Lasersaur

De Lasersaur (in goed nederlands: Lasersaurus), af te korten tot LS, is een grote op de Makerspace te bouwen open-source lasercutter: link naar de LaserSaur website

Voor de aanloop en organisatie van dit project zie: Grote_LaserCutter

Handleidingen en dergelijke

lasersnijden met Inkscape en van de tekening. Note that with recent versions of Inkscape you also need to set the units to px in `Document properties' prior to save/export to plain SVG.

Handleiding Lasersaur

Specificaties

• Snijbereik: 1220 x 600mm
• Materiaal: Nu getest van 3 tot 12mm MDF, 3mm multiplex, 6mm acryl
• Laser: 150 W CO2
• Bestanden: SVG & DXF (AutoCad R14 ASCII). Lijnen moeten gekleurd zijn ('stroke') en zijn dan per kleur met individuele settings te snijden.

LasaurApp version 14.11b Firmware version 14.11

gebruikskosten

• Gebruik is zonder gebruikskosten voor de mede-eigenaren (mensen die een aandeel gekocht hebben) van de machine.
• Voor anderen is dit E 15,- per laseruur.

Een aandeel in de machine kost 250 euro. Het is mogelijk een aandeel "bij elkaar te sparen" aan laser-uren, maak dan wel de administratie van de uren gemakkelijk door het lijstje onderaan deze pagina te gebruiken en te betalen door middel van een overboeking aan stichting MakerSpaceLeiden met daarbij een duidelijke omschrijving b.v. "Lasersnijtijd uur nummer $uren_tot_nog_toe van $MakerNaam"

Bijdragen aan de nieuwe laserbuis, zoals besproken in de deelnemersraad van 18-12-2017 kunnen gebruikt worden als vooruitbetaalde laseruren en om een aandeel bij elkaar te sparen.

Actuele zaken

De lasersaur is nog niet helemaal gereed, zo mist er nog de RFID-lezer en toegangscontrole, maar functioneert wel en kan (voorzichtig :) gebruikt worden door mede-eigenaren. Vraag op de deelnemersmailinglijst om een praktijk-uitleg de eerste keer dat je wilt gaan snijden.

Het Y-bereik is voorlopig iets kleiner dan gewenst.

Veiligheid / brand

Alle incidenten met brand die geblust moest worden en/of die schade gaven aan het apparaat moeten gemeld worden op de mailinglist.

Er zijn bij het testen twee voorname oorzaken van zichtbare vlammen naar voren gekomen:

• Geen air assist. We hebben geprobeerd de compressor te schakelen, dan start hij soms echter niet en dan krijg je een vlam aan de bovenkant van het te snijden materiaal. De compressor loopt nu altijd en zou geen problemen meer mogen geven.
• Te veel vermogen. Dit geeft een steekvlam onder het materiaal en kaatst ook terug onder het materiaal op de bodem van de machine en verbrand dan de onderkant van het materiaal. Oplossing: minder vermogen en/of sneller snijden.

In het algemeen doven deze vlammen zodra je de laser uitschakelt. Doen ze dat niet sla dan de noodstop in, open de klep en blus de brand.

Bediening

http://192.168.6.110

• Afzuiger aanzetten, open de klep op de pijp bij de lasersauer (en weer dicht doen als je klaar bent)
• Compressor aanzetten (en weer dicht doen als je klaar bent)
• Draaiknop compressor rechts naast laser op 2 voor perspex en op 5 voor hout
• Controleer watertemperatuur, minimaal 15 graden. Zo niet föhn ligt klaar, of doe de stekker van de dompelaar in het stopcontact enn weer uit na afloop).

Software

The tool is designed for cutting following a vector path. However, one could also engrave a bitmap image, by first converting it into a set of paths for engraving.

Inkscape

Quite a few people use Inkscape; export to SVG; use the lausersuar template.
It seems that with recent versions you also need to set the unit to 'px' to in `Document Properties' prior to save.

An example for slicing a 3D object to SVG

Fusion360

Settings for outputting g-code for Lasersaur from Fusion 360

If you design in Fusion 360, this information may be useful for designing for laser cutting. After you have a flat sketch of what you want to cut, you can follow this tutorial to create a tool path and export it to g-code.

The .cps file which will create g-code for our Lasersaur should be downloaded from our github (right click -> "Save As"), and put into the C:\Users\(username)\AppData\Roaming\Autodesk\Fusion 360 CAM\Posts folder. Make sure to set the Lasersaur option to "Yes".

This will create a .ngc file in the Output folder which you can directly load into the Lasersaur web interface. You can view this .ngc file with a text editor to check that it complies with the reduced g-code command set for our Lasersaur.

engraving

For engraving a bitmap:

1. Install the "Raster 2 laser GCode" extension from MSL github : https://github.com/MakerSpaceLeiden/raster2gcode MSL edit (direct link to .ZIP file). Download .ZIP, unpack somewhere else, and copy ONLY the contents (the .py and .inx files from the "raster2gcode-master" folder, NOT the folder) into the "Program Files\Inkscape\share\extensions" folder on Windows. Make sure there are no previous versions of these files in the \extensions folder, delete/overwrite those if necessary.
2. Import your bitmap into Inkscape (https://inkscape.org/release/inkscape-0.92.4/)
3. In Inkscape, select the bitmap, go to "Extensions\LASERSAUR\Raster 2 Laser GCode generator..."
4. Type in the export directory and the file name for the g-code file to be created. Below is an example which engraves a "poop" icon in black-and-white. Creating the g-code file may take a few minutes. You can test your g-code with an online tool like https://ncviewer.com/
5. Open LasaurApp (http://192.168.6.110) in another tab in your browser. Click on "file import", navigate to the folder you specified in the parameters window of the Inkscape raster2laser extension, and import the .ngc file into LasaurApp. You should get the picture resembling your bitmap in the preview window.
6. Experiment with feedrate and intensity % (it seems they override the settings in the Inkscape raster2laser extension control window).

Example of parameters for raster2gcode

What you should see in Lasaur App

NB1: grayscale engraving should also be possible with this extension, however it has not been tested at the time of writing this wiki NB2: keep in mind that engraving may take a long time, depending on the size of your image, and the number of lines per mm you chose in the "raster2gcode" extension. Maximum speed of movement is ~8000 mm / minute, so for 1m wide picture it will engrave ~5cm of height per hour (!)

cutting in left over material directly form software

Choose move/jog in left menu
Select move in the mid selection option
For a vertical cut in the material:
Give x and y postition in millimeters and press move to (laserhaed will move to starting postion)
Change y position in end measurement until where you want to cut
Pres cut give % and speed and press cutto (cutting will start)

• 

  Schembeeld

Settings

Materiaal	dikte	speed	vermogen	Opmerkingen
MDF	4mm	1000	42%	1 pass and nice clean cut
Black extruded acrylic	5mm	700	45%	(probably twice at a higher speed is better due to angled cut)
Clear poured acrylic	5mm	700	45%	(sides are far from straight and not cut properly. Also poured glass apparently is not as good for cutting)
Clear extruded acrylic	2mm	1000	40%	(cheap stuff from the Gamma)
Populier multiplex	8mm	F1300	70%	(Gamma 'timmerplaat', nice light brown cut)
Populier multiplex Nico	8mm	F1000	75%	5 passes, almost but not entirely unlike tea

Settings JH:

Speed	Power	Materiaal / Opmerkingen
F 1000	30 %	bij 3 mm populier (Doet het ook goed op 3.6mm timmerplaat)
F 2500	10 %	2 mm balsa
F 700	80%	9 mm polpulier erg zwart niet helemaal door lijkt op een uit focus staande lens
F1500	20%	3 mm balsa
F1500	45%	4 mm populier

Settings Jochem:

Speed	Power	Materiaal	Opmerkingen (bij alle passes: kop op 8 mm van materiaal)
F 900	50 %	3 mm berkenmultiplex	1 pass. Op sommige plekken niet helemaal door.
F 900	60 %	8 mm MDF	met 2 passes nog niet door het materiaal heen. Ik vermoed dat de lens kop bij de tweede pass lager moet worden ingesteld.
F 1100	70%	9 mm berkenmultiplex	na 5 passes nog niet door het materiaal heen. Ik ben maar gestopt.
F 900	70%	6 mm populier	1 pass. Goede snede.
F 800	60%	6 mm populier	1 pass. Op sommige plaatsen (in de hoeken) niet helemaal door.
F 800	65%	6 mm populier	1 pass. Zeer nette snede.
F 600	80%	9 mm populier	1 pass. Niet helemaal door en erg zwart.
F 600	80%	9 mm populier	2 passes. Op sommige plaatsen niet helemaal door.
F 900	70%	9 mm populier	1e pass kophoogte: 8mm. 2e pass kophoogte: 5 mm. Bijna helemaal door, behalve ongeveer 65 cm rechts van de oorsprong. Is wel wat aan de zwarte kant.
F 900	74%	9 mm populier	2 passes met kophoogte 5 mm. Helemaal door, behalve ongeveer 65 cm rechts van de oorsprong. Is wel wat aan de zwarte kant.

Tip

Als de hoekjes gemist worden, staat de snelheid te hoog. In de hoeken wordt de snelheid verlaagt en ook het laservermogen vermindert, en bij te hoge snelheden zodanig dat de laser uit gaat in de hoeken.

Focus

Als de kop 8 á 10 mm boven het te snijden materiaal zit, is het goed. (Hier valt mogelijk meer over te zeggen, maar dat is aan de experts). Bij populieren multiplex 9 mm is gebleken dat na de eerste pass (met kophoogte 8mm) de kophoogte iets verlaagd moet worden om het materiaal helemaal door te snijden (kophoogte van 5 mm bleek voldoende dicht op het materiaal om bij de tweede pass er helemaal doorheen te komen). Een verhoging van het vermogen (of verlaging van de snelheid) heeft bij dezelfde kophoogte als de eerste pass geen effect.

Op het plankje bij de waterkoeling ligt een mooi driehoekig maatlatje om de hoogte af te meten.

---

Volledige controle Lasersaur

Deze checklist is bedoeld om de Lasersaur geheel te testen, bijvoorbeeld bij ingebruikname na reparaties of bij problemen. Je kunt als de Lasersaurus straks in productie is de meeste handelingen in de beschreven volgorde simpel zelf uitvoeren, maar schroef zelf niets open en stop direct als iets niet werkt zoals verwacht. Stuur in dat geval een, desnoods zeer beknopt, mailtje naar de Deelnemers mailinglist.

Opmerkingen vooraf:

• Zet de afzuiging aan
• Voor alle tests moet de klep dicht zijn.
• De aanwezige interlocks worden nooit omzeild.
• Kijk vooraf even of de 'Saurus acceptabel schoon is, en onderneem actie als dat niet het geval is
• Trek de netwerkkabel uit de machine voor je begint

Hoofdschakelaar

Met de hoofdschakelaar uit behoort alles uit te zijn. Schakel de hoofdschakelaar in. Alleen de groene "Power" led gaat branden op het noodstoprelais.

Aardlekschakelaar

Test nu of de aardlekschakelaar afschakelt met zijn testknop. Zet hem hierna weer terug aan. (niet te testen zonder de zijwand te demonteren)

Noodstop

Trek de noodstopknop uit. Druk nu op de groene "On" knop op het front. De lasersaurus schakelt nu in, o.a. de verlichting en appendages gaan aan.

Druk nu op de noodstopknop en controleer of CH 1 en CH 2 op het noodstoprelais beiden uitschakelen, de groene leds moeten nu uit zijn. Schakel terug aan.

Laser schakelaar en lamp

Controleer of je de laser interlock in- en uit kunt schakelen met de laser schakelaar op het frontpaneel. Als de interlock "hapert" danwel aan of uit blijft: Stop de test, schakel alles uit en stuur een email.

Deksel interlock

Schakel de laser interlock in, en open langzaam de deksel. Voordat de deksel vijf centimeter open is moet de interlock afschakelen. Doe de deksel weer dicht.

Basis mechanica

Controleer of de blauwe lampjes op het Beagleboard branden.

Als ze dat doen, sluit de netwerkkabel aan en maak na het opstarten op de gebruikelijke manier contact met de webinterface van de Lasersaur.

Schakel de laser voor deze tests uit met de laser schakelaar. De interlock-ok lamp is nu uit.

Deur en interlock naar computer

Controleer of de groene deur- en interlock indicatoren in de webinterface oranje worden als je de deur opent resp. de laser uitschakelt.

Zero

Klik op HOME. De wagen loopt naar linksboven, tegen de eindschakelaars en tot slot in beide richtingen een 10mm terug.

X-as

Vul bij JOG X 1250 in, kies FAST en zie dat de kop vlak voor de eindschakelaars blijft staan. Ga terug naar 0,0

Y-as

Vul bij JOG Y 625 in, kies FAST en zie dat de kop vlak voor de eindschakelaars blijft staan. Ga terug naar 0,0

Testpatroon

Draai het sterren testpatroon een paar keer en controleer of de machine geen stappen mist en/of gekke geluiden maakt. Na afloop moet hij weer precies op 0,0 uitkomen.

Interlock deel 2: Eindschakelaars

Volg deze handleiding om met de hand direct G-codes te kunnen zenden: http://www.lasersaur.com/manual/gcode

Noot: Je typt blind. Op een Mac moet je afsluiten met [CTRL]-[J] in plaats van [CTRL]-[enter]

Zend G30 om te homen.

Schakel de laser interlock in.

Zend achtereenvolgens de volgende codes om de vier interlock-eindschakelaars te testen:

• G30 (home)
• G0X-10Y0 (loop tegen X schakelaar links aan)

Kijk nu of de interlock lamp uit is gegaan.

• ~ (unlock foutconditie)
• G30

Lamp gaat weer aan.

• G0X0Y-10 (loop tegen Y schakelaar boven aan)

Kijk nu of de interlock lamp andermaal uit is gegaan.

• ~
• G30

Lamp gaat weer aan.

• G0X1250Y0 (loop tegen X schakelaar rechts aan)

Kijk nu of de interlock lamp andermaal uit is gegaan.

• ~
• G30

Lamp gaat weer aan.

• G0X0Y650 (loop tegen Y schakelaar onder aan)

Kijk nu of de interlock lamp andermaal uit is gegaan.

Verlaat tot slot screen met [CTRL]-a, k, (y)es en connect de LasaurApp.

Leveranciers van onderdelen

• Stappenmotor.nl - Voordelig alternatief voor een deel van de aluminium profielen. En stappenmotoren natuurlijk :)
• Misumi - Mechanica en profielen die niet bij Stappenmotor te koop waren
• Nordt labs - De ontwikkelaars van de LaserSaur. Hier kochten we de speciale getande riemen
• kunstofShop - Voor de aluminium-composiet en [polycarbonaat buitenbekleding] (artikel code #6010305011 ) van de Saur.
• Zirkzee te Leiden - Locale leverancier van aluminium platen
• Elektronica Onderdelen Online - Voor vrijwel alle gewone elektronica componenten

Mechanica

De mechanica volgt grotendeels het originele ontwerp.

Nieuw ontwerp connector paneel 7: Bestand:La-pan-7 1.1.scad

Elektronica

Omdat het ontwerp van Nordt Labs niet aantrekkelijk leek, zo bleek het schema geheel onleesbaar, is hier een andere keuze gemaakt. Men ging uit van de industrële manier van machines bouwen. Het gaat om het toepassen van strikt gescheiden stroomkringen, uitgevoerd als een modulaire constructie op basis van rijgklemmen. Er volgt een beschijving per module of systeem.

230V gedeelte

Het 230V gedeelte bestaat achtereenvolgens uit:

• De netentree
• De hoofdschakelaar rechts voor op de machine
• Een zekeringautomaat + aardlekschakelaar - combinatie
• Het Pilz noodstoprelais
• Een aantal rijgklemmen om de 230V te verdelen naar:
  • De drie geschakelde uitgangen voor afzuiging, waterkoeler voor de laser en air assist compressor
  • De 24V voeding en de urenteller
  • De laser voeding

24V gedeelte

Het 24V gedeelte bestaat uit

• De 24V voeding, een Meanwell RS-100-24 documentatie De gnd van het 24V systeem zit op deze voeding hard aan aarde.
• Het 24V verdeelblok. Dit bestaat uit rijgklemmen, iedere 24V groep is hier gezekerd en voorzien van een zekering-stuk-indicatieled.

De groepen zijn ongeveer per compartiment van de LS ingedeeld:

1. Werkvlak, X en Y drivers. 2 AT
2. Verlichting in het deksel 3.15 AT
3. De controllers en de rest in het achterste compartiment. 2 AT.
4. - reserve -

Lasrgrbl controller: Lorentz board

Lorentz board V1.0 met adapter naar FT232

Dit is een Arduino-Uno variant ontworpen en gebouwd door user:Aart. Het draait de speciale LasaurGrbl firmware, die er in wordt geprogrammeerd door de Lasersaur app.

PDF van het schema: Bestand:Lorentz 1.1.pdf, Eagle bestand van het schema: Bestand:Lorentz 1.1.sch

De features van dit board zijn als volgt:

• 5V Step-down converter vanaf de 24V voeding: LM2574 datasheet
• Atmega328 microcontroller (datasheet) op 16 MHz kristal en met reset-functie over DTR zoals bij de Arduino Uno.
• Optisch geïsoleerde RS232 interface met DTR, naar keuze met echte RS232 levels via een MAX232 of "TTL". Scheiding dmv 6N137's. Voeding van het geïsoleerde deel via een DC-DC converter of uit de besturende computer in geval van TTL.
• Stevige protectie op het i/o dmv 15 mA PTC zekeringen en 5V1 / 1W zenerdiodes, tevens RC filters tegen HF interferentie.
• Gemonteerd op een 3D geprinte montage. Scad source: Bestand:Lorentz mount.scad

De nu in de LS toegepaste eerste versie van dit board, 1.0, bevat twee fouten: pin 2 van de sub-D is niet aangesloten en de pinout van OK3 is in de war. Beiden zijn opgelost met patches aan de onderkant van de print en het spiegelen van OK3.

BeagleBoard

De G-codes die het bovenstaande board uitvoert worden aangeleverd door een BeagleBoard dat de Lasersaur App draait.

BeagleBoard en kabel naar Lorentz

Het kabeltje tussen BeagleBoard en Lorentz heeft de volgende aansluitingen:

Functie op BB	BeagleBoard header pin	Kleur draad	Lorentz DB9 male pin	Functie op Lorentz
+5V	P9-7	oranje (bundel met RESET)	9	+5V
GND	P9-45 en 46	alles met wit, drie draden	5	GND
Serial1 Tx	P9-24	oranje pair	3	Rx
Serial1 Rx	P9-26	groen pair	2	Tx
GPIO2_9	P8-44	groen pair	4	DTR (reset)

Stepper driver modules

Dit zijn nu Geckodrive G251x drivers

Ze zijn voorzien van optocouplers op een apart printje bij de driver.

Aansluitingen X- en Y kabels

Deze stranded FTP kabels lopen naar de stepper drivers bij de motoren en de bijbehorende eindschakelaars. De drain wire is bij de controller aan het chassis geaard.

ader	Functie !
Bruin	Stap
Bruin / wit	Stap retour
Oranje	Richting
Oranje / wit	Richting retour
Groen	Eindschakelaar richting laag
Groen / wit	Eindschakelaar richting laag (retour)
Blauw	Eindschakelaar richting hoog
Blauw / wit	Eindschakelaar richting hoog (retour)

Mini - UPS module

Tiny UPS module

Deze module wordt gevoed uit de 24V en biedt de volgende functies:

• 5V / 2A (3A max) uit een LM2576 voor het Beagleboard
• Noodvoeding van de 5V uit acht AA NiMH cellen. Het lek uit de cellen is als de 5V uit is ongeveer 160 uA.
• Druppelladen van de cellen met ongeveer 60 mA
• Uitschakelen van de 5V door een druk op de interne of externe knop of door een signaal van het Beagleboard zelf
• Meten van de ingangsspanning (de +24 of de accuspanning waar hij op draait) en uitgangsstroom op 5V en dit seriëel naar buiten duwen
• Indicatie leds intern: Geel: +24V aan, rood: +5V aan, groen: Status. Groen is ook extern aan te sluiten
• Communicatie van- en naar het BeagleBoard is gescheiden met enigzins beveiligde optocouplers

De module wordt bestuurd door een Attiny 85 welke onder de Arduino omgeving geprogrammeerd is. Het schema is hier te vinden: Media:Schema_ups.jpg (voorlopig met de hand getekend, excuses) , de firmware heeft een eigen tinyUpsFirmware pagina. De openscad bestanden zijn:

Media:Ups_mount.scad voor de montage van de printplaat
Media:Batteries.scad voor de batterijen en de print op het frame

Haal de zekering (= accu zekering) uit de UPS alvorens er aan te werken. De accu's kunnen voor hun formaat akelig veel stroom leveren

RFID Lezer

The RFID reader is a RFID RC522 - wired as follows:

wire colour	RC522 pin	RC522 name	BeagleBone pin	BeagleBone name
Zwart	1	SDA	P9_17	Chip Select (SS)
Bruin	2	SCK	P9_22	Clock
Rood	3	MOSI	P9_18	MOSI
Orange	4	MISO	P9_21	MISO
Geel	5	IRQ	not	connected
Groen	6	GND	P9_1	GND
Blauw	7	RESET	P9_15	RESET
Paars	8	3v3	P9_3	VCC

Spiegels

25 mm ronde diameter, 3mm dikke koperen CO2 spiegel

Lens

Onderhoud

Optica schoongemaakt: 7-12-2017