2D-фрезеровка и рисование на простом станке с ЧПУ на Arduino

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.