Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Designing and building laser engraving and cutting machine

Piotr Siarkowski

Abstract

Abstract – Designing and building laser engraving and cutting machine The goal of this paper was to design and build the stand for laser engraving and cutting a variety of materials. Using available on the market and self-made elements the fully functional CNC machine was created. Constructed device allows to process many kinds of materials, depending of used tool. This paper contains the descriptions of numerical control conception, primary functional units of CNC machines, the information processing and drives applied in this kind of machines. There is basic information about laser, areas where it could be used and advantages and disadvantages of laser processing. The stand will be equipped with semiconducting laser, therefore this kind of laser was described in detail. The theme of this paper concerns laser engraving and cutting, for that reason those techniques were described at length. The parameters connected with laser engraving and cutting were also described. Structural solutions applied in this kind of processing machines available on the market were presented. In second chapter the initial constructions were presented and described. At the beginning it was supposed, that in X and Y axis drive with timing belt will be used. Finally, the project with screw drive in each axis was chosen. The reason why this kind of drive was chosen was the possibility of using the stand as mechanical engraver. In this application the higher thrust force is needed, which screw drive ensures. The final model of designed machine was presented with description in detail of every module. Essential constructional calculations were also presented. In another chapter the elements needed to build device were presented with their amount and estimated weight. Each element was described, specifying the function of this element and the way of making it. One of the chapters contains montage instructions of each axis step by step and how to connect them, making in this way the whole mechanical construction of machine for laser engraving and cutting. After successful test regarding the mechanical part of the machine, the control of every axis was connected to the machine. In paper was presented technical specification of applied in machine electronic sub- assemblies, the way of connecting them and functions provided by software used to operate the engraving and cutting machine. There were also described the two methods of controlling the device.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Piotr Siarkowski (FM) Piotr Siarkowski,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Projekt i budowa stanowiska do grawerowania i wycinania laserowego
Supervisor
Andrzej Skalski (FM/IMBE) Andrzej Skalski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Grzegorz Wróblewski (FM/IMBE) Grzegorz Wróblewski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM) Andrzej Skalski (FM/IMBE) Andrzej Skalski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
maszyna CNC, laser półprzewodnikowy, grawerowanie laserowe, cięcie laserowe, G-code
Keywords in English
CNC machine, semiconducting laser, laser engraving, laser cutting, G-code
Abstract in Polish
Streszczenie – Projekt i budowa stanowiska do grawerowania i cięcia laserowego Celem tej pracy było zaprojektowanie oraz zbudowanie stanowiska do grawerowania i cięcia laserowego różnego rodzaju materiałów. Wykorzystując materiały handlowe oraz wykonane i zaprojektowane samodzielnie powstało funkcjonalne urządzenie, za pomocą którego można obrabiać materiały różnego rodzaju, w zależności od zastosowanego narzędzia. W niniejszej pracy opisano ideę sterowania numerycznego, podstawowe bloki funkcjonalne obrabiarek CNC, proces przetwarzania informacji w obrabiarce oraz rodzaje napędów stosowanych w tego rodzaju urządzeniach. W pracy można znaleźć podstawowe informacje na temat lasera, obszarów jego zastosowania oraz jakie są zalety i wady obróbki laserowej. Stanowisko będzie wykorzystywało laser półprzewodnikowy, dlatego ten rodzaj lasera został dokładniej opisany. Temat pracy dotyczy grawerowania i cięcia laserowego, z tego powodu te techniki te zostały dokładniej opisane. Omówiono także parametry wpływające na procesy grawerowania i cięcia laserowego. Przedstawiono również rozwiązania konstrukcyjne stosowane w obrabiarkach tego typu dostępnych na rynku. W kolejnej części pracy przedstawiono i omówiono wstępne projekty urządzenia. Początkowo zakładano, że w osiach X i Y zostanie wykorzystany napęd paskowy, jednak ostatecznie wybrano projekt, w którym ruch w każdej osi realizowany jest przez napęd śrubowy. Zdecydowano się na taki rodzaj napędu, ponieważ stanowisko może służyć także jako grawerka mechaniczna. W tym zastosowywaniu potrzebna jest większa siła ciągu, jaką zapewnia napęd śrubowy. Przedstawiono model ostatecznego projektu i omówiono poszczególne moduły. Zostały także przedstawione przeprowadzone niezbędne obliczenia wytrzymałościowe. W kolejnym rozdziale przedstawiono elementy potrzebne do budowy urządzenia, ich ilość oraz szacowane masy. Opisano funkcje jakie pełnią poszczególne elementy konstrukcji, sposób ich wykonania oraz niezbędne obróbki. Jeden z rozdziałów zawiera szczegółowe instrukcje montażu każdej z trzech osi oraz sposób połączenia tych osi, tworząc w ten sposób kompletną konstrukcję mechaniczną stanowiska do grawerowania i cięcia laserowego. Po sprawdzeniu poprawności działania zmontowanej konstrukcji można było przystąpić do podłączania sterowania w poszczególnych osiach. W pracy przedstawiono specyfikację techniczną zastosowanych w urządzeniu podzespołów elektronicznych, sposób podłączania układu oraz funkcje jakie umożliwia oprogramowanie do cięcia i grawerowania laserowego kompatybilne z płytką sterującą. Omówiono także sposoby sterowania urządzeniem.
File
  • File: 1
    MT_1st_278268.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31297

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTfe8f19c9a52f45109c331b39d26cdf11/
URN
urn:pw-repo:WUTfe8f19c9a52f45109c331b39d26cdf11

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page