Брак при гравировке на CO2-станке: двоение, полосы, тёмные края и перекос — причины и проверка

Порядок проверки

Дефект гравировки почти всегда похож на несколько причин сразу. Поэтому проверять надо от дешёвого к дорогому: файл и программа, затем режимы, затем механика, затем оптика. Ниже девять видов брака, у каждого в начале указано, где искать виновника. Все описания опираются на раздел поиска неисправностей в документации LightBurn и на практику станков с DSP-контроллерами вроде Ruida.

1. Двоение и «призраки»

Если контур буквы виден дважды, а чередующиеся строки на фото смещены относительно друг друга, виновата задержка. Трубке и блоку розжига нужно время, чтобы начать излучать: у одних оно измеряется микросекундами, у других заметно больше. На высокой скорости каретка успевает уйти вперёд, прежде чем луч включится.

Масштаб легко посчитать. По документации LightBurn, при 100 мм/с и 254 dpi одна точка занимает 0,1 мм, и задержка в одну миллисекунду сдвигает строку на целую точку. При 500 мм/с та же миллисекунда даёт 0,5 мм, то есть пять точек: смещение уже видно глазом. Если добавить растяжение ремня, оно вырастет.

Поэтому двунаправленная гравировка на высокой скорости без настройки всегда двоит. Лечится это таблицей Scanning Offset Adjustment: она сдвигает строки на нужную величину для каждой скорости.

Прежде чем править таблицу, исключите механику. Ослабший ремень даёт похожий эффект, и таблица его только замаскирует. Если у станка два лазера, смещения настраивают отдельно для каждого.

2. Тёмные края и светлая середина

Тёмные границы на заливках и фото означают, что каретка разворачивалась, не выключив луч. На разворотах она замедляется, и энергия на миллиметр там выше. Исправляет это оверскан: каретка проходит дальше границы изображения с выключенным лучом и вступает в рабочую зону уже на скорости. По документации LightBurn, DSP-контроллеры вроде Ruida делают это сами, а для GRBL опцию включают в параметрах слоя, и расстояние считается как процент от скорости.

Если на Ruida всё равно видны тёмные края, проверьте, что у изображения есть запас по краям поля. При нехватке места контроллер выдаёт ошибку недостаточного пространства для разгона, и тогда нужно уменьшить скорость или сдвинуть макет от края стола.

3. Блочные и ступенчатые края

Если строки лежат правильно, но края выглядят блочными, посмотрите на интервал. Слишком крупный интервал даёт ступеньки на кривых. Варианты лечения по документации LightBurn:

• уменьшить интервал строк, то есть поднять dpi;
• добавить подслой с контуром, чтобы обвести границу линией;
• расфокусировать лазер на пару миллиметров: строки сливаются с соседними.

Но если чередующиеся строки смещены, начинать надо со смещений из пункта 1, а не с интервала.

4. Волнистость и дрожащие углы

Волнистые линии, незамкнутые контуры и «усы» на углах говорят о люфте. По документации LightBurn, самые частые причины — слабый ремень и мусор на рельсах, но бывает и незакреплённая линза, зеркало, головка, ось или рама.

Проверка простая и безопасная. Выключите станок и выньте вилку. Аккуратно покачайте подвижные узлы: нет ли люфта у каретки, зеркала, держателя линзы. Ремни должны быть натянуты, но не перетянуты: их можно «щипнуть» как гитарную струну. Если всё в порядке, а волнистость остаётся, проверьте стол: колебания стола передаются станку, и бывает полезно поставить его на пол. Последний вариант: вы просто гоните станок на пределе паспортной скорости. Документация прямо пишет, что качество на теоретическом максимуме сохранить не всегда получается, и советует снизить скорость. Ускорение по Y иногда тоже слишком высокое: бросок каретки между строками «качает» портал.

5. Периодические полосы по всей картинке

Если узор повторяется по всему полю с одним шагом, ищите механику с таким же шагом: ходовой винт, шкив ремня, вал двигателя. По документации LightBurn, это обычно дефект или налипание на движущейся детали. Протрите рельсы, смажьте по инструкции производителя, осмотрите ремень на трещины и посмотрите, не бьёт ли шкив.

Сначала отделите программу от железа: запустите симуляцию задания на экране. Если на ней рисунок чистый, дело в станке или в файле. Одному оператору помогло снижение базовой частоты лазера с 5 до 4 кГц, но это не правило, пробуйте небольшими шагами. Проверьте питание станка и надёжность низковольтных разъёмов, блок розжига трубки при этом не вскрывают, и ставьте чиллер с запасом по мощности. Для резиновых штампов файл растрируют заранее на 500–1000 dpi, а если полосы идут вдоль хода головки, меняют ролики и подшипники.

6. Пятна тона без рисунка

Тёмные и светлые участки без закономерности на ровной фанере чаще всего связаны с материалом. Дерево естественно неоднородно: годовые кольца, смолистость, клей между слоями шпона. Второе объяснение — расстояние до линзы меняется по полю: лист выгнут или неравномерно толстый, и часть гравировки идёт не в фокусе. Третье — луч не отъюстирован, или портал не параллелен рабочей плоскости.

Проверка: положите на стол ровную плотную плиту и сделайте на ней градиент или сетку квадратов. Если пятна остались, дело в станке. Если пропали, дело в материале. Фокус и юстировку смотрите по материалу о фокусировке.

Если плохой рез или двоящийся след появляется только в одной зоне поля, проверьте, не задевает ли луч стенку сопла: выключите станок, открутите сопло и повторите тестовый выстрел на минимальной мощности в этом месте, в очках и при закрытой крышке. При плавающей мощности по полю прорежьте на оргстекле тестовую линию вдоль стола и измерьте высоту сопла над столом в нескольких точках.

7. Скос заливки на Ruida

Если контуры ровные, а заливка скошена, на станках с Ruida вероятен сбой полярности импульсов шагового двигателя. Контроллер подаёт на драйвер короткий импульс, и драйвер реагирует либо на нарастающий, либо на спадающий фронт. Если контроллер и драйвер ожидают разное, смена направления происходит на шаг раньше, и заливка идёт наискось. Лечится переключением параметра PWM Rising Edge Valid для одной или обеих осей в настройках станка (Laser Tools, Machine Settings, Vendor Settings).

Если скошены и контуры, и заливка, причина другая: перекошенная рама или зеркала, потеря шагов двигателем из-за перегрева, механика.

8. Не зажигается на малой скорости

Трубка не светит ниже порога. По документации LightBurn, он обычно около 10 % от мощности трубки: у трубки на 80 Вт луч появляется примерно на 8 %. Если Min Power выставлен ниже, на медленных участках и поворотах метки не будет вовсе. Для Ruida есть ещё Start Speed: скорость, ниже которой используется Min Power. По умолчанию это 10 мм/с на большинстве контроллеров, на некоторых станках до 15–20 мм/с.

Для поверхностной маркировки задают Min Power чуть выше порога зажигания: углы получаются прожжёнными без обугливания.

9. Размер не совпадает с макетом

Если неверен только размер по Y и вы раньше работали с поворотным устройством, проверьте, что в настройках отключено включение ротатора. Если ошибка по обеим осям, нужна калибровка шагов на миллиметр: в LightBurn есть для этого инструмент Calibrate Axis.

Если рез после гравировки съезжает по мере удаления от нуля, смените в экспорте PLT единицы плоттера с 1016 на 1000 или наоборот. Когда деталь вышла меньше макета, вырежьте квадрат 100 мм, измерьте его и пересчитайте шаг на импульс по каждой оси, а при пропусках шагов по оси снизьте ускорение примерно вдвое.

Что сделать в первую очередь

На новом станке разумно сразу выполнить три теста: фокус, смещения строк и интервал. Они занимают около часа, а потом вы отличаете брак режима от брака механики по тому, как он выглядит. Если производитель станка приложил файл смещений .lbso, его можно импортировать в настройках станка вместо ручного теста: по документации LightBurn, часть производителей такие файлы выдаёт.