استفاده از فنّاوری کنترل عددی در رسم و نقاشی دو بعدی به وسیله نازل رنگ پاش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی ، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

2 مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.22034/ijme.2024.436140.1923

چکیده

امروزه فنّاوری کنترل عددی که از فرزکاری دو محوره بال هواپیما در دانشگاه MIT در سال ۱۹۶۸ آغاز گردید، در حوزه های گوناگونی به کار گرفته شده است. با توجه به قابلیت‌های چشمگیر این فنّاوری، کنترل عددی اخیراً در عرصه هنر هم ورود کرده است. معماری داخلی، مجسمه سازی ، نقاشی و بسیاری موارد دیگر از کاربردهای این موضوع می باشد. در پژوهش پیش رو رسم و نقاشی دوبعدی به کمک تلفیق فنّاوری کنترل عددی و طراحی به کمک کامپیوتر مد نظر قرار گرفته شده است. حرکت دوبعدی قلم به وسیله دو موتورپله‌ای و کنترل هماهنگ زوایای چرخش موتورها انجام می‌شود. پیاده سازی الگوریتم کنترل حرکت نیز ابتدا بر روی فضای دکارتی انجام شده و سپس به کمک تبدیل به فضای شبه قطبی منتقل می شود. در ادامه این پژوهش به طراحی و راه اندازی سیستم کنترل پاشش رنگ به وسله نازل رنگ‌پاش میپردازد. این کار قابلیت رنگ آمیزی و طراحی منحنی‌های گسسته و پیوسته را بر روی سطوح مختلف مورد بررسی قرار می‌دهد. در انتها دستورات ایجاد شده متناسب با جایگاه موتورها و مکانیزم کنترل پاشش رنگ توسط بورد آردوینو، شیلد سی ان سی و الگوریتم GRBL به پالس‌های حرکتی تبدیل شده و شکل مورد نظر را با توجه به نوع منحنی به وسیله نازل رنگ پاش رسم می‌کند. قابلیت های این رسام سی ان سی توسط مثالهای کاربردی نمایش داده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Utilizing CNC technology in two-dimensional drawing and painting using a spray paint nozzle

نویسندگان [English]

  • Mohammad Amir Partanian 1
  • Behnam Moetakef-Imani 2
1 Aerospace Engineering Group, Eng Department, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Mech Eng Department
چکیده [English]

Nowadays, numerical control (NC) technology, which began with the two-axis milling of aircraft wings at MIT in 1968, has been employed in various fields. Due to its remarkable capabilities, numerical control has recently entered the realm of art as well. Interior architecture, sculpture, painting, and many other areas have found applications for this technology. In the present study, the combination of numerical control technology and computer-aided design (CAD) is used for two-dimensional drawing and painting. The two-dimensional movement of the pen is achieved using two stepper motors and synchronized control of their rotation angles. The implementation of the motion control algorithm is initially performed in Cartesian space and then transformed to pseudo-polar space. Furthermore, this research investigates the design of a nozzle holder base for paint spraying and the creation of curves using this nozzle and the ability to colorize and draw both discrete and continuous curves on different surfaces is examined. Finally, the commands generated, corresponding to the positions of the motors and the control mechanism of the paint spraying, are converted into motion pulses using an Arduino board, CNC shield, and GRBL (G-code Real-time Boot Loader), enabling the desired shape to be drawn using the paint spraying nozzle. The capabilities of this CNC painter are shown by practical examples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical Control
  • coordinate transformation
  • Arduino board
  • spray paint nozzle
  • GRBL