亲手制作一台小型激光雕刻机，来回倒腾几遍就能搞定-雕刻网

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自己制作一台小型激光雕刻机其实并不难：拆开两张DVD，来回转动几下就可以了。尤其有了这个教程，妈妈再也不用担心你只会损坏家里的电子产品了。喜欢做CNC的同仁可以尝试一下，一定会有收获的。 200毫瓦的激光发射器虽然不锋利，但也足以晃瞎眼睛。因此，在生产过程中应注意眼睛的保护。好了，废话不多说，开始下面的教程吧。

是时候跟大家分享我最新的制作项目——低成本激光雕刻机了，也许通过这个项目我会有机会尝试真货。虽然工作空间稍小，但它仍然可以有效地工作，而且成本如此之低，大多数人都可以负担得起复制品。我夜以继日地想，有一天我会着手建造一台激光切割机。我的想象力不断被真正的激光切割机可以做的令人惊奇的事情所困扰。我长期以来一直想做的一件事就是在后院建造一些模型小屋和其他模型铁路组，也许还可以制作一辆自己的马车（至少是粗略的）。其他想法包括为我的作品制作配件、通知和雕刻标志，为我的妻子制作剪纸和邮票，为朋友的孩子制作玩具屋和家具……多么美妙的激光切割机！

有些地方我是投机取巧的，因为现有的知识不足以得到所有的电子元件，所以我选择了现成的元件，但为了保持低成本，我也尝试DIY（然而，大多数失败案例）。无论如何，我使用的零件很容易找到。

我对最终产品很满意，即使还有一些改进的空间。它的小尺寸和低功耗限制了它的功能，但足以让我享受它的乐趣。它可以剪纸、雕刻木牌、制作印章。雕刻机本身并不小，至少比口袋大，但它的工作空间将你可以制作的物体的尺寸限制在口袋大小。

以下是安全警告。

这个制作项目使用了约200毫瓦的红色激光发射器，即使不足以燃烧木头，但如果不小心的话，它可能会弄瞎你的眼睛！所以千万不要直视激光束，即使直视反射光也是非常危险的。请小心。

1 工具和材料

大多数硬件都可以用废料制成。铝型材、中密度纤维板和各种螺母、螺栓和电线。但有些物品需要单独购买。大多数电子设备都可以在淘宝上找到，或者在跳蚤市场碰碰运气。

● 1. 激光发射器外壳（图中）

● 2.Easydrive驱动电路（图中）

● Arduino（这是控制电路的核心）

● Easydrive 步进驱动器

●两个 DVD-ROM 驱动器（如果运气不好的话可能更多），以及至少一个 DVD-R 驱动器为激光发射器供电

●激光发射器外壳

●激光发射器驱动电路（这个东西有很多替代品，我使用基于LM317的简单电路（0.2142美元））

●各种螺母、螺栓等建筑材料。

2 拆卸 DVD-Rom 驱动器

DVD-Rom 驱动器损坏

● DVD-Rom 驱动器所需要的只是步进电机组件和激光二极管。我运气不好，发现我的 DVD-ROM 带有一个很难处理的塑料部件。所以我拆开了三个 DVD-Rom 驱动器，只使用了其中两个的部件。拆卸过程相当困难，就像我打开过的大多数 DVD-Rom 驱动器一样。

下面是一个小型直流电机，您可以将其取出用于未来的生产项目

● 卸下驱动器底部的螺丝后，您可以将其像盖子一样取下。您很可能会在底盖下看到两块电路板，这两个电路板对我们来说都没有用处。但请记住保留其他有用的部分用于其他手工项目。例如，前电路板下方有一个小型直流电机，值得保留。

● 现在是时候拆除前面板和前托盘了。一旦将托盘拉出，前面板就会松动（只需使用发夹和前面板上的小孔即可）。

● 接下来的步骤需要卸下螺丝，或许还需要用蛮力。拆下两块电路板。注意连接到步进电机的软线。

需要拆下电机。

● 如果将DVD-Rom 驱动器正面朝上并拆下顶盖，您应该能够找到我们要找的东西——步进电机组件。拧开螺丝，取出来就可以了。

● 现在我们已经取出了步进电机组件，我们需要进行一些清洁。拆掉主轴电机后，它可能会有一些用处，但我认为它驱动起来太麻烦，所以我放弃了它们。它们通常由三个非常小的螺钉固定在一起，但有时它们是较大组件的一部分，因此在拆卸镜头时要小心，不要折断固定镜头的两个杆。

● 对于镜片，请使用最合适的方法将其取下。我们需要留下一个光滑的表面，然后在上面连接一些其他的部件。小心不要损坏 DVDR 驱动器的激光二极管。如果你以后不想购买新的强大激光器，请小心对待这个东西。

整个作品必须拆除并放在一边，为未来的生产项目做准备。

3 组装激光发射器

激光二极管

● 从DVDR 驱动器上拆下激光发射器并不困难，但大多数透镜组件的形状各不相同。找到激光二极管（有两个，一个红外线，一个红色）并将其从组件中取出。

这些光学器件可以保留用于未来的生产项目

镜头两侧各有两颗强力磁铁，你值得拥有

1. 将磁铁从镜头上取下

2. 镜子和镜片

3. 激光二极管

4. 废物

● 您可以将一些光学器件和两个磁铁存放起来以供将来的生产项目使用。

您需要从支架上取下激光二极管。这需要一点力气。小心不要伤害激光二极管

其中一个是红外激光二极管，另一个是我们需要的红色激光二极管

从二极管上拆下连接电路板

● 拆卸两个二极管时必须小心。这两个二极管非常小而且非常脆弱。

● 拆下二极管上连接电路板的小片，用两节AAA 电池检查红色激光二极管是否有电。

● 现在您已经有了一个条纹二极管，是时候将二极管安装到外壳中了。

激光发射器外壳背面的小孔正好适合二极管的引脚穿过

• 将二极管放入外壳中，并使用外壳背面和钳子小心地将二极管压入外壳中。

二极管现已牢牢固定在外壳中

● 完成此步骤后，您将进入终点线之前的平滑直线车道。将电线焊接到正极和负极引脚上

● 然后拧上镜头即可。

使用特氟龙胶带将镜头固定到位

178毫瓦的输出功率相当不错，但是这会让二极管进入过载状态

二极管的工作电流为310mA

4 制作机械部分

我很幸运地找到了这些垫片，但是使用螺栓和一些螺母可以获得很好的结果

使用亚克力板作为底座

● 为了让事情尽可能简单，我找到了一块比 DVD-Rom 驱动器的步进电机组件稍大的 MDF。它将作为底座，固定 X 轴和 Y 轴的方向。

● 我找到了一些垫片来固定Y 轴方向，但一些螺栓和螺母就可以了。这里的尺寸要求并不重要，但必须确保每个轴都垂直于其他轴。我发现在 MDF 上安装第一层组件后，对齐零件会更容易。

● 工作区位于旧激光二极管组件上。确保它平坦且水平，然后在上面涂上一些胶水以固定，您的工作空间就完成了。我找到了一块 1/4 英寸的亚克力板，正好适合。它使工作空间足够稳定，但由于激光可以穿过它，我不确定这是否存在安全隐患。然后我想出了一个解决方案我觉得效果最好，我剪了一块和亚克力板一样大小的DVDR光驱金属外壳，然后粘上去，这样工作空间还是很稳定的，强度也足够。还有一个额外的好处，您可以使用磁铁来固定您想要雕刻到工作空间的任何东西。

● 我在废品箱里发现了一些铝型材。

● 将其视为X 轴，但您可以使用任何坚固且足够长的材料。

● 雕刻时测量您认为需要的适当高度。

● 我选择了几块7.5英寸长的木板作为支撑。这给我留下了一个不到 2 英寸的微小间隙。

我钻了几个小孔，这样我就可以用扎带将电线绑起来

● 重要的一点是元件上的安装孔不对称。记得测量支架底部到直线导轨的距离。这样您就可以确保所有零件都对齐。 X 轴的安装位置取决于激光发射器的安装位置。激光发射器应位于工作区域的中心，Y 轴位于中间。当您将两个轴安装在底板上时，请确保所有零件彼此成直角，然后钻几个小导向孔以便螺钉进入。

● 您现在应该已完成相互垂直的X 轴和Y 轴。

这里最重要的尺寸要求是确保一切都是正方形且成直角。

● 激光发射器的支架不必很复杂，我用了一小块塑料和一个夹子，将所有东西粘在一起。

● 用夹子固定激光发射器，只需上下滑动激光发射器即可改变焦点位置。

● 与其他部件一样，只要所有部件都相互垂直，其大小并不重要。这里您只需要考虑一个维度，那就是激光发射器的位置。当 Y 轴和 X 轴居中时，它应该位于工作空间的中心。

我在这里用一块与激光发射器安装座上相同的黑色塑料进行了测试。我最终用从 DVDR 驱动器外壳上取下的一块金属再次进行了测试|

5 电子产品

当您寻找所需的柔性电缆时，您的旧计算机是您的首选

这些电缆不容易焊接，但效果很好。我在两个步进电机上进行了相同的焊接

● 我开始焊接步进电机。使用软线连接步进电机并将其焊接到 DVD 板上的现有连接器。我在另一端焊接了一个四针接头，这样它就可以在面包板上使用。

首次使用 Easydriver 和 Arduino 进行测试 - 取得巨大成功

● Easydriver 也同样操作，焊接好排针插头，然后插入测试电路板即可使用。

● Easydriver 有两个引脚，称为MS1 和MS2，用于设置步骤顺序。将它们连接到 Easydriver 的 5V 输出。这会将步进顺序设置为微步进控制。将步进电机的四个引脚连接到电机的输出，并将控制引脚（step、dir 和 gnd）连接到 Arduino。除了这些之外，Easydriver还需要连接电机电源。我使用 12 伏电源适配器为电机、风扇和 Arduino 供电。电位器用于控制电机的功率。只需将其设置为最低设置即可。如果步进电机功率不够，请将其稍微调大。我不知道步进电机的额定电压，如果它们变热，那么你施加的电压太大了。

此生产项目中未使用的额外组件

● 我在风扇原理图中添加了一个继电器。由于雕刻过程会产生一些烟雾，因此风扇很有用。

● 风扇只需连接到风扇的输出端即可。小型电脑风扇效果很好，您只需将正极和负极引线连接到正确的输出即可。

焊接所有引脚时记得检查位置是否正确

我将 Easydrives 安装在插座中，以便在以后的新版本中可以重复使用

● 激光发射器的驱动电路采用基于LM317的电路，无需特殊配件。这样的驱动电路可以正常工作，但效果很不理想。我驱动激光二极管太多了，大约300mA，如果你也这样做，二极管将不会持续很长时间。最好的解决方案是找到一个更强大的激光发射器和驱动器，但为了保持廉价和 DIY 的精神，我仍然想使用 DVDR 驱动器本身的激光发射器。激光发射器开关和风扇使用相同的继电器。

● 如果您想让一切变得简单，那么您可以跳过整个激光发射器驱动电路并使用现成的驱动器。这样，您所需要做的就是将电源连接到风扇继电器。当然，这样做的成本可能会稍高一些。

● 整个电路构成了一种新型的Arduino电路——激光发射器控制电路。我附上了 Eagle 格式的电路图和电路板布局。如果你想自己配置Easydrivers电路，我还准备了带有驱动程序的Eagle库文件，你可以在这里下载。

6 准备Arduino

● 我自己的Arduino 软件。但是，在寻找一种控制串行端口移动的好方法时，我碰巧发现了一种名为“Grbl”的东西。这是一个 G 代码编译器，具有很多不错的功能。因为我已经将所有东西连接到 Arduino，所以我要么必须改变我的接线，要么改变我的程序。幸运的是，在软件中修改控制引脚是相当方便的。但在下载代码之前我必须先下载 Winavr。这很容易做到。下载并解压代码后，您必须更改 config.h 中的端口号以确保它们的顺序正确。然后您需要做的就是打开命令窗口，输入正确的文件夹，然后输入“make”。如果一切按计划进行，您最终应该会得到一个用于 Arduino 的 .hex 文件。

● 但从那时起我改变了引脚排列，在本教程中我使用 Grbl 的默认引脚排列。这将使您更轻松地遵循教程并进行设置。您只需从 Grbl 的下载页面下载十六进制文件即可。

● 无论您选择哪种方法，您最终都会得到一个可以输入到Arduino 中的.hex 文件。我尝试过许多不同的方法，但我最喜欢的是使用一款名为 XLoader 的软件。编程过程非常简单：为Arduino选择正确的串口；选择hex文件和Arduino的型号；然后按上传。如果您使用的是较新版本的 Arduino Uno，XLoader 不支持它，您将遇到上传错误。在这种情况下，我建议您使用 ARP/ArduinoUploader，但即使这个上传器在 Uno 支持方面仍然存在一些问题。对 Arduino 进行编程时，从各个下拉列表中选择串行端口和微控制器。然后你必须对“AVR Dude Params”文本进行一些更改。删除“-b19200”（不带引号）部分，然后单击上传按钮。无论如何，您应该在几秒钟内完成并准备好进行测试。退出 XLoader 并转到下一部分。

● 您需要为此项目设置Arduino。打开您最喜欢的串行终端并打开 Arduino 连接的端口。您应该会收到一条欢迎消息：

GRBL 0.6b

'$' to dump current settings”（输入“$”以清除当前设置）

如果您输入 $ 并按 Enter 键，您将看到一系列选项。像这样的东西：

$0 = 400.0（步数/毫米 x）

$1 = 400.0（步数/毫米y）

$2 = 400.0（步数/mm z）

$3 = 30（微秒步进脉冲）

$4 = 480.0（毫米/秒默认进给速率）

$5 = 480.0（毫米/秒默认寻道速率）

$6 = 0.100（毫米/弧段）

$7 = 0（步进端口反转掩码。二进制 = 0）

$8 = 25（加速度，单位为毫米/秒^2）

$9 = 300（最大瞬时转弯速度变化，以增量毫米/分钟为单位）

'$x=value' 设置参数或仅 '$' 转储当前设置

好的

● 必须将X 轴和Y 轴的steps/mm 值都修改为53.333。只需输入“$0=53.33”（注：这是一个拼写错误，少了一个3）并按回车键，然后输入“$1=53.333”并按回车键。由于我们不使用 Z 轴，因此可以忽略它。加速度可以增加到100左右（输入“$8=100”并回车）。当我们缓慢地操作这台机器时，加速度也会很高。加速度太低的另一个副作用是，当控制器不断尝试加速和减速但无法达到全速时，曲线图形会比直线图形被烧得更严重。您可能和我一样，发现其中一根轴掉了出来。这很容易解决。选项 $7 允许您更改轴的方向。我想改变（00010000）的方向，或者如果你想修改两个轴，输入24（00011000）。有关掩码设置的完整文档可以在此处查看。

● 您现在可以设置计算机了。如果想尝试几次移动，可以输入“G91 G28 X0 Y0 [Enter]”将轴位置重置为零。然后输入“X10 Y10【输入】”。您应该看到两个轴都有 10 毫米的移动。

7 准备软件

● 这一步我将从基础开始详细介绍。我将介绍您需要的软件、如何设置它以及一组基本工具。我只会介绍基于 Windows 的系统，那些喜欢 Linux 的人必须自己查找（但 Inkscape 和相关扩展也应该在 Linux 上运行得很好）。首先您必须下载以下三个文件：

1 Inkscape - 这是一款开源矢量编辑软件。

2 LaserEengraverExtension（激光雕刻机扩展）- 生成控制激光发射器所需的 G 代码。

3 G-codeSender（G代码发送器）——这是我编写的一个用于与Grbl通信的小Windows程序。

● 按照Inkscape 的安装说明进行安装。这应该是一个非常顺利的过程。如果您需要任何帮助，可以在他们的网页上找到文档。接下来是激光雕刻机扩展。安装起来有点棘手，但也不是太难。使用您喜欢的解压软件打开.zip文件，并将所有文件复制到“c:Program FilesInkscapeshareextensions”。您必须重新启动 Inkscape 才能使扩展生效。这个扩展实际上是“Gcodetools”的重大修改版本。这是 Inkscape 的安装位置。您可以将“G 代码发射器”放在桌面或其他任何地方，以便稍后找到它。它不需要安装。

● 关于扩展我不得不说的一件事是我不是Python程序员，所以代码中可能存在一些缺陷。

● 我假设您已经安装了所有软件并准备好开始使用它。下面是工作界面的快速浏览视频。

● 希望录音速度不要太快。网上有无数关于如何使用 Inkscape 的教程。我不会详细介绍如何使用它。

● G 代码发射器则是另一回事。网上没有文档，因为这是我自己写的程序。所有文档都在本教程中，但如果您有疑问，请随时提问。当您打开该程序时，它应该是非常不言自明的。唯一奇怪的是行尾选择按钮“nr”和“rn”。根据您使用的 Grbl 版本，行结尾可能会有所不同。如果一种方法不起作用，请尝试其他方法。选择您正在使用的串行端口。如果您忘记连接激光雕刻机，请连接并按刷新按钮。应显示您的串行端口。按“打开”按钮打开欢迎屏幕。端口打开后，您可以像任何命令行终端软件一样在“打开”按钮上方的文本框中输入命令。要打开文件开始雕刻，您可以输入文件路径或单击浏览按钮并选择文件。当您单击“打印”按钮时，文件传输开始。文件将一直传输到 Arduino 的缓冲区已满，大约 20 行。当缓存可以容纳更多数据时，会传输另一行。当您按下停止按钮时，传输将停止，但 Arduino 不会停止，直到缓冲区被清除。当您按下“关闭”按钮或退出程序时，串行端口将关闭并中止任何传输。

● 有时Grbl 无法解释G 代码，并会返回错误。在大多数情况下，这些错误可以忽略，但它们会出现在发射机中。这些可能是注释，或者是前导或尾随的“%”符号。如果命令后有注释，则会产生错误，但命令仍会执行。例如“G21（所有单位为毫米）”，G21指令仍然会被执行，但下面的注释会出错。

8 最终组装和附加附件