Привет!
Василий у верстака и сегодня я начну рассказывать про устройство лазерного станка – благодаря каким элементам и эффектам можно и нужно делать классные вещи.
Вся последующая информация носит обобщенный характер и нужна исключительно для базового понимания работы оборудования.
Поделюсь секретом. Первый раз узнав про CO₂ лазеры, я подумал, что лазеру нужен баллон с углекислым газом и без него ничего не получится вырезать. Но, как оказалось, всё не так и обдувать поле реза диоксидом углерода нет необходимости.
Вася, так как же твой станок жжёт?
Не жжёт пока, а шагает. Лазер пока выключен.
За начальную точку данного опуса я возьму такое событие, как появление шаговых двигателей. Данный элемент – самая важная часть системы и без неё всё остальное просто не нужно. Первые реализации шаговых двигателей датированы серединой 19 века, а весь дальнейший прогресс по всем отраслям позволил улучшить этот важный элемент нашего станка.
Немного заумных слов-определений. Шаговые двигатели состоят из статора (упрощенно, корпус) и ротора (упрощенно, хоботочек – вал торчит из корпуса, можно покрутить пальцами и нагрузить чем-то). На роторе-хоботочке установлены постоянные магниты, а в состав статора-корпуса входят катушки (обмотки) индуктивности. Заумная картинка ниже. Всем рулит мозг.
Как и наша планета, шаговый двигатель ничто без магнитного поля. И, в отличие от Земли, шаговый двигатель вращается не непрерывно, а шагами. Основа вращения – использование катушек индуктивности, которые толкают или тянут ротор во время его вращения, когда на них подается напряжение. Грамотное управление этим процессом возложено на "мозги" станка через специальные драйверы, здесь мы уже засыпаем, поэтому сосредоточимся на главном – шагах.
Для всех наших гравировок и расщепления фанеры на молекулы нам важно четко знать, где в конкретный момент времени находится точка реза и как один элемент расположен относительно другого. Тогда и только тогда мы сможем воплощать самые необычные идеи в жизнь.
На каждый шаг ротор двигателя проворачивается на определенный угол и угол этот – фиксированный. Для двигателей, используемых в станках он обычно равен 1.8° и кратен полному обороту двигателя в 360°, но и тут есть хитрости и нюансы. Путем нехитрой математики мы сможем эти шаги преобразовать в расстояние, пройденное нашим лучом по рабочему полю. А, зная расстояние, мы сможем рисовать всё, что душе угодно. Бинго!
Для лазерного станка перемещение осуществляется преимущественно по двум осям – оси X и оси Y. Двигатели не всемогущи, а еще им грустно в одиночестве, поэтому нужно минимум два двигателя. По одному на ось.
В трехмерной печати, на то она и трехмерная, добавляется ещё одна ось Z вверх и нам потребуется еще двигателей, но это мы обсудим в рамках печати пластиками. И нет, это не сговор заводов по производству двигателей, что нам нужно их больше и больше. Просто мы любим двигатели.
А что и как двигать, мы поговорим в следующий раз.
В конце залипательное видео с мотивирующей цитатой прямо из мастерской!