Mach3 +лазер, контроппер управления лазером Опции

[serg1958]

Здравия всем.
Приобрёл на eBay 2-х ватный синий (445 нм.) полупроводниковый лазер с ШИМ управлением. Задумка была такая: после фрезеровки, например, деревянного рельефа, выжечь лазером необходимый рисунок лазером. Причём не только битовый, но и растровый.
Т.е. в ArtCam из рисунка или фотографии делаю модель и из неё делаю УП гравировки. УП лазера делаю в другом слое из рисунка с глубиной черного цвета 2 мм.
Собрал на реверсивных счётчиках контроллер ШИМ на 256 уровней с управлением от Step/Dir оси Z. В настройках оси Z поставил 128 шагов/мм (2мм – 256 шагов), ускорение максимальное, какое даёт Mach3 (у меня 16000).
И всё бы хорошо, но Mach3 при «опускании» или «подъёме» по оси Z замедляет движение по остальным осям и при смене контраста рисунка лазер прожигает жирную точку. На выжженном изображении это воспринимается как резкое оконтуривание каждого элемента. Копание в настройках Mach3, прочёсывание интернета решения этой проблемы не дали.
Дальнейшая модернизация или даже реконструкция контроллера управления лазером собранного на дискретных элементах показалась не целесообразной, и было принято решение перейти на программируемый контроллер на основе Arduino.
Так как работа контроллера зависит от нескольких параметров, а задавать их с помощь переключателей оказалось не совсем удобно, решил использовать с Arduino 2-х строчный LCD монитор 1602. Тем более что есть модификации с кнопками.
В результате сей многотрудной работы получился такой вот блок


Через разъём DB9 в нижней части блока необходимо подключить:
+12В, GND, Step Z, DirZ, StepY, OutLaser. Входное сопротивление сигнальных цепей высокое и на работу ЧПУ в режиме фрезерования не влияет. Скорость изменения ШИМ лазера около 150 раз в секунду.

При подготовке УП задаёте глубину рисунка 2мм., ноль – вверху заготовки. Растровая стратегия, строчка растра по оси Y. Шаг растра 0,2 мм. (зависит от фокусировки вашего лазера).

Настройки В Mach3:
Создаём отдельный профиль для лазера.
По оси Z ставим значение шаг/мм = 128 (это соответствует глубине рисунка от белого до черного 2мм., ШИМ =256). Ускорение максимальное (какое позволит Mach3). Значение параметров по X и Y осям ставим, как у вас было при фрезеровании. Ось А обычно используется для фокусировки лазера, двигая его вверх или вниз.

Настройки в блоке управления лазером (БУ):
Меню состоит из 3-х режимов.
1. «Seting StepY»
Установка Step/mm (шагов на мм. по оси растра). Устанавливается кнопками +/- значение шаг/мм, заданное в Mach3 по оси Y (у меня это движение вдоль портала, встречались станки у которых эта ось Х). В этом режиме на лазер сигнал не подаётся.
2. «Mode PAUSE»
В этом режиме кнопками +/- можно выставить смещение «0» лазера ( Offset 0 -255). Т.е. в Mach3 делаете Z=0 это уровень белого цвета и ему в соответствие в БУ устанавливаете нужное вам значение (Offset ) минимальной мощности лазера (обычно =0). Так же можете, выставив небольшое значение мощности лазера, чтобы проверить или настроить его фокусировку и потом вернуть его в установленное раннее.
3. «Mode RASTER»
Это рабочий режим. Кнопками +/- нужно выставить реальную максимальную скорость движения лазера по оси Y. На скорости Smax мощность лазера будет достигать максимального значения, а на меньших – меньшего.
Например, в УП задана скорость движения 1800 мм/мин, а реально разгоняется максимум до 800 мм/мин (зависит от детализации рельефа), то нужно выставлять Smax=800 mm/min.
Во время работы Smax можно корректировать, но нежелательно, т.к. получите различную яркость выжженного рисунка.
Если нужно выжигать рисунок без полутонов, то значение Smax нужно использовать малые, например 100.
При выключении питания выставленные значения StepY и Smax сохраняются, Offset сбрасывается в «0».

После выставления лазера в систему координат заготовки запускаете программу в Mach3. Останавливать программу желательно Hold, а не Stop и EStop, т.к. в этом случае скорость уменьшится плавно и соответственно и мощность лазера тоже и не сделает прожиг на заготовке.

Качественный результат зависит от многих факторов: скорость выжигания, мощность лазера и его фокусировка, удалённость от заготовки, материал заготовки и т.д. Как правило, перед выжиганием нужно попробовать повыжигать на аналогичной заготовке.
Волк на телефон для начала.

Если кого заинтересует – вопросы в личку.

[serg1958]

Добавил режим выжигания по вектору.

[vladin21]

своего рода 3d-выжигатель.... зачет))
...а как насчет исходника?

[serg1958]

своего рода 3d-выжигатель.... зачет))
...а как насчет исходника?

Как доведу до ума, надеюсь на комерческое продолжение. Напишите в личку.
По мере появления нового, буду добавлять. Проба пера на буке. Размер 140х200 мм., скорость выжигания 1200 мм/мин, лазер 445 нм 2 Вата. Время выжигания - 3 часа.



Сообщение отредактировал serg1958 - 27.10.2015, 0:08

[mura]

скинь плс ссылку на лазер

[serg1958]

скинь плс ссылку на лазер

Покупал давно (больше 2-х лет) на Ebay.

[serg1958]

Добавил расчёт скорости по оси Х. Теперь полноценно расчитывается скорость движения по любым траекториям, не только растр, но и смещение и по вектору. Доработал установку уровня белого и черного цвета. Теперь уровень белого (offset) можно выставлять от 0 до максимального значения мощности и максимальное значение мощности от максимума до offset.
Заказал лазерный диод 3,5 Ват. Жду, как придёт буду пробовать.

[serg1958]

Создал яндекс диск, потихоньку буду выкладывать файлы.
Вот результат выжигания 2-х ватным диодом:
https://yadi.sk/d/AarqTRCEkzHuB
Там же видео опробования 4-х ватного диода. Пока на ЧПУ ещё не поставил, много времени ушло на изготовление драйвера для диода. Те драйвера, что продают китайцы в основном до 3-х ампер и сильно нагреваются. Кроме того - медленные, т.е. не позволяют использовать высокие частоты ШИМ модуляции.
Подбираю оптику и т.д. Надеюсь к новому году попробовать на станке.

[serg1958]

Вот интересная ссылка: http://www.picengrave.com/Gallery.htm

[serg1958]

Собрал драйвер для лазерного диода 3,5 вт. При 3,5А оптическая мощность примерно 4 вт. Лазер фокусируется до точки диаметром 0,2мм. Попробовал выжигать. На скорости 2400 мм/мин с шагом 0,2 мм и с выходной мощностью 75% тоновый ч/б рисунок 100х150 мм выжигал минут 40. На 100% мощности глубина выжигания около 1 мм, смотрится неестественно. Битовый рисунок - не выжигаются мелкие точки, только крупные.
Результат:

[serg1958]

вот ещё

Эскизы прикрепленных изображений