CNC гравер 3018. Часть 2. Добавляем лазерный модуль.

Всем привет! В комментариях предыдущего обзора писал, что приспособил лазерный модуль на этот станочек и сделал несколько пробных пусков. Тема заинтересовала несколько человек, так что решил потихоньку копить материал, но не углубляться в технические дебри, а больше пройтись по тонкостям настройки и результатам. Обзор получился довольно объемным, надеюсь будет интересно )

Характеристики модуля

Материал корпуса: Алюминий
Цвет: Синий
Охлаждение: Активное
Размеры: 85 * 33 * 33мм
Материалы для гравировки: МДФ/Бумага/Дерево/Ткань/Пластик/Кожа/Фанера/Пенокартон/Анодированный алюминий
Исключение: Металл/Стекло/Камень/Керамика/Материалы с отражающей поверхностью/Прозрачные материалы
Мощность лазера: 2500мВт
Длина волны: 450нм
Форма фокусировки: Точка
Напряжение питания: 12В
ШИМ модуляция: Поддерживается
Интерфейс подключения: XH2.54-3P
Срок жизни лазера: >10,000 часов

Распаковка и внешний вид

Серый пакет

Картонная коробка

И уже в ней в антистатик пакетике лежит модуль и шнурок для подключения к станку

«Шильдик» поближе

Установка

Ослабляем фиксирующий винт и вынимаем двигатель. Если присмотреться, можно заметить насечки

Благодаря которым квадратный модуль лазера надежно фиксируется в цилиндрическом отверстии

Затягиваем винт, вставляем кабель

Второй конец фиксируем в соответствующем гнезде под разъемом питания

Ну и перекидываем перемычку с CNC на Laser. Установка закончена, процесс занял несколько минут

Софт

Далее нам потребуется программное обеспечение, т.к. тот же Candle для механической гравировки выжигать не умеет. Благо производитель позаботился и скинул всё необходимое в комплекте с гравером

Нам нужна только папка Laser, настраивать ничего не придется, можно сразу запускать программу

Во время ознакомления рекомендую не включать станок, т.к. до сопряжения с ПК он будет на несколько секунд включать лазер на полную мощность, так что сначала разберемся как всё работает, потом будем включать.
На первой вкладке изображение формируется попиксельно, при этом размер картинки будет зависеть от выбранного размера пикселя, что логично. Например, имеем картинку 100*100 пикселей, при этом если выбрать размер пикселя 0.1мм, получим размер 10*10мм, при 0.5мм уже 50*50мм, что наглядно отображается на линейке. В моем случае поле 65*65мм(красный квадрат), а хрюшки займут 19*33мм в левом нижнем углу. Картинки спокойно перемещаются по полю мышкой

При выборе картинки можно выбрать предложенные градации серого, в этом случае для высветления будет увеличиваться отступ между соседними пикселями

Выбираем картинку, размер пикселя, время засвета каждого и нажимаем «Старт». Это самый долгий режим, но единственный, который умеет работать с градациями и картинка получается максимально приближенной к оригиналу, примеры рассмотрим позже
Вторая вкладка уже интереснее, тут мы можем сформировать непрерывную задачу из готовых вариантов

Ну или подгрузить свою картинку

Подкрутить детализацию

И сформировать NC файл в полном режиме

Или в режиме резки

На менее детализированной картинке будет нагляднее. Полный режим закрашивает темные области

В режиме резки идет проход по контурам, что удобно если рисунок изначально состоит из тонких линий

Тут так же настраивается размер пикселей, только вместо ползунка выпадающий список или ручной ввод, так что даже после вставки изображения можно немного подогнать масштаб.
А еще можно быстро преобразовать текст, выбрав шрифт и высоту букв

Третья вкладка позволяет автоматизировать нанесение гравировки по нескольким переменным времени

Ну и на последней можно выбрать тип станка, откорректировать мощность лазера в режиме подготовки и работы, а так же задать основные параметры перемещения.

Практика

Для начала удостоверьтесь, что у вас есть защитные очки. Если нет, обязательно купите и не включайте питание если не будете видеть стол в красном или зеленом свете, это лучшие варианты для используемого мной лазерного модуля.
Покупал тут, стоят недорого, явно дешевле услуг офтальмолога

Красные фильтруют лучше, но на черной заготовке иногда сложно рассмотреть даже сконцентрированную точку, а в зеленых на светлом материале уже трудно будет рассмотреть ее границы, так что пользуюсь и теми и теми в зависимости от степени отражения света от поверхности заготовки. Так же мог фокусировать луч в красных, а следить за процессом в зеленых. Кстати, все гифки будут зеленые, т.к. через красные очки фотоаппарат кроме точки не мог ничего зафиксировать.
Да, мощность лазера не очень большая, но если на ту же доску попадет кусочек отражающего материала, например, кусочек фольги или блестки и от него отразится луч в глаз, мало не покажется. При использовании более мощных модулей может быть достаточно капли жидкости. Так, за меры безопасности написал, это главное.

Не забудьте снять наклейку с фокусирующей головки лазера. Хотя можно и оставить — луч сам найдет себе путь, но меня смутил запах горящей синтетики перед обработкой деревянной заготовки )
Так же помните, что при включении лазер около секунды будет работать на полную, я подкладывал тонкий лист металла черного цвета под модуль, он спасает заготовку и по минимуму отражает луч. Алюминиевый стол для этих целей подходит хуже, т.к. отражает больше. Не знаю как избавиться от этой особенности, вроде и привык, но всё же напрягает.
После подключения переходим в настройки и меняем мощность слабого режима таким образом, чтобы через очки можно было разглядеть точку лазера на заготовке. Для разных материалов значение будет меняться, например, дереву достаточен минимум, а на черной коже при этом же значении в очках точку уже не видно.

Далее подводим модуль к точке старта и поднимая ось Z ловим момент когда точка будет самой маленькой.

Если запаса каретки не хватает, начинаем крутить кольцо фокусировки. Аккуратно, резьба мелкая, но его можно полностью выкрутить и если это произошло, не потеряйте пружину, которая обязательно выпадет. Регулировка при этом происходит в довольно большом диапазоне, каждый оборот сдвигает точку фокусировки на пару миллиметров, так что каретку можно задрать и каждый раз корректировать вручную

Можно начинать гравировку. С первым режимом всё понятно, подгружаем картинку, программа анализирует ее и точечно переносит их на нашу заготовку, пиксель за пикселем, долго и нудно. Настраивается только детализация и время импульса. Самый долгий режим, но зато можно работать с градациями серого. На примере ниже один из образцов сделан в режиме CNC чтобы наглядно показать отличие. Чем больше указан размер пикселя, тем крупнее получается рисунок.
Центральный: создавался на 60% мощности с минимальным интервалом воздействия и максимальным размером пикселя
Крайний левый: просто с уменьшенным размером пикселя, материал пережгло
Крайний правый: аналогично левому, но мощность лазера снижена до 30%

В основном «игрался» с CNC. Взял готовый образец, мощность лазера 100%, режим полный

Напоминает закрашивание картинки маркером по контурам

Ускоряем

Не очень похоже на первоначальный образец, явно пережгло, миллиметра так на 3 вглубь

Снизил мощность лазера до 62%, при 60 уже не оставлял следа

Получилось лучше, но можно было еще и скорость поднять, малость перебор всё же

А потом я нашел новую версию используемой программы. Различия на первый взгляд небольшие, но значительные, а именно новый режим CNC: «Line», который используется во всех современных станках. Сейчас покажу наглядно.
Вот режим Full Mode, похоже на зарисовку маркером кусок за куском

Режим Cut прогоняет по контурам

Режим Line идет по линиям, выключая лазер за пределами контура, выстраивая изображение построчно

На практике это выглядит вот так

Результат на мощности лазера 50%, да, в новой версии ниже 60% тоже жжет нормально

Так же в настройках добавили пункт Laser Optimisation, меняющий мощность в зависимости от скорости

Нашел картинку с неплохой детализацией, выставил скорость 1500 и мощностью 50%

Вот проход без оптимизации, обратите внимание на паузы во время пропусков

А вот с включенной оптимизацией

Торможения почти нет и процесс идет быстрее, 23 минуты против 35 без оптимизации

Единственное, я прогадал с мощностью. По краям контура она падала ниже 50%, да и в целом из-за скорости рисунок получился блеклым, без вспышки очертания видны лучше. Без оптимизации же 50% было многовато(нижний кусок по центру), так что остановил процесс и запустил новую задачу с оптимизацией и мощностью 80%(центральный рисунок вверху). Ну и справа проход в Full Mode на 50% мощности

Ну и с появлением оптимизации приходится меньше дергать настройки мощности в зависимости от используемого материала. Вот, например, дермантиновый чехол. Материал довольно капризный, на низкой мощности не обрабатывается, но если чуть переборщить, прожигается чуть ли не насквозь.
Full Mode на 50% без оптимизации


Результат в центре, левее то же самое, только с оптимизацией

Справа режим Line с оптимизацией и 40% мощности

Ну, думаю с режимами должно быть всё понятно, иначе можно так замудрить с объяснениями, что только больше запутаешь. В итоге у меня основным рабочим режимом был CNC и после обновления приглянулся проход по линиям с оптимизацией, который используется по стоку во многих других приложениях для лазерной гравировки.

В характеристиках написано, что данной моделью лазера можно обрабатывать анодированный алюминий, в чем я с самого начала очень сомневался. Сначала взял паяльную станцию, в режиме CNC выбрал текст и вбил первое что пришло в голову. Мощность лазера 100%, скорость прохода 200

Результат удивил

«Да там наверное какая-то фиговая краска» скажете вы. Я так тоже подумал и достал конвой. Серый корпус будет поглощать излучение хуже черного, но зато уже мало кто придерется )
Нашел подходящую картинку, скорость прохода снизил до 50. Забегая вперед, результат такой же как и на 200

С центровкой пришлось повозиться, жать Test Size и раз 20 поправлять мелкий корпус, чтобы рисуемая рамка цепляла аккурат по граням окружности, запускаем процесс и ждем

Теперь я властелин конвоев )

Ну и мне показалось логичным добавить логотип лисы на NITEFOX в режиме точек

Ближе. Перепад высоты около миллиметра из-за формы корпуса не сказался на результате

Потом на глаза попалась металлическая визитница, а это много места для тестов.
Было интересно посмотреть на детализацию, так что написал строчку текста с шириной букв 1мм

Результат вверху

Под надписями дракон в режиме точечной рисовки. Вертикальные полосы из-за пикселя меньше выставленного

На этом фото остальные драконы сделаны в режиме Full Mode с разной скоростью прохода, полос нет

А на этом проход Line с оптимизацией/Cut/Line без оптимизации/Full с оптимизацией

Возвращаясь к теме детализации, на 30% мощности сделал надпись на зажигалке

Точнее стихотворение

Вот ближе. Размер занимаемой поверхности 11х15мм

Ширина символов 1мм

Для проверки точности использовал шаблон-линейку из библиотеки

Как по мне, довольно неплохо

После того как «набьешь руку», становится проще и мощность подбирается уже на глаз в зависимости от материала, тем более с оптимизацией безопасный диапазон заметно расширился, результат получается аккуратным

Самой долгой и волнительной была гравировка задней крышки мейзу. Хозяин сам попросил выжечь ему картинку из его же галереи, выбор пал на версию с градацией серого, а значит это долгий «режим печати» со средним размером пикселя чтобы не ждать вечность

Остановились на этом варианте. Пишет 44 минуты работы, по факту процесс занял часов 6

И всё было хорошо, пока он же не споткнулся о провод. И тут приходит понимание того, что продолжить с определенной высоты нельзя, вот что мешало добавить подобный пункт в настройки? Просто добавить поле «отрисовывать с» и высота в миллиметрах.
Ну да ладно, запустил задачу заново, вроде не критично, но вторым проходом осветлило первый, так что при желании можно делать несколько для получения желаемого результата.

Ну и конечно не тот эффект получился из-за инверсии цветов. В идеале нужно было сделать в редакторе инверсию и подтереть фон до ореола вместо квадрата, тогда был бы черный котик на светлом фоне.
Пластик еще немного мучил

Но получается не так интересно. На 30% мощности уже начинают проявляться линии, на 50% чуть не проплавил стенку, получается резать можно, но края в любом случае начнет оплавлять и нужна будет постобработка

Прошивка

Каких-либо изменений после перехода на новую версию прошивки я не заметил, так что польза от процедуры сомнительная, а повозиться с перенастройкой придется. Процесс опишу ниже.

После обновления ПО появилась возможность обновить и прошивку до версии grbl 1.1

Процесс прошел нормально, но потом станок взбесился. Дело в том, что вместе с прошивкой в контроллер залетели новые параметры работы, задралась скорость перемещения из-за чего появились пропуски шагов и изменились настройки шагов, из-за чего вместо перемещения на 10мм головка смещалась на 3мм. Ну и реверс по некоторым осям появился.
Казалось бы, чего страшного. На странице настроек есть настройка скорости и шагов

А в настройках контроллера еще много чего, главное помнить правильные значения

Вот только почему-то контроллер отказывается запоминать всё кроме реверса. Промучился я так какое-то время, запуская программу от имени администратора, меняя файлы конфигов, а потом плюнул, зашел в grblControl для управления классическим гравером и закинул все команды в консоль как в примере из прошлого обзора

$100=800.000 (x, step/mm)
$101=800.000 (y, step/mm)
$102=800.000 (z, step/mm)
$110=1000.000 (x max rate, mm/min)
$111=1000.000 (y max rate, mm/min)
$112=800.000 (z max rate, mm/min)

После этого можно закрывать grblControl и снова пользоваться обновленным Engraver Master

Итоги

Больше всего удивила точность позиционирования(и не только меня), 45 символов вместились в строку 21.5мм длины, ширина заглавных букв всего 1мм, при этом в строчных четко проглядываются необработанные места внутри контура, то есть их можно было сделать еще меньше. Ватная палочка для масштаба. Еще на зубочистке пытался надпись сделать, но сложно выставить ровно по оси Х, начинает постепенно съезжать.

Ранее не приходилось наблюдать за работой лазерного станка, так что опыт получился интересный.
Да, это далеко не самая мощная модель и может она только гравировать надписи на ограниченном типе материалов. Не, бумагу модуль прожжет безусловно, как и пеноматериалы, даже не очень толстый пластик, но нужна будет постобработка. Кстати, рисовать на бумаге так и не получилось. Она белая, поэтому на низкой мощности луч рассеивается, а при повышении мощности в какой-то момент просто начинает жечь ее насквозь оочень тонкими линиями.Кажется что это рисунок, поднимаешь лист, а середина вываливается на стол.
Установка проще некуда. Достаточно вставить лазерный модуль вместо гравера, подключить его в соответствующий слот, перекинуть джампер, запустить программу из стартового комплекта станка и можно пользоваться, но я рекомендую обновить хотя бы программу управления по этой ссылке, для начала обновления необходимо чтобы гравер был подключен. Вот прошивку бы не трогал, в моем случае заметных изменений не произошло.

Возможно текст местами получился несколько сумбурным, т.к. изначально вообще не планировал писать обзор и большую часть процесса настройки с тестированием не документировал, так что если что-то упустил — поправляйте, задавайте вопросы, я постараюсь восполнить пробелы. Всем добра =)

Модуль приобрел с хорошей скидкой, так что