Чпу станок для рисования. Настройка размеров области фрезеровки, установка начального положения фрезы

17.04.2019

Рисунки для ЧПУ станков по дереву – визуальные проекции, позволяющие оригинально оформить мебельные изделия. Рисунок на ЧПУ наносится на поверхность при помощи фрезерного станка. Использование числового программного управления позволяет выполнять процесс в автономном режиме. Для по заданному рисунку используется программоноситель, после установки которого задача будет выполнена автоматически.

Особенности резьбы по дереву

Резьба по дереву – сложный процесс, зародившийся задолго до возникновения станочного оборудования. Фрезерным станком можно нанести на поверхность сложные орнаменты. Прибор имитирует ручную резьбу, но его действия менее затраты по времени и усилиям.

Станок с ЧПУ наиболее популярен для фрезерования в мебельном производстве. С его помощью оформляются кухонные фасады, и другие предметы мебельного интерьера. Наличие программоносителя дает возможность осуществлять серийное производство заданного орнамента, или же выполнить индивидуальные нарисованные композиции.

Наиболее популярными фрезами, используемыми на станках с ЧПУ по дереву, являются:

фасонные;
V-образные.

Не обязательно применимым к мебельным заготовкам. Их можно использовать по отношению к большинству поверхностей из древесины. Одним из самых распространенных применений данных инструментов является обработка картинных рамок.

Помимо фасадов фрезеровка позволяет обработать:

филенку;
вензель;
балясин.

Проект задачи для программоносителя можно разработать как самостоятельно, так и при помощи специальных организаций, занимающихся подобной работой.

Проект

Качество дизайна заготовки будет зависть от того, насколько профессионально был создан проект. Существует множество онлайн-ресурсов, позволяющих спроектировать необходимый рисунок на программоноситель. Их использование дает возможность визуализировать дизайн, а также получить трехмерное изображение будущей работы, до начала ее выполнения.

Составление программы, используемой на производится по следующей схеме:

внесение габаритов заготовки, которая будет использована для нанесения рисунков;
создание виртуального рисунка, наносимого на поверхность;
выставление соотношения заданных параметров, и их сохранение.

После этого проект импортируется на программоноситель, который загружается в комплектацию аппарата при фрезеровке. С запуском прибора он начнет выполнять поставленную задачу. Сложность заданной композиции зависит от возможностей самого оборудования.

Если станок с ЧПУ представлен сборкой старого типа с малым функционалом, выполнить сложную резьбу по дереву с его помощью нельзя, насколько бы профессионально не была составлена программа.

Резьба по дереву фрезерными станками

Фрезерный станок с ЧПУ осуществляет плоскорельефную резьбу. Данный тип работы выполняет несколькими способами:

«в теле»;
порезным плоскорельефным;
с формированием наружной стенки наполовину;
с формированием наружной стенки полностью;
комбинированным.

Вырезанный рисунок может служить в качестве украшения, или же исполнять основную роль композиции. Формируя рисунок для станков с ЧПУ, нужно учитывать технические и художественно-композиционные особенности.

Формирование рисунков требует соблюдения ряда правил:

фоновая деталь не должна быть слишком маленькой в сравнении с размерами используемой фрезы;
не рекомендуется использование слишком широких линий;
композиция должна содержать минимальное количество острых углов (в большом количестве они создают сложный орнамент, с выполнением которого сможет справиться не каждый прибор с ЧПУ).

Качество используемого инструмента является важным моментом в придании рисункам точных форм. В процессе работы на инструмент осуществляется большая нагрузка. Аппарат низкокачественного типа быстро износится.

Наиболее качественными являются гравировальные фрезы, известные также под названием граверы.

Данные приборы имеют схожие характеристики, но отличаются углом наклона.

На втором месте по популярности находятся фрезы концевого цилиндрического типа. Преимущество такого инструмента заключается в возможности обрезки резьбы по установленному контуру.

Виды фрез

Наиболее популярными и высококачественными фрезами, отличающимися большой производительностью, изготовлены:

израильской фирмой Dimar;
американской фирмой SGS Tool Company.

Первый тип представлен твердосплавными сменными граверами. Благодаря этому устройству можно получить качественную плоскорельефную гравировку. Для гравировки рекомендуется использовать держатели. Станочное оборудование с системой числового программного управления, оснащенное держателями, предполагает выполнение более точных линий. Оно способно справится с твердыми породами древесины.

У каждого из нас в детстве были наклонности к рисованию, мы начинали рисовать дома и цветы, животных, пытались рисовать лица наших мам и пап. Теперь мы выросли, кто-то из нас стал художником, а кто-то так же рисует цветы, дома, животных на том же уровне как и в детстве. Так вот, те кто не особо талантлив, для тех создан WaterColorBot - ЧПУ станок который рисует живопись акварелью. Он рисует как ребенок в детском стиле, использует гуашь или акварель и кисточки.

Сама конструкция данного cnc станка очень простая. В наличии только основная рама - которую можно сделать из фанеры, головка с кисточкой - она может перемещаться по вертикали и по горизонтали с помощью двух электромоторов и еще есть пара микроконтроллеров. Есть еще и третий мотор который обеспечивает постоянный подъем и спуск головки в воду или краску, что бы из за кисточки не было лишних мазков на бумаге.

Рисует станок с чпу обычной акварелью на обычной офисной бумаге. Робот не имеет искусственного интеллекта, но тем ни менее WaterColorBot подбирает нужные цвета красок и даже может мыть кисточку в воде как маленький ребенок. Управлять так называемым «художником» мы можем с помощью программы, которая тоже может контролировать расход краски. Рисование и сама загрузка картинок в чпу станок WaterColorBot производится с компьютерных графических файлов, фотографий или набросков, контуров.

Немного фото из истории создания рисующего станка. Изобретатель - 12 летняя девочка из США.

Данный станок существует, пока что, в одном экземпляре, но не где не говорится что вы не сможете его купить: через систему Kickstarter уже ведется сбор средств на его производство, и самая минимальная сумма для начала серии уже собрана.

Стоимость станка WaterColorBot составит примерно 300 долларов с прилагаемым программным обеспечением для управления и красками в подарок.
В оригинальном виде станок не имеет какой либо ценности, кому нужны "каляки", так как вряд ли получится «Мона Лиза», она же «Джоконда»? Но заменив основной элемент - кисточку на карандаш, выйдет довольно интересное устройство.
Всё нужно допиливать...

Подготовка изображения для 2D-фрезерования / рисования

Для 2D-фрезерования на самодельном станке с ЧПУ нам понадобится изображение. Находим в интернете или рисуем картинку.

Изменение разрешения изображения в зависимости от требований к результату

В зависимости от размера будущего результата имеет смысл изменить размер картинки в пикселях. Для начала рекомендуется установить размер изображения исходя из следующего соответствия: 2 пикселя на миллиметр. То есть, если планируемое изображение будет размером 100x60 мм, то исходное изображение можно сохранить в разрешении 200x120 пикселей.
В Paint это делается в пункте меню Рисунок->Растянуть/Наклонить , далее в появившемся окне в блоке Растянуть необходимо выбрать в процентах, как изменить изображение. Примерно приводим картинку к нужному размеру. Абсолютной точности не требуется. Если исходное изображение мало, то увеличивать его не требуется: программа для ЧПУ сама рассчитает коэффициенты масштабирования.
В программу управления ЧПУ включены алгоритмы сглаживая, тем не менее, чем больше пикселей исходного изображения приходится на 1 мм готового, тем точнее будет результат. Однако, необходимо учитывать погрешность работы нашего самодельного станка с ЧПУ, связанную с точность изготовления его составляющих, именно поэтому я рекомендую соотношение 2 пикселя на 1 мм. Просто дальнейшее увеличение разрешения исходного изображения скорее всего не даст увеличения точности, а программу для работы с ЧПУ замедлит.

Изменение палитры изображения, перевод в черно-белый формат

Для качественного 2D-фрезерования или рисования понадобится перевести картинку к черно-белый формат, чтобы убрать промежуточные значения цвета. Ничего страшного не будет, если программа для ЧПУ будет работать с картинкой в градациях серого, однако фреза или ручка по высоте будут постоянно гулять в зависимости от "яркости" границы обводимой области.
Для того, чтобы привести картинку к черно-белому формату необходимо открыть изображение в графическом редакторе Paint. Далее в меню выбрать Рисунок->Атрибуты и на всплывшем окне установить галку черно-белая в блоке Палитра . Нажимаем ОК , соглашаемся с сообщением о том, что будет потеряна первичная информация об изображении. Редактор переведет картинку в черно белый формат.
Теперь сохраняем полученный результат. На форме сохранения файла в пункте Тип файла: обязательно выбираем 24-разрядный рисунок (*.bmp,*.dib) .

Работа с самодельным станком с ЧПУ на Ардуино

Настройка размеров области фрезеровки, установка начального положения фрезы

Закрепляем на нижней подвижной платформе самодельного станка с ЧПУ заготовку, на которой будет производиться 2D-фрезерование / рисование. Заходим в папку, куда установлена программа управления простейшим станком с ЧПУ. Запускаем программу cnc.exe и в главном меню выбираем пункт Фрезерование . На открывшейся форме в левом верхнем блоке Выбор файла выбираем файл, в котором находится подготовленная картинка.
Убеждаемся в том, что имеется связь по виртуальному COM-порту с Ардуино. Об этом нас уведомит надпись Статус: Com-порт открыт . Если выведено сообщение Статус: ошибка открытия Com-порта , то необходимо правильно настроить программу для работы с ЧПУ. Инструкция по настройке: Настройка программы управления станком с ЧПУ .
Далее, если соединение с Ардуино установлено, задаем размер области в мм, на которой будет фрезероваться изображение. Это делается в блоке Размер готового изображения . Глубина соответствует вертикальному перемещению фрезы вниз от текущего положения.
На фото, указана глубина 10 мм. То есть, если на исходном изображении имеется черная фигура, то при её обрисовке (фрезеровке), фреза будет опущена на 10 мм. Глубина, на которую будет опущена фреза соответствует тому, на сколько "черная" граница у обводимой фигуры.
Теперь необходимо установить фрезу в исходное положение. Для этого в блоке Настройка устанавливаем галку Фрезеровать . Ниже в три поля вводим в миллиметрах необходимые значения перемещений по осям X, Y и Z и нажимаем кнопку Ручная уст-ка . Дожидаемся, когда фреза переместится в нужное положение. Начальное положение соответствует левому верхнему углу фрезеруемой картинки.

Непосредственно 2D-фрезерование / рисование на самодельном станке с ЧПУ

Итак, изображение загружено, установлены размеры готового изображения, фреза установлена в начальное положение.
Теперь нажимаем кнопку Разобрать , что вызовет функцию разбора изображения, результатом работы функции является дерево принадлежности фигур. Дерево необходимо при 2D-фрезерование фигур, которые включают другие фигуры. В этом случае фрезеровать необходимо начиная с фигур с максимальным уровнем вложения. Перемещаясь по дереву с помощью мышки можно видеть, как выделяется соответствующая фигура или её часть на общем изображении в левом нижнем окне.

Если вы хотите обвести конкретную фигуру, то необходимо её найти и выбрать в дереве принадлежности, и нажать на кнопку Выделенная . И дождаться конца фрезеровки / рисования.

Если вы хотите обвести все фигуры, то необходимо нажать на кнопку Все . И дождаться завершения фрезерования / отрисовки.