Montage d'une Lasersaur

Montage d'une découpeuse laser "lasersaur" au Vanderlab

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Inspiration

Fichiers source

Machines

Matériaux

Aluminium Électronique

Lien

http://www.lasersaur.com/manual/

Description du projet

Montage d'une découpeuse laser "lasersaur" au Vanderlab

Introduction

Contexte

une semaine de montage d'une lasersaur : découpeuse laser opensource acheté en kit
au vanderlab : atelier de fabrication numérique du chateau éphémère : fabrique sonore et numérique

Pas de documentation en français, peu de données sur le temps pour chaque tâche à effectuer.

Présentation de la Lasersaur

La lasersaur est une découpeuse laser opensource dont les seuls composants non standards sont : • des panneaux en acryliques découpées au laser • des pièces d'assemblage mécanique découpées au laser dans de l'aluminium

Tout la partie mécanique est composé de profilé d'aluminium avec des pièces d'assemblage et d'autres pièces standards.

L'électronique est composée d'une grosse plaque PCB avec un Atmega 328 (le même micro-contrôleur que l'arduino UNO), un ordinateur beaglebone et des drivers moteur GECKO. Deux transformateurs (5V et 24V) permettent d'alimenter la carte.

Tous les composants externes (moteurs, capteurs, alimentation du laser...) sont connectés à la carte par des connecteurs RJ45.

L'électronique est conçue pour être contrôlée via une interface web dont le serveur (codé en python) est plé-installé sur le beaglebone.

Installation

Déballage

temps : 1 heure environ
conseil :
- cette étape n'est pas du temps perdu et peu en faire gagner beaucoup plus tard. La liste de matériel est longue et complexe et on passe beaucoup de temps à chercher la bonne pièce.
- Nous les avons trié à peu près par famille (électronique / structure / assemblage) puis par type (vis, écrous, rondelles...)
- Attention à bien garder les références de chaque pièces en gardant par exemple les pièces dans les sachets

Ressources

Toutes les pages du manuel sont nécessaire à un moment ou à un autre. Mais il n'y a pas tout et ça peut valoir le coût d'aller jeter un oeil sur le googlegroup

pour être efficace, il est utile d'avoir toujours sous les yeus :
- le manuel en ligne qui détaille chaque étapes avec des remarques qu'il est indispensable de bien lire et de bien assimilé
- le fichier cad (freecad en ce qui nous concerne) pour pouvoir plus aisément zoomer sur les parties en cours, et cacher facilement les pièces qui gênent la vue. Particulièrement utile quand il s'agit de compter les rondelles
- éventuellement, la liste du matériel étape par étape

Dans notre espace de travail, ces ressources étaient projetées sur un mur.

Assemblage mécanique

Cette partie retrace les différentes étapes de construction de la structures et des éléments mécanique de la lasersaur. L'objectif est de donner une idée du temps nécessaire à chaque étape, de noter les quelques problèmes rencontrés et de compléter les commentaires du manuel mais ne les remplace aucunement.

Étape 1

temps 3h environ
remarques :
- les profilés en alus sont bien identifiés par leur référence qui donne leur section et leur longueur: hhll-LLL
- il est temps d'apprendre à utiliser les T-Slot (HNTPZ5-5)

Étape 2

temps : 1h40 environ
remarques :
- c'est les rails sur lesquels se déplace le chariot Y, ça vaut le coût d'essayer d'être précis.
- on peut anticiper et placer les deux T-Slot de réglage qui permettront d'ajuster les courroies du Z (étape 6.14)

Étape 3

temps : 2h20 environ
remarque : RAS

Étape 4

temps : 2h30 environ
remarques :
- nous avons monté la porte une fois tout le mécanisme monté
- il manque 4 T-Slot (HNTE5-3) de réglage pour monter les magnets des capteurs d'ouverture de la porte : voir étape 4.8
- nous avons crus que les ressorts à gaz ne fonctionnaient pas jusqu'à ce que la porte soit monté et qu'on puisse un peu forcer dessus.

Étape 5

temps : 1h20
remarques :
- plusieurs montages sont à faire en double (ex 5.2 et 5.5). Anticiper la préparation de ces pièces peut faire gagner pas mal de temps.

Étape 6

temps : 4h
remarques :
- le montage des roulements dans leur chambre est plutôt dur et ils ne rentrent que dans un sens. Nous avons utilisé un étau.
- Encore une fois, plusieurs étapes sont à réaliser deux fois en miroir.
- Le passage de câble n'a été installé qu'à la fin et il a fallu agrandir les trous des deux éléments d'attache
- Lors du montage de l'ensemble, vérifier qu'il n'y a pas de points dur dans la rotation de chacune des pièces.

Étape 7

temps : environ 1h
RAS

Étape 8

temps : 2h20
Les étapes 8.2 à 8.4 sont un peu embêtantes. Soyez patients.

Étape 9

le temps n'a pas été compté car à ce moment, la carte n'était pas soudée et l'ensemble de la partie électronique n'était pas assemblée. Mais ça ne pose pas de problème particulier.

Étape 10

temps : 2h47 environ (sans l'installation du circuit de refroidissement)
remarques :
- pas de souci jusqu'à la dépose du laser qui est assez stressante.
- pour la dépose du laser, le mieux est de fixer le d'abords les bandes en caoutchouc puis de déplacer les supports pour que ça tombe juste.

Étape 11

temps : 20 min max
l'air pulsé est nécessaire pour éviter que la fumée rentre dans la buse. Il faut l'acheter à part. Il y a des références sur le forum.

Étape 12

temps : 1h20
RAS

Étape 13 et 14

temps : inconnu
faire des pré-trous avec un tout petit forêt.

Électronique

Les soudures de la carte de commande acheté en kit ne pose pas de problème particulier. Compter 1 à 2 heures.

Le câblage des alimentations n'est pas très clair dans la documentation. On peut se référer à des schémas mis à disposition dans le forum qui eux sont très bien fait. https://groups.google.com/forum/#!searchin/lasersaur/wiring$20diagramm/lasersaur/OoXlTq-9Mts/fOTxMKWsilIJ

De même pour les câbles RJ-45 qui ne sont pas fournis :

celui pour contrôler l'alimentation du laser (laser PSU),
celui pour détecter l'alarme du circuit de refroidissement.

Compter encore quelques heures pour tous les câbles en plus de la carte ainsi que l'assemblage de l'électronique.

Firmware

Étant acheté en kit, la puce Atmega328 de l'électronique de commande n'avait pas le firmware préinstallé. Malheureusement il semble qu'elle n'avait pas non plus de boot loader. En tout cas le flashage du firmware n'a pas pu être réalisé avec la laserapp. Il a fallu flasher le firmware sur la puce d'un arduino avant d'échanger les puces. Pour cela, un arduino a été connecté au port usb de la beagleboard puis flashé avec avrdude à partir d'une commande extraite du code en python :

avrdude -c arduino -b 115200 -P /dev/ttyO1 -p atmega328p -C "/etc/avrdude.conf" -Uflash:w:"/root/LasaurApp/firmware/LasaurGrbl.hex

en remplaçant le port série adapté à l'arduino en usb

avrdude -c arduino -b 115200 -P /dev/ttyACM0 -p atmega328p -C "/etc/avrdude.conf" -Uflash:w:"/root/LasaurApp/firmware/LasaurGrbl.hex

Accessoires

Fin de course et fermeture de la porte

bien distinguer les 4 capteurs de fin de courses magnétiques et les deux contacteurs magnétiques pour la porte.
deux prises RJ45 précablées sont fournies pour câbler les fins de course Z. Pour les faire sois-même, il suffit de connecter les fils orange, blanc/orange, vert et blanc/vert ensemble

Circuit de refroidissement

découper et connecter les tuyaux de circulation (pas besoin de coller apparemment)
monter le cable RJ-45 pour connecter l'alarme de la centrale refroidissement
remplir en eau distillé (ou au moins déminéralisée ?)
appuyer sur ON :)

Air pulsée

le tuyau fournit va de la buse à l'electrovanne en passant par les deux chemins de câbles articulées, puis de l'électrovanne au à la prise située dans le panneau gauche à l'arrière de la machine
le compresseur n'est pas fourni. Certains modèles sont conseillés ici : https://groups.google.com/forum/#!searchin/lasersaur/air$20assist/lasersaur/1SFvPd6cjCg/XsKUmZnNCkoJ

Réglage des miroirs

La page à suivre est dans le manuel (http://www.lasersaur.com/manual/optics_setup) mais certaines étapes supplémentaires peuvent aider. La démarche plus complète est la suivante : pour chaque miroir :

régler d'abord le parallélisme par rapport au déplacement du chariot. Pour cela, on fixe un bout de carton sur le chemin du laser, puis on tire successivement au proche et au lointain en corrigeant les angles jusqu'à ce que la marque reste au même endroit. Si, par exemple, la marque se déplace vers la droite lorsqu'on déplace le chariot au lointain, c'est qu'il faut corriger la trajectoire du laser vers la gauche.
une fois le rayon bien rectiligne, on peut déplacer les miroirs (sans les faire tourner) pour que le rayon atteigne le miroir suivant à l'endroit voulu. Dans l'ordre duquel ils sont touché par les laser, les miroirs peuvent être réglés :
- en X et Z pour le premier
- en Y et Z pour le second
- en Z pour le dernier
si le laser n'est plus parallèle après avoir fait translater les mirroirs, refaire la première étape.

Dernière astuce : pour que les cibles prennent bien en compte l'épaisseur des miroirs, on peut les découper dans du carton de même épaisseur.

Réglage du Z

Pour chaque matériaux, on peux régler la focale en déplacement la lentille et/ou la buse sur l'axe Z de façon à minimiser l'épaisseur du trait de découpe.