Почему мы отказались от конструкции с поперечной балкой
Одна из первых версий ЧПУ выглядела не так как новые (см. фото к посту). Она имела только одну балку (направляющую) по оси У, к которой была закреплена поперечная оси Х на колесике. Но после продолжительных тестов и обкатки стали вырисовываться явные недостатки такой модели пиропринтера.
Данная конструкция была еще в 2014 году.
Схематичная конструкция старой версии станка показана на рисунке ниже. Балка с осью Y (показана как толстая направляющая), Балка с осью X, прикрепленная к предыдущей балке с одной стороны, а с другой имвшая колесико (ролик) для передвижения.
Во первых, это неустранимый люфт в поперечной балке. После определенного количества работ появляется небольшой люфт и дальше он только усиливается. Что бы избавится от люфта нужно пересобрать часть каретки — а это не вписывалось в наши задачи, т.к. целью была сделать не сложный в обслуживании станок, ну и нести за станок гарантию. А производить станок, который заранее будет сложно обслуживать и у которого будут постоянные гарантийные случаи нас не вдохновляло.
Кроме того, из-за подвижной механики люфт может появиться после продолжительной работы станка, т.е. в конце больших работ. Если ось в левой части станка закреплена жестко и шаг за шагом начинает выжигание с равными интервалами, то в правой части изображения конец балки может двигаться на подобие стрелки часов, показывающие секунды. Причем, хоть эти перемещения и практически не заметны глазу и достаточно невелики, но на портретах появляются дефекты:
- либо "белый клин" в конце строки - т.е. когда одна линия выжжена с отставанием, а следующая за ней вернулась на свое место или пошла на опережение. По факту на работе мы увидим белую полосу.
На картинке ниже показан смысл белого клина. сли представить красную полосу первой линией при выжигании, а синюю второй линией при выжигании. Между ним образовался белый клин. Когда таких линий много, то большое количество таких белых клиньев может попасть на лицо при выжигании портрета, что однозначно станет заметным.
- второй вид дефектов - "черный клин", т.к. когда линия рисуется корректно, а следующая за ней идет с отставанием. В итоге появляется наслоение двух линий и появляется темная полоса.
На небольших изображениях это еще не особо заметно, но на более крупном изображении уже бросается сильнее в глаза. Особенно, если прорисовываются мелкие детали изображения (ресницы, текстура дерева и т.п.)
Во вторых, прижим на разных участках вала по оси Х разный, так как кабель напрямую идет на жало. Мы уже говорили о том, что прижим жала к фанере на всей площади должен быт одинаковый. Если в каком-то месте жало давит слабо, то появляются более бледный прожиг при движении. В конструкции с поперечной балкой часто образуются такие засветы на части портрета противоположного от оси Y.
В нынешней модели прижим обеспечивается гибкой вставкой, которая давит на фанеру, но за счет жесткости конструкции коретка двигается в одной плоскости.
В третьих, вибрация поперечного вала. Правый конец балки никак не закреплен, поэтому при движении по валу каретки неизбежно появляется небольшая вибрация. Она обычно почти не заметна, но ее можно почувствовать, дотронувшись рукой. Вибрация мешает нанести точные прямые линии, поэтому портит детали изображения, несколько снижая ее резкость.
В том числе из-за данной вибрации нельзя увеличить скорость выжигания, которую смогли поднять на обновленной конструкции станка при смене электроники в блоке управления.
В четвертых, с такой конструкцией ограничено рабочее поле. Его никак нельзя увеличить даже в длину, не перебрав конструкцию практически полностью.
В итоге, нынешняя конструкция снимает все эти недостатки:
- линии наносятся ровно от края до края по всей длине
- размер изображения никак не влияет на точность нанесения деталей
- устранена лишняя вибрация на каретке из-за жесткого крепления оси Х с опиранием на оба плеча с обоеих сторон.
- давление жала на фанеру равномерное по всей площади, при этом плавающая голова с жалом обладает достаточной упругостью.