# CO2二手小型雷射雕刻機修復
> 真的很麻煩
> 記錄時間2021/7/28
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[TOC]

## 廢話
我不確定我自己機子的型號，只知道是中國的產品，原本使用的切片程式是Moshi，賣家還附了一個加密狗的USB，購買前，有先和賣家確定可以使用和應該要更換的零件最後是2000元臺幣購入，賣家還幫我送來臺中，不過看來我過於樂觀，拿到機子後，下載所有需要的軟體和驅動程式後，接機子之後，一直沒辦法讀取到機子，當下也問了賣家，賣家當然是說他不太清楚，在嘗試任何我可以想到的方式後，我決定參考一個[國外的大大](https://3dprintzothar.blogspot.com/2014/08/40-watt-chinese-co2-laser-upgrade-with.html?m=1)的方法來改裝這臺機子，對比起來我的機子應該比國外大大的機子還要舊蠻多的，要額外準備的東西也蠻多的，所以想說寫一篇記錄來紀念自己的愚蠢WW，順便當作一篇教學，當然你有改裝的需求，希望這篇也能幫助你。

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## 2021/09/14機子大更新XD
我把原本的韌體marlin 1.X.X 更新到最新的marlin 2.0.X，解決了一些問題，但是也多了一些問題，但整體而言我覺得是進步的，但是我不想逼大家都用新的，但舊的部分我會用刪除線刪掉，原則上沒有太多改變。

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## 事前準備作業&工具
### 需要的基本東東
1. 一臺二手的外觀完整的雷射雕刻機
>切記要先拿水平儀確定機臺是平整的
>請搞清楚你的機子（包含週邊設備，如：水泵、抽風機（排風管~））所需要的電壓是220還是110
>確定機子內部所有零件的好壞,如：CO2雷射管、步進電機、雷射電源供應器等等，有需要更換就換吧
2. 需要擁有基本的電路知識及基本的工具
> 焊槍、焊錫、三用電錶、熱縮套等等
3. 可以裝水的有蓋塑膠盒或任何可以用於裝水的容器，但建議要有蓋子，要拿來做CO2雷射管的散熱水箱
4. 長度足夠及口徑符合CO2雷射管和水泵的水管
> 要能耐熱
5. 一塊壓克力板（符合原本機子控制面板底板大小）
6. 建議準備散熱設備，如：製冷晶片、散熱風扇、鋁製水冷頭等等，要給散熱水箱的水冷卻使用
7. 建議要有一些防護裝備，手套、護目鏡之類的，若你不太放心，也可以放個滅火器
8. **切記！！！** 請勿將你的身體任何一個部位，手、眼睛等等的放在雷射管前方或雷射反射鏡或雷射頭的雷射路徑上，很痛的而且很難好
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### 需要的電子零件
1. [Arduino MEGA2560 R3開發板](https://shopee.tw/%E3%80%90AI%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%80%91*(1-6)Arduino-MEGA2560-R3%E9%96%8B%E7%99%BC%E6%9D%BF%EF%BC%882012%E6%96%B0%E7%89%88%E6%9C%AC%EF%BC%8CATMEGA16U2%EF%BC%8C%E5%AE%98%E6%96%B9%E7%89%88%E6%9C%AC%EF%BC%89-i.26861496.825460523) * 1 （若有需要可以多買，還蠻容易燒壞的）
2. [12864 LCD顯示器 ](https://shopee.tw/%E3%80%90AI%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%80%91*(4-7)3D%E5%8D%B0%E8%A1%A8%E6%A9%9F-12864-LCD%E9%A1%AF%E7%A4%BA%E5%99%A8-Reprap-Ramps-1.4-i.26861496.827931180) * 1 （記得要有附他的排線）
3. [Reprap Ramps 1.4 控制板](https://shopee.tw/%E3%80%90AI%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%80%91*(4-3)3D%E5%8D%B0%E8%A1%A8%E6%A9%9F-Reprap-Ramps-1.4-%E6%8E%A7%E5%88%B6%E6%9D%BF-%E6%93%B4%E5%B1%95%E6%9D%BF-%E6%8E%A7%E5%88%B6%E4%BB%8B%E9%9D%A2-MendelPrusa-i.26861496.826851871) * 1 （1.5或是1.6的版本應該也是可以，本篇以1.4為主）
4. [A4988驅動板](https://shopee.tw/%E3%80%90AI%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%80%91*(4-4)3D%E5%88%97%E5%8D%B0-A4988-%E6%AD%A5%E9%80%B2%E9%A6%AC%E9%81%94-%E6%AD%A5%E9%80%B2%E9%9B%BB%E6%A9%9F%E9%A9%85%E5%8B%95%E5%99%A8-arduino-reprap-%E9%80%81%E6%95%A3%E7%86%B1%E7%89%87-%E6%8E%92%E9%87%9D%E5%B7%B2%E7%84%8A-i.26861496.825648386?adsid=0&campaignid=0&position=-1) * 2 （一般的雷射雕刻機只有2顆電機，當然你也可以多買1組）
5. 杜邦線 公對母及母對母 數量可以多一點~
6. 一些電線，做跳線或重新接線使用
7. 我所使用的雷射電源供應器為[MYJG-40](https://directvoltage.com/shop/industrial-lasers/laser-tube-power-supply/cloudray-40w-co2-laser-power-supply-myjg-40wt-110v-220v-for-laser-tube-engraving-cutting-machine-model-a/)，如果你已經有了就可以不用購買

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### 需要軟體
1. [Arduino IDE 1.0.6](https://www.arduino.cc/en/software)（~~注意版本~~）
2. [Inkscape 1.0](https://inkscape.org/)（~~注意版本~~）
3. [~~printrun~~](http://www.pronterface.com/index.html#download)
4. [~~Inkscape Laser Tool Plug-in~~](https://jtechphotonics.com/?page_id=1980)
5. [~~KM Laser~~](https://github.com/KnoxMakers/KM-Laser)
6. [~~buildlog-lasercutter-marlin~~](https://github.com/TurnkeyTyranny/buildlog-lasercutter-marlin)

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## 硬體安裝
### 步進電機簡介
不管在3D列印還是CNC或是雷射雕刻機，步進電機都是最基本且重要的東西，但是在這裡我沒有要跟你解釋步進電機的原理，只是為了方便接下來的流程，教你分辨步進電機的腳位。
在這臺機子的原配備中，安裝的是2相4線的步進馬達，就是有4條出線，也會有2相6線的，因為基本原理相同，就一起解釋。

下圖為2相4線步進電機（[圖源](https://makeryan.wordpress.com/2017/11/27/micromouse-%E6%AD%A5%E9%80%B2%E9%A6%AC%E9%81%94-cnc-shield-a4988-%E4%BB%8B%E7%B4%B9/)）
而2相6線就只是在A+與A-和B+與B-之間多一條線，忽略即可。

理論上，出廠的AB組應該是分配好的，也就是說在連接的過程應該只要確定順序即可。
順序：A+A-B+B- 或是 B+B-A+A- 或是 A-A+B-B+ 或是 B-B+A-A+

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#### 步進電機量測方法
這只是簡單的量測方法，如果你有好用的方法也請跟我分享www
請拿出你的三用電錶，轉到「導通測試」的檔位就是會逼逼叫的那個，分別量測四條線，有導通的那兩條線就是一組，但是不會知道正負或是AB組（有些步進電機上會有標註），但是在Reprap Ramps 1.4 控制板上有先標註AB組正負的位置我們可以透過這個來慢慢測試，下面再來解釋。

下圖兩個很醜的圈就是Reprap Ramps 1.4 控制板我們會用到的步進電機腳位

在看過[文件](https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4)之後，知道此控制板的腳位，如下圖。

可以知道 A+ = 1B 、 A- = 1A 、 B+ = 2B 、 B- = 2A。
所以順序由左至右就是 B-B+A-A+ 。

接著就是找出你步進電機的出線腳位，至少要知道AB組，再依序接上，在測試程式運行的時候可以順便測試電機運行的順暢度，如果電機會卡頓或是有異音或是逆轉（也可以透過程式調整），排除電機壞掉之後，應該就是+-順序問題，再依序測試就會知道正確的順序了，加油。

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### 線路安裝

#### 組合Arduino MEGA2560和Reprap Ramps 1.4

我們先來最簡單的部分，看看Reprap Ramps 1.4背面的針腳，跟Arduino MEGA2560上方的孔位，是不是很像啊，沒錯，就把他們接在一起吧，**請注意** 不要用歪你的針腳。

接完就是長的跟[下圖](https://folgertech.com/products/ramps-1-4-reprap-3d-printer-controller-mega-2560-r3-4-a4988-drivers)一樣（上方是Reprap Ramps 1.4下方是Arduino MEGA2560）


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#### 組合Reprap Ramps 1.4和A4988驅動板

這個應該是第二簡單的部分，不過在組合這兩件東西組起來之前，必須先設定步進的微步，如下圖。


上圖圈1的部分就是設定的腳位A4988最高只能設定到1/16，只要使用板子鎖附贈跳線的小零件，兩個兩個把他插滿就完成設定了，如下圖。


再插上A4988之前，我們必須[移除Reprap Ramps 1.4上的一顆二極體](https://3dprinting.stackexchange.com/questions/3278/arduino-mega-voltage-regulator-overheats-with-ramps-board)，將它的兩隻腳位剪掉即可，如下圖。


接著記得要把A4988附贈的小散熱片貼到晶片上，再將A4988插上Reprap Ramps 1.4即可，不過請注意腳位的正反，散熱片朝向下圖箭頭方向。


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#### 連接Reprap Ramps 1.4跟12864 LCD顯示器

將購買12864 LCD顯示器所附贈的轉接板插上Reprap Ramps 1.4，如下圖。


然後用排線連接轉接板跟螢幕，注意接口有區別板子上有備註。

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#### 連接Reprap Ramps 1.4跟步進電機、限位開關

依照最上面[步進電機](###步進電機簡介)的教學先知道那兩條線是一組的，然後將分別控制X軸與Y軸的電機出線插入，如下圖。


接著我們要安裝限位開關，因為我的機子XY軸的限位開關，分別在右上跟左上，也就是歸零的位置，所以接在X-min跟Y-min，如下圖。


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#### 連接Reprap Ramps 1.4跟雷射電源供應器

我的雷射電源供應器為MYJG-40（可調110或是220），下圖是它的腳位圖。


下圖是接線圖。


而雷射管的正極，就是直接接到雷射電源供應器後方一條很粗的紅色電線就好。

#### 新版本更新
如果你要使用marlin 2.0，請將 K+的接線從原本的D5移到D4。

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## 軟體安裝

### Arduino 1.0.6
在上方有提供這次我完成機子基本功能的軟體，不過第一步我們先來處理[Arduino](###需要軟體)的部分，這裡不贅述IDE的安裝過程與使用，再來就是要匯入buildlog-lasercutter-marlin的程式進去。

#### buildlog-lasercutter-marlin

下載buildlog-lasercutter-marlin與解壓縮之後，進入buildlog-lasercutter-marlin/Marlin 會找到一個Marlin.ino，打開他然後上載到你的Arduino板上，應該就可以看到你的螢幕有亮了，在這個步驟，如果你的電源接線都已經完成，就可以開始使用螢幕的旋鈕選擇功能並且測試電機運作的狀態，若有不順再做電機腳位的調整。

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### Inkscape 1.0

這邊也不贅述主軟體的安裝過程，主要解釋擴充功能Inkscape Laser Tool Plug-in與KM Laser 的安裝過程。

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#### ~~Inkscape Laser Tool Plug-in~~

~~將插件解壓縮後放入inkscape\share\extensions資料夾。

這個插件就是將你匯入inkscape的路徑或是圖形（記得轉成路徑檔）轉成G-code。

參數如下圖~~


詳情請見：[向量圖檔轉G-code文字教學](http://www.fpic.com.tw/muherz/tw/file_convert_text.html)

參數部分可以自行調整。

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#### ~~KM Laser~~

~~將插件解壓縮後，複製extensions的內容， inkscape\share內的extensions資料夾裡。

在安裝完成之後，打開inkscape查看擴充功能就可以看到並可以選擇。

這個插件就是將路徑填滿並轉出G-code。
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詳情請見：[向量圖檔轉G-code文字教學](http://www.fpic.com.tw/muherz/tw/file_convert_text.html)

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### ~~printrun~~

~~這個軟體就是用來控制你的雷射雕刻機的電機作動跟雷射開關，也可以透過此程式將G-code匯入Arduino MEGA2560，記得把資料線接上。
Port設定你插入Arduino的通訊埠然後鮑率設定115200。~~

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**持續更新中~**

## 參考
[Micromouse – 步進馬達 & CNC shield & A4988 (介紹)](https://makeryan.wordpress.com/2017/11/27/micromouse-%E6%AD%A5%E9%80%B2%E9%A6%AC%E9%81%94-cnc-shield-a4988-%E4%BB%8B%E7%B4%B9/)

[40 Watt Chinese CO2 Laser Upgrade with RAMPS & Arudino](https://3dprintzothar.blogspot.com/2014/08/40-watt-chinese-co2-laser-upgrade-with.html?m=1)

[RAMPS 1.4](https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4)

[RAMPS 1.4 REPRAP 3D PRINTER CONTROLLER + Mega 2560 R3 +4 A4988 Drivers](https://folgertech.com/products/ramps-1-4-reprap-3d-printer-controller-mega-2560-r3-4-a4988-drivers)

[向量圖檔轉G-code文字教學](http://www.fpic.com.tw/muherz/tw/file_convert_text.html)

[K40 Optical Model & Alignment Tools](http://donsthings.blogspot.com/2016/06/k40-alignment-tools.html)

[How to align your mirrors on K40 laser cutter machine （推薦對焦使用）](https://k40.se/k40-laser-lens-mirror/mirror-alignment/#1523264136280-292f1c34-c16b)

[Post by Nycon: How to adjust the mirrors for correct beam alignment in a CO2 laser engraver and cutter](http://dck40.blogspot.com/2013/02/post-by-nycon-how-to-adjust-mirrors-for.html)

[Laser Beam Alignment Guide](https://smokeandmirrors.store/pages/laser-beam-alignment-guide)

[G-Code Q'n'dirty toolpath simulator](https://nraynaud.github.io/webgcode/)

[Inkscape Laser Tool Plug-in](https://jtechphotonics.com/?page_id=1980)

[KM Laser](https://github.com/KnoxMakers/KM-Laser)

[Using Fusion 360 to Laser cut on the K40](https://hackaday.io/project/175762/instructions)

[Arduino Mega voltage regulator overheats with RAMPS board](https://3dprinting.stackexchange.com/questions/3278/arduino-mega-voltage-regulator-overheats-with-ramps-board)

[WeisTek’s Current Build Logs](http://weistekengineering.com/)

[raster2lasergcodegenerator](https://hackaday.io/project/4828-raster-2-laser-gcode-generator)

[openbuilds](https://cam.openbuilds.com/)

[boxes.py](https://www.festi.info/boxes.py/?language=en)