Sterowanie laserem z gcode

[Krzysztof]

Kolejny temat „na tapecie” który długo już nie daje mi spokoju – możliwość sterowania promieniem lasera z poziomu popularnych hostów i slicerów, za pośrednictwem gcode.
Niby proste, ale nie do końca.
Jak wiadomo, to najlepiej się do tego spisują galvanometry jeśli się chce uzyskać szybkie generowanie obrazu (czyli tak jak w projektorach laserowych). Stosowanie galvanometrów niestety nie do końca rozkminione jest w przypadku drukarek 3D SLA w segmencie tanich urządzeń. Galvanometry to ustrojstwa analogowe sterowane napięciem symetrycznym i tu się zaczyna problem.
Jakiś czas temu (2 latka?) miałem okazję testować elektronikę OpenSL, która jest połączeniem typowej elektroniki 8bit na AT90USB1287 + przetworniki ADC do sterowania galvami. To wszystko sterowane ze zmodyfikowanego Marlina. Niestety, lustra w galvach się strasznie ślimaczyły i mam wrażenie, że na dobrym CoreXY czy układzie H bym szybciej laser wysterował – temat więc odpuściłem.
Ostatnio zainteresowałem się platformą Lasershark, która pozwala sterować galvami z rozdzielczością 12bit, sterowaną z oprogramowania CreationWorkshop. Niestety CreationWorkshop stało się drogim oprogramowaniem komercyjnym (po 3 latach „otwartości”). Można jeszcze ściągnąć wersję darmową, ale nie jest ona już rozwijana. Po rozmowach z kilkoma osobami z zagranicy pracującymi nad „laserówkami” odnośnie pracy tego duetu, dowiedziałem się, że nie do końca Lasershark+CreationWorkshop pracuje ze sobą poprawnie i wręcz nie polecają tego rozwiązania (CreationWorkshop wspiera głównie DLP).
No wiec kolejny temat odpuściłem, ale nie dałem za wygraną. Choć miałem już niezły mętlik w głowie to przystąpiłem do działania.
A gdyby tak zmienić myślenie i zrobić coś zamiast galvanometrów?
No i to zacząłem gdybać i robić pierwsze testy. Krokowiec + przekładnia + lustro, założenia:
– sterowanie z gcode ze slic3r-a i repetiera
– firmware repetier
– kąt pracy lustra ok. 20 stopni (jak w galvach)
Z silnika z 200 krokami + przekładnia 3:1 + mikrokrok 1/32 udaje się uzyskać ok. 1066 krokow na cały zakres osi pracującej 20 stopni. Daje to ok. 10.6 kroka na 1mm. W rezultacie otrzymujemy dokładność ok. 0.09mm w obszarze roboczym 100mm. To już jest całkiem fajnie, bo dokładniej od FDM.
Zrobiłem platformę testową, na której na lustrze udało mi się”wycisnąć” prędkość prawie 900mm/s na Atmega2560 w linii prostej.
Zrobiłem zatem układ testowy numer 2 – tym razem przełożenie 4:1, napęd silnikiem DC z enkoderem optycznym 448 linii, no i fajnie by było podpiąć to pod 32bit, bo jednak 8bit przy takich prędkościach już ma czkawkę szczególnie na okręgach.
W wolnej chwili nadal będę testował, ale jestem dobrej myśli, bo sam silnik DC pozwoli już na większą prędkość i akcelerację. Nie będzie to oczywiście tak szybkie jak typowe galva, ale powinno być wystarczająco szybkie na prowadzenie punktu lasera w celu uzyskania zamkniętych ciągłą linią obszarów.
Gdyby ktoś szukał do zabawy lustra powierzchniowego, to ja swoje wytargałem z naswietlacza laserowego wymontowanego z drukarki laserowej.

[Jankes]

Z wielką chęcią będę śledzić ten projekt, bo sam po kupnie wypalarki laserowej, myślałem o czymś podobnym, lecz moja wiedza jest zbyt mała, żeby się za to zabrać.

Ciekawi mnie jak rozwiążesz problem z utrzymaniem czystości luster itp? Zamierzasz to jakoś zabudować szczelnie, aby nie dostawały się pyłki?

[Krzysztof]

Tak, szczelna obudowa z szybą.

[Oskar]

Ale to chyba najmniejszy problem na tą chwilę ?

[Krzysztof]

Tak, to akurat "pikuś"

[PPJ]

Wiele lat temu projektowałem bardzo zbliżony układ do efektów laserowych - tyle tylko że korzystałem z lustra z drukarki, niestety przy takim rozwiązaniu możliwa jest tylko praca impulsowa. Dla sensownej rozdzielczości potrzeba w tym układzie sporo mocy obliczeniowej - teraz jest znacznie łatwiej z uwagi na ceny i możliwości sprzętu.

Nie zgłębiałem procesu utwardzania żywicy ale nie występuje tam minimalny czas naświetlania próbki?

t2.jpg

[Krzysztof]

Tak, jest potrzebny jakiś czas do utwardzenia próbki, ale patrząc po pracy galvanometrów w maszynach profesjonalnych, to są to ułamki sekund. Wszystko zależy od żywicy i to z jakim widmem światła pracuje - czym bardziej UV tym szybsze jej utwardzanie.