbar näher ran, also in einen fürs Schneiden eher ungeeigneten Bereich. Wie bekomme ich den Fokus denn weiter raus? Sollte ich tatsächlich an den Linsen im Kollimator herumjustieren? Ich mag da ja nichts verstellen, was ich nicht wieder eingerichtet bekomme...

Edited 1 time(s). Last edit at 03/26/2016 11:05AM by Silly105.

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LG

Jonas

... bei den Kollimatoren bei den Lasertack-Gehäusen habe ich den Fokus auf "Unendlich" etwa 2mm vor dem Endanschlag - wenn ich ihn bis zum Ende reindrehe, habe ich einen Kegel, wenn ich ihn rausschraube, kommt der Fokus näher - ich muß den Kolli ziemlich wit rausschrauben, bis ich den auf 5mm ranbekomme ... das ist also ganz anders, als bei dir.

Wierum hast du den Kolli reingeschraubt? - die Linse muß weiter hinten sein, die Einschraubhülse zum Verklemmen der Linse im Kolli mit dem Schlitz nach Vorne zeigen ...

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Viktor
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Quote
VDX
... bei den Kollimatoren bei den Lasertack-Gehäusen habe ich den Fokus auf "Unendlich" etwa 2mm vor dem Endanschlag - wenn ich ihn bis zum Ende reindrehe, habe ich einen Kegel, wenn ich ihn rausschraube, kommt der Fokus näher - ich muß den Kolli ziemlich wit rausschrauben, bis ich den auf 5mm ranbekomme ... das ist also ganz anders, als bei dir.

Wierum hast du den Kolli reingeschraubt? - die Linse muß weiter hinten sein, die Einschraubhülse zum Verklemmen der Linse im Kolli mit dem Schlitz nach Vorne zeigen ...

Der Kolli sitzt nach Deiner Beschreibung richtig rum, beide Schlitze (Innenmutter und Kollimaror selbst) zeigen nach vorn, die Linse sitzt von Vorne betrachtet ziemlich tief drin.

Wenn ich ihn 5mm rausdrehe sitzt der Brennpunkt so weit drin, dass ich ihn mit einem Stück Papier nicht mehr treffe. Gefühlt bekomme ich eine Kollimation ins unendliche gar nicht hin.
Kann es etwa sein das Lasertack die Kollimatorlinse falschrum montiert hat?

Edit:


Edit2:
Ha, Erfolg! Ich hab die von LT eingesetzte Feder rausgenommen, welche den Kolli vorspannt. Damit scheint es jetzt zu klappen.

Edited 3 time(s). Last edit at 03/26/2016 12:30PM by Silly105.

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LG

Jonas

Der Fokus ist eingestellt, erste Testlöcher gebrannt (Kuhl! ) das Gesamtgerät auf neue Bauhöhe umgerüstet und die Achsen sind kalibriert. Später oder morgen sollte der erste Testlauf stattfinden können.

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LG

Jonas

https://vimeo.com/160474633

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LG

Jonas

Die Brennweite der asphärischen Linse von Lasertack ist sehr kurz...was gut ist, denn so fängt sie viel Licht der Diode ein. Aber sie muss auch schon sehr nah ran, und wenige Bruchteile einer Umdrehung wirken sich gleich ganz gewaltig auf den Fokus aus.
Wenn der Kollimator ohne Feder zu lose ist und sich bei Bewegung bzw Vibrationen verstellt, kannst Du z.B. Teflonband (das zum Gewinde dichten bei Wasserrohren) um den Kollimator legen. Dann sitzt er stramm, lässt sich aber noch drehen. Ist besser als kleben, wenn man vielleicht öfters noch mal verstellt.

Schöne Idee mit dem Teflon. Ich habs vorerst mit nem kleinen Tropfen Heißkleber fixiert, den bekommt man auch problemlos wieder ab.

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Weiterhin hab ich heute noch viel Zeit mit Rumdaddeln der explorativen Analyse des Gerätes verbracht. Viel gelernt, sehe aber auch schon die nächsten Möglichkeiten zur Optimierung. Bisher als Fazit des Projektes:

- Die Maschine läuft und graviert super.
- Die Konstruktion ist steif und stabil. Die X-Achse ist mit stabil genug, um auch gröbere Fehler der Gewindestange auszugleichen, ohne das davon was im Laser-Schnittbild zu sehen ist.
- Die Absaugung funktioniert, so wie bisher geplant mit einem Lüfter. Man kann riechen das etwas schmort, aber Rauch ist über dem Absaugkopf keiner mehr zu sehen, selbst im Laserstrahl nicht.
- Die fehlende Z-Achse scheint erstmal kein Problem zu sein, der Fokus des Lasers liegt knapp unter dem Absaugkopf, und ich kann das komplette Modul an zwei Schrauben lösen, auf die Höhe des Werkstückes anpassen und wieder fixieren.
- Der Kühlkörper wird grade lauwarm, wenn die Diode bei voller Leistung (Diodenstrom 1,7A, Laserleistung etwa 2,3W) 1-2 Minuten an ist. Ich werte das als: Die Kühlung klappt und ist ausreichend. (Natürlich wäre es sauberer, die Temperatur irgendwo in der Nähe der Diode zu messen, aber die Möglichkeit habe ich hier leider nicht)
- GRBL ist als Controller so lala geeignet, zumindest scheint das PWM-Signal für die Spindelgeschwindigkeit eine recht langsame Frequenz zu haben. Ich muss mal sehen wie sich das Ganze so verbessern lässt, damit der Laser bei 100% auch 100% eingeschaltet ist, statt dann immernoch optisch wahrnehmbar an und aus zu blinken.
- Geschwindigkeitsproportionale Laserleistung wäre ein nice-to-have, kann aber warten bis RAMPS & LCD aus China eingetroffen sind, dann wird die Kiste ohnehin auf Marlin aufgebohrt.
- DRV8825 Schrittmotortreiber ohne Decay-Hack sind für Riemenachsen (160 steps/u) bei Lasergeschwindigkeiten (100-300 mm/s) eher ungeeignet, weil viel zu harte Schritte. Werde auf der Arbeit mal mit Mikroskop und SMD Lötkolben den Decay anpassen, vielleicht wirds dann besser. Ansonnsten sind zwei TMC2100 Treiber und ein 12-24 DCDC Konverter für den Laser bestellt, um die Achsen laufruhig zu bekommen.
- Diese günstige Laserschutzbrille funktioniert für mich sehr gut. (Ich bin aber nicht schuld, wenn bei Euch nicht!)

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Was jetzt für mich noch unklar ist, wie gut der Laser zum Schneiden taugt. Schwarze Pappe hab ich damit heute geschnitten bekommen. Ich musste die Erfahrung machen das etwas höhere Schnittgeschwindigkeit bei mehreren Durchgängen besser ist, als das Papier langsam zu schneiden und damit womöglich anzuzünden.
Bei Sperrholz (Sorte unbekannt, Kellerreste) als auch bei MDF Platten mit jeweils 3mm bin ich auch mit 10-20 Durchgängen nicht durch gekommen.
Mich würde interessieren: Wie sind Eure Einstellungen für das Schneiden? So im Bezug auf Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit und Anzahl der Durchgänge?

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LG

Jonas

Meine Leistungsangaben beziehen sich auf den Laser der auf 2,3W eingestellt und per PWM gesteuert ist. Dürfte also einen einigermaßen linearen Zusammenhang haben, so das man von % sprechen kann. Hoffe ich.

Um Holz zu gravieren hab ich bei 50% Leistung einen Vorschub von 200mm/s eingestellt.


Moosgummi Schneiden geht logischerweise viel einfacher, hier arbeite ich mit 2 Durchgängen mit 20 % bei 200 mm/s.

(Das hier ist ein Stempel zum Stoff bedrucken. Funktioniert toll, wenn man das Moosgummi erst mit Holzleim an die Platte klebt und nach dem Lasern die Reste abzieht)

Schneller schneiden möchte ich nicht, so lange der Laser nicht geschwindigkeitsproportional ist, denn dann ist der Unterschied zwischen den Beschleunigungs- bzw. Abbremsphasen und dem normalen Vorschub zu groß, so dass sich Stellen einbrennen.

...
Mich würde immernoch interessieren, ob jemand unter 3W optischer Leistung Sperrholz durchbekommt. Ein Anhaltspunkt wäre ja Viktors Teelichtständer mit 3,5W....

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LG

Jonas

Hi Jonas,

... mit 2W habe ich das auch schon durchbekommen, dann aber mit 6-8 Durchgängen, statt 3-5.

Im Prinzip bekommst du das auch mit 1W durch, wenn du sehr, sehr laaangsam fährst

Allerdings kommts dabei auch auf das Sperrholz und die Verleimung an - Pappel-Sperrholz geht, Balsa-Sperrholz (ja, gibt es auch!) geht besser -- wasserfest verleimtes "Flieger"-Birken-Sperrholz geht sehr gut bis zur Leimschicht ... dann geht auch bei 3W und 10 Durchgängen nichts mehr!!

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Viktor
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Von welchen Materialstärken sprichst Du da? Grade dieses Fliegersperrholz gibts ja auch in 0,4mm oder ähnlich dünn. Pappel hab ich noch nicht versucht, Balsa (mit 2, 2,5 und 3 mm Stärke) ist auf dem Versandweg.

An einer 4mm MDF Platte hab ich nach 15 Durchgängen aufgegeben...

Edited 1 time(s). Last edit at 03/31/2016 01:52AM by Silly105.

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LG

Jonas

... aus dem Bauhaus hatte ich mir 4mm Pappelsperrholz zum Ausprobieren geholt, dann für die richtigen Teile deutlich besseres 3mm Pappel- und Balsa-Sperrholz bei Thomabalsa ...

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Viktor
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@Viktor: Was heißt denn "laaangsaaaam"? So als Zahl? Wenn man den 3D Drucker gewohnt ist ist 200 mm/min ja schon nicht zügig, aber bedeutet das in diesem Fall bei Dir eher 50 oder eher 5 mm/s?

Bei mir war heute der Postbote da und schon war wieder Experimentaltag angesagt.
(Kann es sein das Flugzeugmodellbauer auch sehr ... speziell sind? Das Balsaholz war dermaßen sicher und stabil verpackt, das ich mehr MDF fürs Gravieren als Balsa zum Schneiden in dem Packet hatte)

Ich hab außerdem auch hier im Baumarkt 4mm Pappelsperrholz gefunden - und es geschnitten bekommen.



Hier sind meine bisherigen Notizen:

Quote

5mm Schaumstoff, schwarz, offenporig (Sorte unbekannt)
Vc = 200mm/min (3,3 mm/s)
P = 50% (1,15 W)
1 Durchgang


2mm Moosgummi, schwarz
Vc = 200mm/min (3,3 mm/s)
P = 20% (0,46 W)
1-2 Durchgänge

10mm Moosgummi, weiß
Vc = 150mm/min (2,5 mm/s)
P = 100% (2,3 W)
7-8 Durchgänge


1mm Balsasperrholz
Vc = 200mm/min (3,3 mm/s)
P = 35% (0,8 W)
1 Durchgang

1,5mm Balsasperrholz
Vc = 200mm/min (3,3 mm/s)
P = 75% (1,73 W)
1 Durchgang

2mm Balsasperrholz
Vc = 180mm/min (3 mm/s)
P = 100% (2,3W)
1 Durchgang


4mm Pappelsperrholz
Vc = 50mm/min (0,83 mm/s)
P = 100% (2,3W)
12 Durchgänge

Edited 1 time(s). Last edit at 03/31/2016 05:06PM by Silly105.

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LG

Jonas

... bist du bei den Geschwindigkeiten sicher? - ich kann auf der stabilen Servo-Fräse bis 250mm/s fahren, lasere aber nur mit max 75mm/s, weil ab 80mm/s nach Kanten/Ecken Schwingungen in der Laserbahn zu sehen sind, weil die Z-Achse sich bei den schnellen Richtungswechseln mechanisch aufschwingt

Mit dem 'Paste-Bot' kann ich max. 400mm/s, da fahre ich bei feinen Arbeiten aber auch nur mit max. 100mm/s, weil ab dann bei feinen Details die Schwingungen der Riemen zu sehen sind.

Bei den kartesischen Anlagen ist "laaangsam" eher so der Bereich 3-5mm/s ... "normal" fürs Gravieren habe ich 30-50mm/s, fürs Schneiden 10-30mm/s.

Für "schnelles" Lasergravieren habe ich einen Servo-XY-Spiegelschwenker mit bis zu 1m/s und habe noch ein paar alte XY-Galvo-Köpfe im Keller, die ich mal reaktiviern will -- die würden mit den Faserlasern bis zu 20m/s schaffen ...

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Viktor
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Quatsch, nein, natürlich war das so nicht richtig - ich hab mm/min gemeint aber mm/s geschrieben. Angaben oben sind korrigiert.

Und in dem Fall: Respekt. An Deine Geschwindigkeiten komme ich dann wohl nicht so richtig ran...

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LG

Jonas

... ich habe mir die Anlagen soweit eingerichtet, daß ich mit ihnen gut arbeiten kann -- bei großen Teilen und feinen Details sind die üblichen 10-45 Minuten für einen Job aber auch schon etwas lang

Ich habe für ein halb privates/halb berufliches Projekt einen Laser-Trommelgravierer in Arbeit, der später eine DIN-A3-Folie per Punkteraster-Lasern mit einer Auflösung von 30µ bis 5µ in einer halben Stunde machen soll - da bewegt sich der Laser auf einer Linearachse und die Trommel rotiert mit bis zu 100x in der Minute -- das wäre dann bei einem Umfang von 300mm eine "Gravier-Geschwindigkeit" von 500mm/s! ... und bei einer "Pixel"-Größe von 30µ habe ich Raster-Auflösungen von 14000x10000px ... bzw. bis zu 80000x60000px bei 5µ Rasterabstand ... die Bild-Daten haben dann auch Größen von bis zu 5GigaByte!!!

Ich habe auf meinem 3GHz-Quadcore mit 8GB Ram schon heftige Probleme, die Bilder zu konvertieren - 2GB große Bilder habe ich in 15-20 Minuten umwandeln können ... werde mir dann wohl etwas deutlich größeres/schnelleres zulegen müssen

Edited 1 time(s). Last edit at 03/31/2016 05:26PM by VDX.

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Viktor
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Mit Birke habe ich ähnliche Erfahrungen wie VDX gemacht! Pappel geht gut, dabei ist es auch noch entscheidend ob ich parallel oder im 90° Winkel zur Holzmaserung schneide. Aber mit 4-5 Durchgängen mit 200mm/min und 1,1A bei einer 2,8W Diode komme ich gut durch. Ich verfahre auch z und führe nach jedem Druchgang den Fokus nach! Hier

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Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, meine kommerzielle Webseite

Quote
Protoprinter
Aber mit 4-5 Durchgängen mit 200mm/min und 1,1A bei einer 2,8W Diode komme ich gut durch.

Das klingt jetzt aber doch so, als ob bei mir noch was schief läuft. Ich bin bei deutlich höherer Leistung und einem Viertel der Geschwindigkeit bei 12 Durchgängen. Und die Ränder des Schnitts sind dann richtiggehend verkohlt, da kann ich 0,5mm Holzkohle von runterbürsten. Kann es sein, dass das Baumarkt-pappelsperrholz echt so krass anders ist?
Die Fokusnachführung klingt natürlich auch hilfreich, aber auch der würde ich nicht zutrauen, so einen starken Unterschied zu verursachen.

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LG

Jonas

Hallo Jonas,
komisch. Vielleicht war es ein Auszeichnungsfehler und es Birkensperrholz. Da brauche ich etliche Gänge mehr! Ansonsten kann ich mir noch vorstellen daß Dein Spot grösser ist, somit ist die Energie pro Fläche geringer. Ich nutze die G2 Glaslinse. Der Spot ist schon winzig, vielleicht 0,1mm...

Grüße
Manu

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Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, meine kommerzielle Webseite

Ja, das wirds sein. Meinen Spot hab ich so selbst noch gar nicht "gesehen", aber die Gravurbreite im Ergebnis ist zwischen 0,4 und 0,6mm. Wie stellst Du den Spot so genau ein? So nach "Augenmaß" hätte ich behauptet war meine Einstellung schon ganz OK. Aber den unterschied zwischen 0,4 und 0,1 erkenne ich bei so einem hellen Laserpunkt dann nicht mehr.

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LG

Jonas

Ich gebe einen PWM von 5 (von 255) vor, das sind bei meinem Treiber dann ca. 30mA. Dann per Augenmass. Irgendwann wird der Sport wieder Grösser, dann die Mitte. Man kann dann auch Linien brennen und die Dicke vergleichen. Meine Fokuslänge ist ca. 25mm. Das ist halt auch noch entscheidend für die Spotgrösse...

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Deltadrucker, Tantillus Reborn by Toolson/Protoprinter, meine kommerzielle Webseite

... was für Fokusabstände habt ihr?

Die Spot-Größe und -Qualität könnt ihr mit der Gravur eines kleinen Quadrats auf z.B. einen schwarz eloxierten Alu-Kühlkörper prüfen.

Wenn die Breite in X und Y gleich ist, habt ihr den Arbeitsabstand richtig eingestellt ... die Spur-Breite zeigt dann die eigentliche Spot-Größe.

Ich habe bei 20mm Fokusabstand eine "Spurbreite" beim Alu-Gravieren von etwa 0.05 - 0.07mm ...

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Viktor
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Fokusabstand vom Kollimator bis zum Brennpunkt ist derzeit 44mm, also wohl auch noch ausbaufähig. Ich fürchte, da muss ich wohl meinen Laserkopf umdesignen, derzeit ist da kaum mehr rauszuholen, solange ich nicht die Absaugung weglasse - was ich nicht möchte.

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LG

Jonas