Das Ziel dieses Projektes ist es, einen grossen, aber dennoch sicheren und bedienbaren Lasercutter aus Einzelkomponenten selbst herzustellen.

Alle Infos zum Zusammenbau werden auf dieser Seite gesammelt, die Anleitung und Infos zum fertigen Lasercutter sind dann hier zu finden: Laoslaser.

Links mit weiteren Hinweisen und was kann man aus den Videos lernen?

  • Video 1: So könnte es aussehen, wenn er fertig ist: https://www.youtube.com/watch?v=evqp5u9Hl6g
  • Das Kickstarter-Projekt Mr. Beam II mit nur 5 W UV-Laser flunkert gelinde gesagt über die Möglichkeiten dieses Lasers (siehe Video 1). Unser Laser hat vermutlich 60W CO2 und sollte da deutlich mehr Reserven haben. /!\ Es sind allerdings egal bei welchem System zahlreiche sicherheitsrelevante DInge zu berücksichtigen. Das sollte nicht auf die leichte Schulter genommen werden.
  • Der Laser produziert ordentlich Abgase - benötigt wird daher eine gut funktionierende Entlüftung. Der mitgelieferte Lüfter ist laut Videozitat: A holy piece of crap...
  • Video 2: A piece of a nightmare, but it works: Ebay 40w Laser Cutter Engraver - Project Syncro #34
  • Man sollte die Entlüftungseinheit sofort wegschmeißen und etwas ordentliches installieren. Im ersten Video wird dafür eine gute Alternative gezeigt.
  • /!\ Vermutlich ist die Kühleinheit nicht richtig geerdet. Daher muss mit Fehlerströmen gerechnet werden. Die Temperatur des Wassers sollte auch gecheckt werden. Evtl. funktinoniert die Einheit nicht so wie sie sollte.
  • (Video 2: ca. 11:00) Die mitgeliferte Software LaserDraw 3 (=Corel Draw 11-Derivat) ist Mist. Ebenso die Software Moshidraw.
  • Wenn man den Einlegerahmen ausgebaut hat, kann man auf blauem Malerklebeband die X und Y-Achse auf dem Ursprung einbrennen und kann damit den maximalen Arbeitsbereich sichtbar eingrenzen.
  • {i} Bitmap-Grafiken können mit 400dpi gelasert werden.
  • Der Maker aus Video 2 scheint recht schmerzfrei zu sein und betreibt das Gerät mit offenem Deckel und ohne Schutzbrille.... Autsch!
  • Video 3: Cutting and engraving real glass with cheap Chinese laser. Bereits 40W reichen aus, um Glas zu gravieren und eine Bruchkante zu schneiden.
  • Video 4: 40w laser engraver wine glass mit ca. 50% Laserleistung von 40W kann ein Weinglas graviert werden.
  • Video 5: 40W Chinese Laser Cutter: Review, Setup, Use - Ec-Project. Sehr informativ. Hier sieht man auch 4:40, dass die Elektrik genau gecheckt werden sollte. Ab 9:00 wird gezeigt, wie die Spiegel ausgerichtet werden sollten. Guter Tipp (ca. 33:00): Auf Acryl-Glas bilden sich gerne Ablagerungen, diese kann man mit Kupferputzpaste entfernen.
  • Video 6: 40w K40 Chinese Laser cutter/engraver from eBay - unboxing and testing - Unboxing, interessant ab 2:30.

Der Youtuber hpux735 hat ein ähnliches Gerät wie wir und eine ganze Serie von Videos dazu gedreht. Er ist ab dem 6. Video auf das LAOS-Opensource Projekt umgestiegen, weil er mit der mitgelieferten Soft- und Controller-Hardware unzufrieden war.

  • Chinese laser cutter part 1: Intro. Interssant ist, das dieser Lasercutter eine Druckluftpumpe besitzt und die Laserstelle mit Druckluft kühlt/Rauch wegbläst.
  • unspannend: Chinese laser cutter part 2: Power conversion
  • Chinese laser cutter part 3: Water Aufbau der Wasserkühlung, hier allerdings eine Aquariumpumpe. Interessant ist, wie man überprüfen kann, ob die Durchflussrate ausreichend ist und dass ein gut gemeinter hinzugefügter Durchflussmesser sehr hinderlich sein kann. Ab 19:30 Befüllen der Röhre. Gute Idee: Temperaturfühler an der Laserröhre. Wichtig auch: Wasserkühlung entlüften, damit keine Luftblasen in der Röhre entstehen.
  • Chinese laser cutter part 4: Optics 1:20 zeigt den Aufbau der Druckluftkühlung der Linse. Interessante Methode zur Spiegeleinstellung mit LED und Raspi-Kamera. Genauer ist allerings bereits die oben beschriebene Methode mit Post-It-Notes (Video 5). Es gibt verschiedene Linsen, die verschiedene Fokussierungshöhen ermöglichen.
  • {i} Die tatsächliche Laserleistung ist nicht sicher. Höchstwahrscheinlich kann die Röhre nicht die versprochene Leistung liefern. Vermutlich sind die Werte eher halb so gross, d.h 40W sind eher 20 W und versprochene 60W könnten dann wohl eher 30W entsprechen.
  • Chinese laser cutter part 5: Engraving with Moshidraw kalibrieren des Laserröhrenstromes. Interessantes Thema: Abbruch der Laseremittierung bei Überschreiten des Laserröhrenstromes.
  • LaOS Laser Part 1: Mainboard build. Aufbau der LAOS-Platine. Überprüfung der Verlustleistung der Spannungsversorgung. Er empfliehlt einen ordentlichen Kühlkörper zu verwenden und führt selbst allerdings 5V gesondert zu und verzichtet auf den 7805 on board. Interessant ab ca. 22:45 hier hat er den Schaltplan des gesamten Lasers skizziert und erklärt die Funktionsweise der Komponenten.
  • LaOS Laser Part 2 - noch nicht angeschaut...
  • LaOS Laser Part 3
  • LaOS Laser Part 4

to be continued...

Todo

In der nächsten Zeit sollten diese Dinge step by step in Angriff genommen werden:

  • Ein Gespräch mit den Vermietern ergab, dass wir demnächst die Adresse des Fensterbau-Betriebes (Rheinfelden ?) genannt bekommen. Wenn wir dort ein Ersatzfenster für die gelb gestrichenen erwerben, dann können wir dort ein Loch in die Glasscheibe schneiden und die Entlüftung für die Laser-Abgase nach draußen führen. Unser Fundraising sollte daher für das Ersatzfenster zu sammeln beginnen :)

Mit der Testfirmware stehen folgende Punkte noch aus:

  • (?) Mit den Tasten 1-4 werden die Ausgänge angesteuert. Was dabei genau geschieht müsste noch herausgefunden werden.
  • (?) Mit 'S' wird ein 2GB grosses File auf die SD-Karte geschrieben, um die Schreibgeschwindigkeit zu testen.
  • Mit der Testfirmware kann auch das Dot-Matrix-LCDisplay (mit 4 Zeilen zu x 20 ? Spalten) beschrieben werden. Das letzte Feld jedoch bleibt leer. (?) Ist hier ein Defekt oder wird einfach nur das Feld nicht angesteuert ?
  • (?) Mit 'h' kann das Anfahren der Referenzposition (=homing) ausgelöst werden. Das sollte dort sein, wo die beiden Referenzsensoren sitzen. Beim letzten Mal ist er jedoch "falsch"-herum gefahren, daher muss davon ausgegangen werden, dass entweder die Schrittmotoren falsch herum angeschlossen oder eben invertiert angesteuert werden. Eigentlich müsste die Zeile "xhome=0, yhome=0, zmin=1, zmax=1, cover=OPEN" über die Fahrtrichtung Auskunft geben. (?) Der Wert 1 könnte dann die Richtung invertieren ?

    /!\ ACHTUNG: Beim homing-Test einen metallenen Gegenstand bereithalten, damit die Sensoren zur Not schnell gefaket ausgelöst werden können, sonst rattern die Schrittmotoren gegen die Wand...

  • (?) Bei einem anderen Lasercutter-Projekt 3dpBurner (=UV-Diodenlaser) abschauen: http://www.thingiverse.com/thing:610934 3dpBurner-Foto, vieles muss dort genauso gelöst werden und könnte auch auf unser System übertragen werden. Besonders die Aufkleber wären schon mal ein guter Fortschritt.

  • (?) Bei anderen Makerspaces nachfragen oder recherchieren, wie sie den Selbstbau gelöst haben. z.B: RZL in Mannheim: https://wiki.raumzeitlabor.de/wiki/Lasercutter
  • (?) Damit der Laser nicht versehentlich zu Verletzungen führt, sollte unbedingt der Deckel überwacht werden. Hier sollte zur Sicherheit zur Wahrung der Drahtbruchsicherheit ein Schließerkontakt verwendet werden. (?) Ist der Microschalter so beschaltet? (?) Taugt er als zuverlässiger Kontakt?
  • (?) Außerdem sollte unbedingt ein NOT-AUS-Taster verbaut werden, der die Verbindung zum Lasermodul bei Betätigung kappt.
  • (?) Es sollte sicher gestellt sein, dass beim Einschalten des Lasers auch das Kühlgerät läuft. Dazu gibt es auf der Rückseite eine Buchse mit der Bezeichnung "Alarm Outlet". Ein passender Stecker war in der Lasercutter-Kiste von André. Die Pinbelegung ist im Manual aufgeführt und kann auch auf dem Aufkleber des grossen Kühlgeräts entnommen werden.
  • (?) Bei 60W Laserleistung befinden wir uns in der (höchsten) Laserklasse 4 nach DIN EN 60825-1. Daher müsste ein Aufkleber mit folgender Beschriftung angebracht werden: Laserwarnung Klasse 4
  • (?) Passende Laser-Schutzbrillen muessen noch ausfindig gemacht werden.
  • (./) Damit die Laserschutzbrille neben dem Drucker griffbereit ist, gibt es eine blaue Box, die noch montiert werdn müsste.
  • (?) Entspricht die Sicherheitsabdeckung den Sicherheitsstandards ??
  • Auf dem Laser läuft noch die Testfirmware, diese muss durch die Produktivfirmware ersetzt werden.
  • Dann muss getestet werden, ob die Produktivfirmware die Achsenmotoren und Referenzsensoren richtig ansteuert
  • Anschliessend muss getestet werden, ob die Laserröhre korrekt angeschlossen ist und die Intensität richtig geregelt ist. Ansonsten muss das auf dem Controllerboard umgesteckt werden.
  • Letztenendes muss der Laser kalibriert werden; hierzu müssen die Spiegel und Linsen justiert werden, bis ein Testschuss mit dem Laser ein klares Bild abgibt.

Hackathon am 23.01.2016

Das Hackathon an diesem Termin hat den Laser noch nicht zum Funktionieren gebracht.

Dennoch halte ich den Termin für sehr gelungen, denn jetzt sind erstmals so gut wie alle vorhandenen Kenntnisstände gesammelt und hier im Wiki zusammengetragen worden. Hier zeigt sich auch, dass es sehr sinnvoll ist, wenn wir uns zusammentun, auch wenn wir selbst keine vertiefte Fachkompetenz zu einem Thema haben sollten. Dokumentation ist eben die halbe Miete.

Jetzt sind wir an dem Punkt, dass jeder, der sich noch nicht mit dem Lasercutter beschäftigt hat, nach der Lektüre dieser Seiten anknüpfen und die Arbeit fortführen kann.

Stand der Dinge vor dem Hackathon

**ACHTUNG:** Damit die Sicherung nicht ausgelöst wird, sollte der gelbe Würfel von Siemens, 
der auf dem Laser-Kühlgerät liegt zwischen Steckdose, Lasercutter und Kühlgerät gesteckt werden. 
Dieses Gerät kann Fehlerströme abfangen und daher verhindern, dass die Hauptsicherung kommt.
Gegebenenfalls Adapter D-Schuko auf CH-T13 oder anders herum verwenden :)

Steuerung

  • (./) Im Wiki muss noch eine Howto-Seite erstellt werden, wo gezeigt wird, wie der Cutter in Betrieb genommen wird.
  • Wird die Testfirmware vom LAOS-Wiki aufgespielt, dann kann der Laser in X und Y Richtung gefahren werden,
  • (?) aber höchstwahrscheinlich werden die Achsen invertiert angesteuert.
  • Zum Fahren mit der Testfirmware siehe
  • /!\ In der richtigen Software muss also unbedingt die Fahrtrichtung umgekehrt werden. Bisher konnten wir nicht genau herausfinden, wie die config aussehen muss.

SD-Karten-Slot

  • Der SD-Kartenslot ist auch ohne Klebeband funktional. Es muss auf der linken Seite des Slots die Karten gedrueckt werden, dann rastet diese auch ein.
  • {X} Wenn sie nicht einrastet, dann wurde der Schreibschutz aktiviert.

Display

  • Mit der Testfirmware kann auch das Dot-Matrix-LCDisplay (mit 4 Zeilen zu x 20 ? Spalten) beschrieben werden. Das letzte Feld jedoch bleibt leer. (?) Ist hier ein Defekt oder wird einfach nur das Feld nicht angesteuert ?
  • Die Revisionsnummer ist wichtig, da es sonst Abweichungen zum LAOS-Wiki gibt. Auf der Platine findet sich die Bezeichnung LAOS Board Rev. 5 , der entsprechende Link ins LAOS Wiki: http://redmine.laoslaser.org/projects/laos/wiki/LAOS_Mainboard_v05

Endschalter

  • "Endschalter" - Es sind keine Endschalter im eigentlichen Sinne, sondern Referenzschalter vom Typ induktiver Näherungsschalter. Ausserdem handelt es sich um einen Schliesser-Kontakt (NO=normally open). Die richtige Beschaltung ist blau=Minus, braun=Plus, schwarz=Kontaktsignal NO. Er arbeitet bei einer Spannung von 5V (also keine 24V wie üblich). Bei Betätigung leuchtet die jeweilige rote LED am grünen Sensorwürfel und die korrespondierende blaue LED an der MBED-Steuerplatine auf.

  • Es muss sicher gestellt sein, dass die metallenen Auslöser diese Sensoren betätigen, sobald die Referenzposition erreicht ist. Es wäre daher empfehlenswert die Schrauben mit sog. blauem Schraubensicherungskleber (in meiner Werkzeugkiste vorhanden) zu fixieren, damit sie nicht verrutschen. Dies gilt im Prinzip für alle Schrauben, die durch Vibrationen gelöst werden könnten.

  • Position der "Endschalter": Ist vermutlich auch die jeweils andere Seite, als die Testfirmware vorsieht. Also muss in der config die Position angegeben werden.

Sicherheit

  • Damit der Laser nicht versehentlich zu Verletzungen führt, sollte unbedingt der Deckel überwacht werden. Hier sollte zur Sicherheit zur Wahrung der Drahtbruchsicherheit ein Schließerkontakt verwendet werden. (?) Ist der Microschalter so beschaltet? (?)Taugt er als zuverlässiger Kontakt?
  • Außerdem sollte unbedingt ein NOT-AUS-Taster verbaut werden, der die Verbindung zum Lasermodul bei Betätigung kappt.
  • Die Schutzbrillen muessen noch ausfindig gemacht werden und neben dem Drucker griffbereit sein, am besten mit einer Halterung an der Wand.
  • (?) Entspricht die Sicherheitsabdeckung den Sicherheitsstandards ??
  • (./) Es gibt nun eine Laserbox wo sich alle zusaetzlichen Komponenten des Cutters befinden.
  • (./) Es gibt am Kühlgerät einen "Alarm Outlet", mit dem Fehler aber auch die Funktion des Kühlgeräts überwacht werden können. (Siehe Aufkleber auf dem grossen Kühlgerät)
  • Momentan etwas unglücklich gelöst: Die Steuerplatine sollte unbedingt isoliert befestigt werden. Papier ist dabei keine gute Lösung :-) Wie wäre es mit einem Gehäuse aus dem 3D-Drucker, bei der noch alle LEDs eingesehen werden können? Vielleicht wurde so etwas auf Thingiverse, etc. schon gepostet. Die Steuerplatine ist nun auf einer Holzhalterung festgeschraubt um eine bessere Isolierung zu gewaehrleisten.

Stand am 15.05.18

Ansteuerung Laser

Die Ansteuerung des Lasers ist folgendermassen zu realisieren:

Laser         -       LAOS
L  ------------------ laser on Kollektor
IN ------------------ laser pwm Kollektor
5V --|470|--^
0V ------------------ laser on Emitter
            ^-------- laser pwm Emitter

Die Eingänge K+ und K- werden nicht verwendet, diese sind für den Testschuss des Lasers mittels eines Tasters

Halterung Board

Die Halterung für das Board wurde vom alten übernommen und neue Löcher gebohrt. Nach dem Befestigen sollten die IOs von aussen sichtbar sein.

Dokumentation

Kleines Kühlgerät CW-3000

Grosses Kühlgerät CW-5000: http://www.rabbitlaserusa.com/manuals/CW5000_UserManual.pdf


Dieser Abschnitt kommt noch aus der Zeit, bevor der Lasercutter besorgt wurde.

Angeschaffte Komponenten

Wir haben folgende Ausstattung angeschafft:

Wir benötigen weiterhin:

  • Aktivkohlefilter
  • Flexrohr für Entlüftung
  • Lichtdetektor
  • Potentiometer

Alternative Komponenten

Folgende Komponenten wären auch für die Konstruktion des Lasers in Frage gekommen, doch wir haben sie nicht gewählt:

Komponenten 80W

Komponenten 90W

Komponenten 100W

Komponenten 130W