ЧПУ выжигатель своими руками
Какими характеристиками должен обладать ЧПУ выжигатель, чем отличаются изделия и есть ли возможность сконструировать их самостоятельно? Специалисты предупреждают, прежде чем оправляться в магазин за прибором или пытаться собрать его, необходимо понять механизм действия ЧПУ станка и продумать, какая программа для управления будет оптимальной.
В последнее время пирография развивается и набирает особую востребованность, люди заказывают у профессионалов выжженные по дереву картины и портреты в качестве сувениров и подарков. Поэтому у опытных мастеров и любителей подобного занятия появилась идея открыть собственный небольшой бизнес, основанный на выжигании изображений.
Лазерный выжигатель
Лазерный ЧПУ выжигатель относится к последним разработкам.
Лазерный выжигатель с ЧПУ
Главной отличительной чертой прибора является возможность точно прорезать и вырисовывать границы, высокий результат достигается за счет того, что станок рисует по древесине точками. Преимущества лазерного станка:
- Благодаря высокой точности станком удобно выжигать мелкие надписи и таблички – изображение будет четким с яркими контурами.
- Лазерный выжигатель подходит для обработки дерева, кожи, бумаги и пленки.
- Станок исправно работает в помещении с низкой или высокой температурой, сквозняки и перепады не влияют на функционирование.
Есть основные недостатки.
Поскольку станок рисует точками, вывести лазером полутона и тени не удастся. Добиться объемного изображения не получится даже у опытного художника с оптимально настроенной программой.
Лазерный ЧПУ станок работает медленно. Специалисты уверяют, чтобы нарисовать портрет размером 25×25 сантиметров, мастеру придется потратить около 13 часов. Необходимо учитывать, картина будет светлой, возможно, потребуется дополнительная прорисовка.
При увеличении фотографии перед переносом на полотно, выжигатель прорисует ее пикселями. Внешне изображение будет напоминать мозаику.
Мастера утверждают, лазерный выжигатель по дереву излучает слишком яркое свечение, со временем такая яркость негативно скажется на зрении.
Выжигатель с нихромовой нитью
Приспособление оснащено другим механизмом воздействия, придающим выжженным изображениям существенный объем, рисунки кажутся натуральными и насыщенными. Изображение наносится на древесину нихромовой нитью, яркость цвета зависит от температуры прогревания нити и времени воздействия на поверхность.
Во время прорисовки теней проволочное жало нужно быстро провести над поверхностью, не задерживая на дереве. Но если рисунок требует ярких и толстых линий, проволоку можно оставить на 3–4 секунды.
К достоинствам станка специалисты относят:
- Насыщенность рисунка регулируется на аппарате специальной кнопкой.
- Функция помогает придать изображению любую интенсивность в зависимости от пожеланий клиента.
- Выжигать картины легко по дереву и коже.
- Чтобы прорисовать картину размером 25×25 сантиметров, у опытного специалиста уйдет 3 часа.
- Рисунок не будет пиксельным при вытягивании и увеличении фотографии.
- Во время выжигания аппарат не излучает вредный свет.
Недостатки агрегата
Чтобы выполнить работу качественно, мастеру требуется поддерживать в помещении постоянную температуру. Небольшой сквозняк остудит нихромовое жало, на изображении появится белые полосы и светлые участки, работу придется переделывать.
Нихромовое жало быстро изнашивается, его замену производят через каждые 5 картин. Несмотря на то что нить обладает невысокой ценой, ее замена отнимает много времени.
Самостоятельное изготовление станка
Поскольку выжигатель по дереву дорого стоит, приобрести изделие способен человек с высоким доходом, мастера пытаются соорудить машины своими руками.
Сконструировать подобное изделие сложно, человеку придется потратить много времени, сил и средств.
В качестве основы под станок рекомендуется брать принтер, старый плоттер или мощный гравировальный станок.
Гравировальный станок может послужить как основа для изготовления лазерного выжигателя
Если мастер обладает определенными навыками в электронике и хорошо пользуется инструментами, основу несложно соорудить самостоятельно.
Специалисты утверждают, легкий способ – сконструировать станок из ненужного принтера, прибор будет при помощи ременной передачи и управления компьютером перемещать стол в поперечном направлении.
Над столом рекомендовано закрепить каретку от печатной машинки с подвижной частью, передвигающейся во всех направления. Игла выжигателя фиксируется к подвижному элементу. Завершающий этап – соединение двигателя с компьютером через специальный блок и установка оптимальной программы, подходящей для выжигания изображений.
Опытные мастера уверяют, что собрать выжигатель собственноручно довольно сложно. Вероятность того, что изделие будет работать должным образом с первого раза, составляет около 50%. Показатели заставляют задуматься специалистов над целесообразностью производства такого агрегата в домашних условиях.
Видео по теме: Лазерный гравер своими руками
Как это работает?
Принцип работы можно сравнить, точнее опробовать имея под рукой паяльник. Нагрев его до максимально температуры, начать медленно проводить по деревянной поверхности, чем медленней проводишь, тем темнее получается прожженная поверхность, если очень быстро провести, то поверхность не успеет прогореть (слишком короткий контакт с поверхностью) на рисунке можно изобразить это так: (по этому алгоритму и построено программное обеспечение)
Проектирование и сборка
Изначально, конструкция должна быть не по классической схеме, но немного подумав решил всё таки оставить классику, т.к. нужно было испытать один элемент конструкции, а именно ось X c кареткой. Проще говоря, как поведет себя каретка на двух линейных подшипниках. Хоть нагрузки станок не несет абсолютна никакой при работе, но все таки два, это маловато, китайский люфт он беспощадный
В целом, если не считать «мелочевки» в конструкции используется всего 8 напечатанных деталей, при которых уже возможен старт станка, в общем деталей 11 на данный момент, (крепление для ардуинки, крышка с куллерами и прочее). Из за своей «простоты» узлов, размер в теории может быть любой, в теории, потому что валы 8мм свыше метра, полагаю уже есть не совсем хорошо. Да и изначально станок планировался таких размеров, чтобы легко помещался лист формата А3. Но из за того что как оказалось позже, у меня не нашлось направляющих 500 мм для оси Х, так как их израсходовал на фрезер, а были в закромах 800мм. Резать стало жалко, оставил их какие есть, от чего станок в размерах вырос. Как оказалось в процессе эксплуатации, это только огромный плюс.Рама из алюминиевого квадратного профиля 20х20 мм по периметру, и ‘стол’ из того же материала 12х12мм, скреплено это всё заклепками. Можно и на болтах скрутить, но не стал заморачиваться лишними телодвижениям, заклепки свою задачу выполняют сполна
Построено это всё на базе Arduino UNO + cnc shield 3.0 соответственно. Причем шилду у меня в хозяйстве выделена роль цыгана, качует от станка к станку… один на всех, эдакий проститут чпушный)) (банально нету средств заказать дополнительно). Прошивка GRBL 1.1. Питается сие хозяйство, в том числе и накал жала, от 12-ти вольтового блока питания 40А (40 это слишком много, просто другого не было) 20 – 25 ампер по предварительным расчетам вполне достаточно.
Для генерации g-кода использую замечательную бесплатную программу Конвертер Bmp в GCode. Чем очень понравилась, тем что есть настойки скорости черного цвета, т.е. экспериментально подбираем при какой скорости прожигается черная линия не портя при этом поверхность ‘не впиваясь в нее’и выставляем это значение в программе. Таким образом пришел к выводу, что регулятор накала жала по сути не нужен, достаточно один раз при сборке установить максимальный накал, и найти минимальную скорость черного цвета. В дальнейшем при выжигании, если нужно сделать фотографию более светлую, то просто увеличиваем скорость значения черного цвета, жало передвигается быстрее, отсюда и ‘рисуемая’ линия светлее. Максимальный накал может ограничиваться лишь одним параметром, – максимальной скоростью хода каретки и ускорения, в моем случаи максимальная скорость каретки 16700 мм/с, увеличить скорость можно поставив шкив на мотор, большего диаметра. Эксперименты по поиску продолжаются. После того как файл кода сгенерирован, его уже можно запихнуть в любую программу которая ‘умеет’ отправлять код на ардуинку. Я использую LaserGrbl, уже как то привык, удобно что показывает время выполнения программы, можно нажать паузу, и прочие плюшки.
Тесты: (далее пойдут фото по нарастающей мере опыта)
И вот механика собрана, электроника подключена, ардуинка прошита и настроена под параметры механики, на угад пальцам в клавиатуру ставлю параметры, нифига не понимая какой шаг по Y делать, вообще впереди в голове куча вопросов и тестов.
Первое выжигание
Посмотрев на сие безобразия, с умными глазами почесав затылок, стало понятно как той козе что надо менять настройки программы исходя из характеристик механики. Решил немного погуглить, углубиться в тему. Тонны бесполезных страниц в сети, пару веков видео на ютубе, которые просто показывает как выжигает, без особых закадровых текстов, в общем ничерта ни от кого ничего не узнал, у всех всё так красиво но не понятно как. Наткнулся на ‘загадаШный’ принтер не буду оглашать его название многие и так поймут, лишь скажу что его цена я прямо попутал где лева где право. И тут я окончательно задумался. Цена на него не маленькая, наверняка есть какая то фишка, от чего и складывается такая сумма, значит я сделал что то не так… Глянув хорошенько на первый тест выжигание, делаем вывод, слишком большая скорость каретки, низкая температура жала, большой шаг между строками. Меняем настройки, повышаем температуру, жжем: Ну вот, уже по лучше подумал я, но что за дикие полосы? Понимаю что расстояние между полосами меньше где больше черного. А дело в том что на жале со временем как и на паяльники появляется нагар, и когда он достигает критической скажем так массы, нагар скалывается, и резко повышается температура жала, в следствии чего появляются разница оттенков, скорость то при этом ведь постоянная. Здесь велосипед придумывать не пришлось, всё уже умные люди придумали за меня , у которых всё красиво и без косяков. Линейка. При подходе к координате X=0, жало наезжает на металлическую линейку, буквально на сантиметр. Но тут тоже есть небольшая хитрость, в сети по этому поводу не нашел информации, просто следовал логике и ошибок. Вариант первый, НЕ правильный:Пробуем дальше:
Результат в прямом смысле на лицо. И всё, тут понеслась! Сжечь всю фанеру в хате! Много загружать фотографий не стану, т.к. еще не всё идеально, впереди тесты тесты и еще раз тесты, нужно найти максимальные его возможности, тем самым увеличить скорость. Не быстрое это удовольствие, последние два выжженных фото в среднем печатались 5 с половиной часов каждое, размер 310х410. При этом средняя скорость исходя из кода, примерно в 50-60% его возможностей. На этом очень коротко, но всё. Примерная сумма комплектующих для сборки сей шайтан-машины около 4т.р (позже назову более точную сумму) Исходя из того будет ли Вам это интересно дальше, то последует следующая статья, с завершенным проектом, и окончательными его возможностями.Ссылка на проекты kirviks тут Пока идет тестовые выжигание, параллельно доделываю изначальную версию . Посты ‘строчить’ каждый день на 3dtoday ни как не получится, так что кому интересно следите за развитием событий в группе проектов.
P.S. Откуда цена в 58 000р??? 🙂
Всём здравствуйте! Нашел всё таки время продолжить пост.
Первое:
хочу поблагодарить компанию АСКОН за подарочную лицензию на КОМПАС-3D v18 Home,
Bestfilament и Filamentarno – за призы (катушки пластика).
А мы продолжим.
Начало как всегда здесь , здесь , здесь и группа в ВК где тоже можно задать вопросы.
Я думаю время было достаточно, хоть бегло изучить материал из 3 поста.
Станок напечатан и собран (у многих уже работает, ребята шустрые.)
Приступим к сборке “Всё в КУЧУ”
Нам понадобится БП от ПК ватт от 400 (500 было бы отлично)
Регулятор для нагрева как на фото (можно и МР4511 ) и если уже совсем круто, то ТЫЦ
На МР4511 надо установить небольшой радиатор.
ВНИМАНИЕ!
Все подключения и настройки производить с отключенным от сети питанием (вытащить вилку из розетки и шнур питания спрятать в шкафанер) ))
Приведу пример изготовления блока.
Разбираем БП, снимаем кулер (его мы прикрутим сверху), удаляем лишние провода.
Нам понадобятся оставить провода (в зависимости от регулятора и добавочных реле для отключения станка после работы):
Серый – питание светодиода сигнализирующего ВКЛ БП
Зелёный – запуск БП
Фиолетовый – для дополнительного реле вкл нагрева
Красный – 5 проводов или 1 шт. для DPS3012
Жёлтый – 2 шт. для первых двух регуляторов или 5 шт. для DPS3012
Черный 5 проводов + 4 (если останутся лишние, удаляем)
Остальные безжалостно аккуратно откусываем.
Далее смотрим фото (вариант сборки без дополнительных реле)
Из оставшихся проводов делаем такую скрутку
Берём регулятор и дорабатываем его.
Удаляем триод
Подключаем к БП
Прикручиваем к корпусу БП через изолирующие трубки
Подключаем на место резистор
Сверлим в передней стенке отверстие 18-20мм (расположение в зависимости от корпуса контроллера) и прикручиваем кулер сверху.
Приклеиваем очень-супер клеем индикатор (главное не ТОРОБОАН – НАОБОРОТ)
Подключаем разъём индикатора на место и собираем блок. Проверяем.
Всё нормально, всё работает ничего не взорвалось, тогда продолжаем.
Печатаем корпус для автономного контроллера (файлы Я Диск )
Сам контроллер можно заказать Здесь
Собираем и приклеиваем очень-супер клеем к корпусу. Не забудьте просунуть провода в отверстие.
Устанавливаем правильно драйвера и подключаем питание.
Если такого не произошло, значит мы собрали всё правильно ))
Здесь надо включить смекалку и фантазию ))
Шаблончик
А пока читаем небольшую статью
Я буду готовить продолжение.
Не, не, не в этот раз не пропаду надолго 😉
Начало здесь и здесь . Есть группа в VKНемного отклонюсь от порядка написания, начнем с различного ПО и прошивки.
Плюс в следующей статье, добавим пару плюшек с помощью двух релюшек ))
Как было известно из первой статьи станок работает на Arduino (UNO, NANO) + Shield и пару драйверов.
Прошивка GRBL 1.1f или основанная на grbl в специальных ПО.Не буду здесь повторять, как прошить и собрать контроллер на GRBL, этого валом в инете. К примеру Тыц , Тыц (хотя статья немного устарела)
Разберем всё по порядку.
Работа станка от grbl 1.1f
Скачиваем программу LaserGRBL (надеюсь контроллер уже прошит) настройки на фото для деления шага 1/16
для автономной работы станка можно подключить MKS-TFT24 (прошивка Тыц ) в этой программе можно выполнять УП, сделанное в таких программах как:Конвертер Bmp в GCode расписывать не буду можно почитать и сделать как тут Программа image2gcode
программа может управлять нихромовым и лазерным станком. Экспорт, импорт G-code. Управление контроллером с grbl прошивкой (выше), а также есть своя прошивка и свой автономный контроллер (можно собрать самому раз , два или заказать готовый ВК и ВК)Программа CNCAba
Программа хорошая, но… крайне не рекомендую версию выше 2.1.0.7, а лучше 2.0.6.6 (автор перемудрил с программой ))Программа имеет свою прошивку, причем для каждой версии своя. Работает от ПК через юсб. Есть экспорт G-code (с версии 2.0.6.6)
Распиновка как у grbl. По оси Х деление лучше выставить 1/8 и 40 шаг/мм
Я не буду разжёвывать по каждой программе, а то придется ещё писать 3-4 поста )). Что будет не понятно, постараюсь объяснить в комментах. От вас, хоть бегло ознакомиться на сайтах и форумах авторов.
Всем пока, ушёл писать последний пост 😉
ЧПУ выжигатель — это станок при помощи, которого происходит процесс выжигания, а управление данного станка происходит с компьютера или телефона. Выжигание в ручную обычным выжигателем не рассматриваем, так как художественного таланта не имеем. Да, и занимает это очень много времени по сравнению со станками.
Если Вы сейчас стали изучать тему ЧПУ выжигателей, то определится какой именно станок подходит под Ваши задачи довольно сложно, не имея при этом опыта работы с ЧПУ. Разберем по порядку виды ЧПУ выжигателей.
Лазерный станок
Лазерные ЧПУ бывают нескольких типов, для гравировки и выжигания обычно используют диодные лазерные ЧПУ, а для резки станки и трубкой СО2 (диодные для резки будут слабоваты). Сейчас поговорим только о диодных станках, которые предназначены для выжигания на дереве, фанере, коже, пробке, картоне, стекле, некоторых породах камня и другие. Может резать тонкие материалы такие как: бумага, шпон, фетр, картон.
Примеры работ, которые мы выполнили на лазерном станке.
Гравировка лазерным станком на деревянной разделочной доске
Гравировка лазерным станком на чехле для телефона. Верх чехла из шпона дерева
Гравировка лазерным станком на бамбуковой подставке из Икеи
Гравировка лазерным станком на кожаной обложке для паспорта
Гравировка лазерным станком на шоколаде
Векторное изображение слона на массиве дерева манго
Главное на наш взгляд преимущество выжигания лазерным станком в том, что процесс выжигания идет бесконтактным способом. Для нанесения изображения станку не важна толщина заготовки и наличие закруглений изделия, отверстий и т.п. Поэтому такой станок отличный вариант для гравировки на чехлах для телефона.
Сам процесс лазерного выжигания больше заточен под векторные изображения и тексты на различных материалах. Лазерный луч имеет небольшую точку контакта с материалом, поэтому справляется с очень мелким текстом. На данном станке можно легко и быстро выжечь визитки. Но с гравировкой растровых изображений (портреты, пейзажи т.п.) лазеру справится удается хуже, чем нихрому. Ниже разберем сравнения выжженого портрета на одном и на другом станке.
Из нюансов лазерных станков это конечно в первую очередь свет от лазерного луча. Находиться в комнате где идет выжигание нужно в специальных очках для того, что бы не испортить себе зрение. Поэтому когда нас спрашивают какой из станков лучше для детской школы, то не советуем рассматривать лазер именно из-за этого.
Дым при работе с лазером довольно много, но можно работать без специальной вытяжки, если станок будет в отдельной комнате. Сильный запах при выжигании только при работе с кожей, пластиками и не натуральными материалами. При работе с деревом резкого запаха нет.
Нихромовый ЧПУ выжигатель
Данный станок выжигает контактным методом при помощи соприкосновения горячего жала из нихрома с деревянной поверхностью. Точно также как работа художников-пирографов при помощи ручных выжигателей. Только в данном случае управление горячим жалом не в руках человека, а у машины. За счет того, что используется нихромовое жало для выжигания и контактный метод, то мы можем добиться близкого результата с выжиганием в ручную и большого количества полуоттенков.
Материалы для выжигания у нихрома скромнее, чем у лазера. Это массив дерева, фанера, шпон, бумага, двп.
Из нюансов выжигания на нихроме это то, что выжигать можно только на ровных прямоугольных или квадратных поверхностях. Поэтому для выжигания при помощи такого станка часто используется фанера.
Примеры работ выполненные на нихромовом ЧПУ выжигателе
Лицевая часть коробки для нард выжжена при помощи нихромового ЧПУ
Растровые изображения животных хорошо получаются при помощи нихрома
Портрет выжжен при помощи нихромого ЧПУ станка
Портрет выжжен при помощи нихромого ЧПУ станка
Из плюсов по сравнению с лазером то, что нет светящегося луча (на работу станка можно смотреть сколько угодно долго без очков и без вреда для зрения) и нет дыма. За счет того, что станок не дымит, то можно спокойно рассмотреть вариант поставить такой станок в квартире.
Сравнение портрета на лазере и нихроме
Одна и та же работа выжжена сначала на лазере и нихромовом станках
На фотографии можно сразу заметить, что лазер дал портрету ребенка меньше полуоттенков, чем нихром. Светлые полу оттенки лазер дает намного хуже, чем нихром.
Проблема со светлыми полу оттенками связана с физикой самого лазерного луча — он не может немного прогреть древесину так, чтобы появился светлый тон на материале — есть минимальная отсечка по цвету, при которой цвет появляется.
Оба портрета выженны для сравнения одинакового формата А4 (20*30 см). На лазерном станке портрет выжигался — 5 часов, на нихроме — чуть меньше двух часов.
Вывод, который мы сделали
Нельзя рекомендовать какой-то один из станков. Нужно смотреть на то под какую задачу Вы хотите станок. Каждый из станков хорошо справляется с теми задачами под которые был сделан. Поэтому при выборе станка сначала решить под какую задачу в принципе Вы хотите станок. Нет универсального решения.
Тут можно данные станки сравнить с дрелью и шуруповертом. Шуруповертом при желании можно сделать отверстие, а дрелью закрутить саморезы, но это будет не удобно. Каждый из них создан для своей определенной задачи и может в том числе и справиться с задачей второго. Но задачу под которую он не был создан он сделает либо хуже, либо это будет весьма не удобно и долго.
Сопутствующие товары
Китай Новый дровяной фрезерный станок с ЧПУ по лучшей цене
Бренд: MVIP CNC
Страна: Сделано в Китае
Название: фрезерный станок c
Описание продукта
1) Станина токарного станка из стальных труб, прочная и никогда не изогнутая
2) Двойные двигатели и приводы оси Y, которые могут обеспечить устойчивое движение
3) Стойка Зубчатая передача обеспечивает высокую скорость и высокую точность.
4) Импортированная квадратная рейка обеспечивает высокую точность и большую рабочую нагрузку.
5) Принять вакуумную систему.Изготовленный по передовой международной технологии, с двойными полостями, оснащенный вакуумным насосом с сильной адсорбцией, может поглощать материалы разных размеров.
6) Вакуумный стол с 6 вакуумными зонами, который может поглощать материалы разных размеров. С 5,5 кВт вакуумный насос, высокое всасывание, более удобный, стабильный потенциал.
7) Импортированный квадратный рельс обеспечивает высокую точность и большую рабочую нагрузку
8) Гуманный дизайн, машина может быть разобрана, поэтому ее легко транспортировать.
Параметры
токарный станок | , сваренный из стальной трубы | 900 900 900 900 9 9003 98831300 * 2500 * 200 мм | ||
шпиндель | 3,0 кВт водяного охлаждения шпинделя | |||
инвертор | Fuling инвертор 3.7 кВт | |||
двигатель | шаговый двигатель | |||
привод | Свинец 860 0 | 9003 9003Ось XY принимает реечный механизм, ось Z принимает шариковый винт | ||
Система управления | Система управления DSP / NC-studio | дополнительно | ||
поверхность стола | Алюминиевая вакуумная адсорбция Т-образного паза | |||
макс. Скорость перемещения | 30000 мм / мин. | |||
макс. Рабочая скорость | 20000 мм / мин. | 900 93|||
точность позиционирования | ± 0.03 мм | |||
точность позиционирования | ± 0.03 мм | В зависимости от материала | ||
Скорость шпинделя | 6000-24000RMP | |||
компьютерный интерфейс | USB | |||
командный язык | G код | |||
совместимость программного обеспечения | Type3 / Artcam / Artcut / 3 Ucancam / JDpaint et | |||
цанговый патрон | ER20 | |||
зажимами | ||||
система автоматического впрыска масла | ||||
рабочее напряжение | 220 В 50/60 Гц | |||
рабочая среда | 0-45 по Цельсию | |||
относительная влажность | 30% -75% | |||
вес | 1000 кг | 9000 |