Станки: ЧПУ выжигатель и ЧПУ гравер. В чем разница

Станки: ЧПУ выжигатель и ЧПУ гравер. В чем разница?

Если Вы только изучаете возможности пирографии и не имеете опыта в этой области, выбор ЧПУ станка для выжигания может поставить Вас в тупик в плане выбора ЧПУ станка.

Для выжигания есть два варианта ЧПУ — это лазерный станок и нихромовый Пиропринтер. Лазерные мы в данном случае рассматриваем с диодным твердотельным лазером, т.к. трубка СО2 идет под другие задачи, стоит в разы дороже и сложна в обслуживании. Пиропринтер работает нихромовой нитью, точно такой же как ручные выжигатели из детства.

Мы уже писали, что занимались не только станками с нихромом, но и твердотельными лазерами — Гравератик, по этому смогли оттестировать довольно большое количество часов и можем их объективно сравнивать.

С чего же начать выбор станка для выжигания?

Это зависит от того, что хотите получить и какую задачу будете ставить перед станком. Данные станки заточены под разные цели. Как если посмотреть на дрель и шуруповерт, которые в какой-то степени могут справиться с задачами друг друга, но это будет не удобно и не лучшим образом выйдет. Поэтому разберемся по очереди под какие задачи создавалось данное оборудование и какие возможности имеют станки.

Задачи для лазерного гравера

Начнем с того, что лазер выжигает бесконтактным методом, поэтому ему без разницы толщина, неровности поверхности и края заготовки — это несомненный плюс станков такого плана. Еще из плюсов лазера — это большой выбор материалов для выжигания. Лазер работает с такими материалами как: дерево, фанера, шпон, пробка, кожа, анилин, экокожа, бумага, картон, фетр, стекло.
При чем некоторые материалы только гравирует, а какие-то даже может прорезать: бумага, электрокартон, фетр, шпон.

Лазерный станок заточен под нанесения векторного изображения и текста на большое количество материалов. Он легко и быстро справляется с очень мелким текстом, по типу того, что используется для визиток. С гравировкой портретов лазер плохо справляется, т.к. у него способ нанесения изображения точками. Этот способ плохо создает полутени, а куда без полутеней на портрете. При близком рассмотрении портрет стает похожим на распечатку в дешевой газете.

Задачи для нихромового ЧПУ станка

Пиропринтер работает с нихромовой проволокой и наносит изображение контактным методом, поэтому для этого станка важна ровность плоской поверхности на которую наносится изображение. Также станку важно, что бы поверхность была прямоугольной или квадратной. На круглую поверхность станок не сможет нанести изображение, из-за очищения жала.

Станок создавался для выжигания портретов и других растровых изображений, такие как пейзажи, натюрморты, животные. Пиропринтер справляется с выжиганием текста, но не слишком мелкого. Т.е. данный станок сможет подписать работу фразами «С юбилеем», но не заточен на выжигание мелкой визитки.

Так же часто задают вопрос почему лазерный станок не подходит для выжигания портретной съемки. Подробнее о нашем эксперименте выжигания одной и той же работы на лазере и на нихроме смотрите по ссылке.

Мы разобрались с предназначением станков. Но кроме задач станков, есть еще другие характеристики, от которых может зависеть ваш выбор. К примеру это возможность поставить оборудование дома или в офисе.

Установка ЧПУ в домашних условиях

Почему мы сразу поднимаем данный вопрос по поводу выбора станка, так как такими небольшими станками интересуются для домашнего бизнеса. И часто возникает о установке станка на первое время домой, а может и постоянно собираются держать станок в квартире.

В этом плане выигрывает конечно Пиропринтер, так как этот ЧПУ работает почти без дыма. От него может идти едва улавливаемый дымок при черном фоне изображения, но этот дым будет меньше, чем от спички. Такой станок не требует отдельной комнаты, какой-то вытяжки и почти бесшумен. Грубо говоря можно поставить хоть в спальню и просто перед сном не надолго проветрить комнату.

Лазер, конечно желательно ставить в отдельную комнату, потому что свечение может давить по глазам при постоянном нахождении рядом с ним. Обязательно нужно надевать очки — без них никак. Дыма от лазера много, а при работе с кожей появляется еще неприятный запах.

Если есть возможность поставить работать станок на балкон или в другую комнату, то тогда можно ни чего не продумывать. Если такой возможности нет, то от свечения можно закрыть станок просто обрезками фанеры на первое время, а потом подумать о полноценном коробе для станка с врезанным отверстием под вытяжку.

Вывод

Выбирайте станок исходя из ваших задач и возможностей помещения. Программное обеспечение у обоих станков не сложное для работы, поэтому на это не стоит обращать внимания при выборе станков.

Установка grbl 1.1 на Arduino uno. Основы работы в программе LaserGRBL.

Продолжаем разбираться, как можно сделать своими руками лазерный гравер из подручных средств. В предыдущей статье рассмотрели электронику лазерного гравера, и научились проверять и настраивать параметры для стабильной работы станка. Сегодня в статье рассмотрим программную часть: как установить и настроить прошивку grbl 1.1 на Arduino uno. А также рассмотрим основы работы с управляющей программой LaserGRBL.

Основы сборки гравера на Aрдуино

Для начала предлагаю посмотреть того как выглядел весь процесс создания гравера у одного радиолюбителя:

Сильные шаговые двигатели также требуют драйверов, чтобы максимально использовать их. В данном проекте взят специальный шаговый драйвер для каждого мотора.

Ниже приведены некоторые сведения о выбранных компонентах:

1. Шаговый двигатель – 2 штуки.
2. Размер кадра – NEMA 23.
3. Крутящий момент 1.8 Нм на 255 унций.
4. 200 шагов/оборотов – за 1 шаг 1,8 градусов.
5. Ток – до 3,0 А.
6. Вес – 1,05 кг.
7. Биполярное 4-проводное соединение.
8. Шаговый драйвер – 2 штуки.
9. Цифровой степпинг-драйв.
10. Микросхема.
11. Выходной ток – от 0,5 А до 5,6 А.
12. Ограничитель выходного тока – снижает риск перегрева двигателей.
13. Сигналы управления: входы Step и Direction.
14. Частота импульсного входа – до 200 кГц.
15. Напряжение питания – 20 В – 50 В постоянного тока.

Для каждой оси двигатель непосредственно управляет шариковым винтом через соединитель мотора. Двигатели монтируются на раме с использованием двух алюминиевых углов и алюминиевой пластины. Алюминиевые углы и плита имеют толщину 3 мм и достаточно прочны, чтобы поддерживать двигатель (1 кг) без изгибов.

Важно! Нужно правильно выровнять вал двигателя и шариковый винт. Соединители, которые используются, имеют некоторую гибкость, чтобы компенсировать незначительные ошибки, но если ошибка выравнивания слишком велика, они не сработают!

Еще один процесс создания данного устройства можно посмотреть на видео:

ЧПУ электро искровой гравёр на ARDUINO NANO 3

В данной статье речь пойдет о простом способе нанесении гравировки на металлическую поверхность — ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ способом. Это очень старая технология и она появилась вместе с изобретением электричества.

В советское время производили бытовые гравёры по металлу и выжигатели по дереву — «ОРНАМЕНТ-1». Правда сейчас их достать довольно затруднительно.

У них очень простая схема.

Принцип работы простой — в ручке электро искрового гравёра находится электромагнитное втягивающее реле — соленоид. Сердечник соленоида механически , жестко, связан с искровым электродом. Когда электродом(+) притрагиваемся к проводящей поверхности с которой подключен второй провод цепи (обычно «-«) , то происходит замыкание цепи и по соленоиду протекает ток, в результате образуется магнитное поле — и соленоид втягивает сердечник , жестко связанный с электродом — происходит разрыв цепи питания, при этом сжимает пружину обратного хода. В момент разрыва цепи питания образуется искровой разряд между электродом и проводящей поверхностью. Температура плазмы разряда достаточно высокая, чтобы проплавить поверхность- оставить точку каверну. После разрыва цепи магнитное поле выключается и перестаёт действовать сила, втягивающая сердечник с электродом. Пружина обратного хода распрямляется, возвращая сердечник в изначальное положение и происходит контакт электрода с проводящей поверхностью и цикл повторяется, пока электрод поднесён к проводящей поверхности на расстояние рабочего хода сердечника соленоида. Параллельно соленоиду часто ставят конденсатор, чтобы образовать колебательный резонансный контур. С настроенным колебательным контуром параметры искро образования более стабильны.

На деле это выглядит так

Или вот чертеж очень древней конструкции электроискрового карандаша

Бывают и другие конструкции, например такие

В интернете очень много разных конструкций — я выбрал для повторения конструкцию на основе автомобильного втягивающего реле. Для этого нашёл в гараже старое реле управления воздушной заслонкой двигателя — оно на 12 вольт и имеет сопротивление катушки 22 ома. Новая деталь выглядит примерно так:

Мне из этого механизма нужна только электромагнитная катушка в корпусе и втягивающий сердечник. На сердечник-шток приделал держатель электрода. Электроды, по советам сети интернет, лучше использовать -медные, железные, вольфрамовые и гафниевые. Их можно прикупить в магазинах, торгующих оборудованием для сварки и плазменной резки. Или просто использовать кусочки медной проволоки или кусок гвоздя с откушенной шляпкой подходящего диаметра.

Вид со схемой электропитания- приведен на фото ниже. Силовой трансформатор — стандартный ТН36. Он имеет несколько вторичных обмоток 6,3 вольта на 1,5 ампера каждая — их можно соединять последовательно для увеличения напряжения — 6 или 12 или 18 или 21 вольта (напряжения могут быть немного выше или ниже в зависимости от напряжения входной сети 230 вольт). Или можно соединить параллельно — тогда будет увеличен ток. После трансформатора диодный мост со сглаживающим конденсатором. На самой катушке -параллельно ей припаян конденсатор 0,025 мкф — для улучшения искрообразования. Этот конденсатор надо подбирать к каждой катушке . В зависимости от катушки — его надо подбирать в пределах 0,5 мкф — 0,01 мкф и его напряжение должно быть, раза в четыре, выше рабочего.

Фото как работает вся эта конструкция — ток ограничен сопротивлением катушки и мощностью трансформатора — у меня он получился в пределах 1-0,5 ампера.

/>
Так как я не нашёл в сети интернет любительских конструкций для искрового гравёра пришлось мудрить самому. Самый главный вопрос — на каком программном обеспечении делать гравёр — сразу на ум приходит два пути. Первый — на основе ПО для лазерных граверов — управление по двум координатам Хи У. Второй, на основе ПО для фрезеров — управление по трём (XYZ) и более координатам. Но, для фрезера процесс подготовки управляющих кодов более трудоёмкий и сложный. И занимает в разы больше времени. Поэтому решил пытать счастья на основе конструкции для лазерного гравёра. Делал раньше конструкцию лазерного гравёра на основе ДВД компьютерного привода, поэтому для прототипа электроискрового гравёра решил использовать что то подобное, но с учётом опыта и наличия комплектующих. А в наличии были шаговые двигатели 4401 и выбраковка линейных рельс длиной по 20 см.

В итоге получился такой конструктив

Один ремень пришлось сшивать из двух кусков — на цельный длины не хватило.

Оси Х и У — на рельсах с ремённым приводом. А Ось Z — ручная регулировка по высоте.