Techi-news.com
Техника, электроника, литература

Гравировальный станок

Гравировальный станок, предназначенный для гравировки по камню с использованием соленоида с гравировальным резцом

Общий вид гравера

Основное оборудование для гравера, прошивка контроллера и настольная программа управления печатью. Перемещение каретки по осям X и Y с помощью шаговых двигателей. Регулировка силы удара с помощью напряжения на соленоиде и параметров импульса соленоида

Исходное изображение преобразуется в оттенки серого, после чего каждый пиксель гравируется на камне режущими мазками. Резец оставляет светлый след на изначально темной поверхности камня. Чем больше ударов нанесено в одну точку, тем светлее остается след.

Каретка перемещается по поверхности камня с помощью шаговых двигателей и винтовых направляющих

Передача команд на контроллер осуществляется с ПК по кабелю. Для этого используется приложение Engraver.Control. Программное обеспечение позволяет создать программу печати, отправить ее на контроллер и управлять принтером (как в ручном режиме, так и в автоматической печати)

Основные параметры системы:

Размер области гравировки – 1000x600 мм.

Скорость движения каретки – 10..15мм/сек (режим быстрого перемещения) 5..10 мм/сек (точно при печати)

Скорость печати – 20..22 операций в секунду (геометрическая скорость зависит от яркости печатаемого изображения: белые цвета – медленнее, черные цвета – быстрее)

Шаговой двигатель
- напряжение – 24 В
- ток – 1,6А

Гравировальный соленоид
- напряжение – 24 В
- расстояние перемещения – 3 мм.

Материал для гравировки – любой камень, стекло, полированный металл.

Приложение Engraver Control

Приложение управления гравером

Десктопное приложение для работы на гравировальном станке. Разработан на C++ с использованием .Net framework. Может работать на любом ПК с операционной системой, поддерживающей .NET Framework (Windows 7,10,11) Главное окно приложения Engraver Control

Главное окно включает в себя:

Панель ручного управления гравером

Статус соединения с принтером

Кнопки основных функций – загрузка изображения, загрузка ранее сохраненной программы, настройки принтера, параметры изображения (разблокировка процесса подготовки изображения и генерации программы), запуск печати (доступны после генерации программы или при загрузке ранее сохраненной программы).

Рабочая область для масштабируемого предварительного просмотра печати, включающая
- Линейки с масштабом реального размера
- Граница рабочей области (размер задается перед печатью)
- Граница камня для гравировки (размер задается перед печатью)
- Исходное изображение, наложенное на область печати.
- Преобразованное изображение, на котором показано положение всех пикселей, подлежащих гравировке (наложением на область печати).
- Положение каретки
- Следующее положение каретки согласно текущему номеру команды (во время печати или предварительного просмотра)

Управление печатью — номер текущей команды, оставшееся и прошедшее время выполнения команды, а также кнопки для приостановки и продолжения печати (доступны во время печати)

Основные функции приложения управления Enгравером:

Установление соединения с принтером через любой из доступных последовательных портов

Ручное управление гравером
- Остановить текущее движение
- Перемещение на фиксированное расстояние в любом направлении (настраиваемое)
- Начать движение в любом направлении
- Сделать несколько ударов резаком (настраивается)
- Изменить силу удара резака
- Переместиться в исходное положение (X, Y или оба)
- Отправить команду контроллеру вручную и получить ответ

Изменить параметры гравера
- Размер области печати
- Шагов на значение вращения (независимо для каждой оси)
- Границы области гравировки по умолчанию
- Частота обновления для отправки отзыва в управляющее приложение.
- Ручное отключение питания на обмотках двигателя (для ручного перемещения каретки)

Загрузить изображение для печати Предпочтительны использовать изображения в оттенках серого в формате BMP . Цветное изображение можно преобразовать в формат оттенков серого во время подготовки к печати, но наилучшее разрешение
ult будет для изначально подготовленных изображений

Подготовьте изображение к печати – преобразуйте оригинал в черно-белый набор пикселей
- Установить физический размер пикселя
- Установите размер шаблона для каждого пикселя. Каждый пиксель исходного изображения преобразуется в узор из черно-белых пикселей. В зависимости от размера рисунка можно напечатать различное количество оттенков серого (4 оттенка для рисунка 2х2, 9 оттенков для рисунка 3х3, 16 оттенков для рисунка 4х4).
- Можно напечатать различное количество оттенков серого (4 оттенка для рисунка 2х2, 9 оттенков для рисунка 3х3, 16 оттенков для рисунка 4х4). Чтобы избежать четко видимых повторяющихся рисунков для каждого оттенка, используются несколько вариантов, выбранных случайно во время приготовления.
- Изменить размер изображения в соответствии с требуемой областью печати в соответствии с размером пикселя и целевым физическим размером.
- Создайте поля и установите начальную точку изображения (во избежание наложения изображений).
- Поворот или зеркальное отображение (при необходимости).
- Изменить яркость изображения (сделать его ярче или темнее с соответствующим изменением действий гравировки.)
- После окончательной настройки всех параметров можно активировать тестовое движение каретки. В этом режиме каретка движется вдоль внешней границы печатного изображения, но гравировальный резак не касается поверхности камня. Это позволяет проверить, что все настройки размера изображения и полей верны и во время реальной печати каретка не выйдет за границы камня, на котором выполняется гравировка. Очень важно для печати на камнях сложной (не прямоугольной) формы

Создать программу печати.
- На основе черно-белого изображения (после конвертации) генерируется набор G-кодов движения каретки и ударов фрезы
- Движение каретки оптимизировано, чтобы не тратить время на перемещение по темным участкам, куда не требуется удар.
- Время генерации зависит от размера изображения и настроек узора. Для реальных изображений, сопоставимых с площадью печати (600x1000 мм) и хорошего качества печати (размер рисунка 4x4, размер пикселя 0,2 мм), генерируется около 100 000-200 000 действий (зависит от количества светлых тонов изображения), что соответствует до 50-100 кПкс печати (каждый пиксель кодируется двумя действиями – перемещение в позицию + удар резака с разной силой) ~500-1000 действий в секунду, генерация на обычном ПК, соответствует 3-4 минутам генерации программы результата с расширением .g и размером 15-25 Мб (в зависимости от количества светлых тонов на изображении и соответственно количества действий)
- После создания программы его можно сохранить в текстовом формате (для дальнейшего использования)

Предварительный просмотр и процесс печати
- Этот режим активируется после создания программы или открытия ранее сохраненной программы.
- Любое действие можно активировать вручную. В этом режиме предыдущая и следующая позиция каретки могут быть показаны на предварительном просмотре печати для понимания траектории каретки. Проверка не требует подключения к принтеру.
- Обычно печать начинается с первой команды печати с кареткой в «исходном» положении.
- При необходимости печать можно начать с любого номера команды (если печать продолжается после паузы)/ В этом случае вы можете выбрать:

текущее положение каретки соответствует координате в программе

Каретка находится в «исходном» положении и должна быть перемещена в целевое положение, прежде чем продолжить.
- Панель управления печатью
- Кнопки для паузы и продолжения текущей печати.
- Выбор номера действия (для ручного запуска из любого положения программы)
- Текущий номер команды, количество программ, загруженных в контроллер принтера, и размер очереди

Прошивка гравера

На основе модифицированной прошивки Marvin для 3D-принтеров. Использует модифицированный набор G-кодов:

G0 X1 Y-1 — Начать движение каретки в указанном направлении до тех пор, пока не будет получена команда остановки (M0) или не сработает концевой выключатель.

G1 #0000 X000.0 Y000.0 - Переместить каретку по координатам X и Y на заданное расстояние, мм

G5 #0000 P000 C000 — сделать длительность ударов фрезы C P мс

G26 X0000 Y0000 — Установить указанные координаты для текущей позиции (не перемещаясь)

G27 X Y — установить текущую позицию в качестве начала для каждой координаты.

G28 X Y — Начало перемещения в исходное положение по каждой координате (до срабатывания концевого выключателя)

G92 #0000 X000.0 Y000.0 - Переместить каретку в указанное положение (с учетом текущего положения), мм

M0 – Стоп

M1 — остановка обработки для получения следующей последовательности команд.

M2 — начать печать команд из очереди.

M3 — Отображение списка команд в очереди.

M17 — Включение шаговых двигателей.

M18 — выключение шаговых двигателей.

M92 X000 Y000 — установите количество шагов за оборот.

M114 — Отображение текущего положения каретки и концевых выключателей.

M201 X000 Y000 - Установка ускорения степперов по каждой координате, шаг/сек2

M203 X000 Y000 - Установка скорости степперов по каждой координате, шаг/сек

M500 - Сохранение текущего положения и настроек в ПЗУ (EEPROM) контроллера

M501 - Загрузка текущего положения и настроек из ПЗУ (EEPROM) контроллера

M502 - Сброс параметров до стандартных (заводских)

M503 - Выходные текущие параметры гравера

M666 #00000 - Разблокировка работы системы с помощью уникального идентификатора из программы управления

M667 - Блокировка системы. Получение команд через последовательный порт от программы управления вручную (в режиме обслуживания). Возможна работа с конкретным экземпляром управляющей программы для предотвращения нелицензионного использования.