Arbeitsbeschreibung CAD/CAM

Relief aus Foto (konstruiertes Bild aus CorelDRAW )

 

Relief aus Foto fräsen.

 

Aus einem Graustufenbild wird mit einfachen Schritten ein Relief berechnet und dieses in Fräsdaten für eine 3D - Bearbeitungsmaschine umgesetzt.

 

Beispielbearbeitung für ein Bild, das in CorelDRAW mit Graustufen aufgebaut wurde.

 

Die Graustufen - Information eines Bildes werden in 3D-Koordinaten umgesetzt. AHSoft - Foto - Programme besitzen eine echte Fräser - Offsetberechnung. D.h. die Werkzeuggeometrie wird beim Fräsen berücksichtigt und das Relief an keiner Stelle überschnitten. 

 

 

 

Möglichkeiten und Einschränkungen der Foto - Reliefgravur.

Bitte beachten Sie, daß herkömmliche Fotos keine echten Reliefs darstellen. Besonders Portraits (Fotos von Gesichtern) sind schwer in brauchbare Fräsergebnisse zu wandeln. Bei ungünstiger Beleuchtung (Licht von der Seite) scheitert dies grundsätzlich und Sie erhalten z.T. recht hässliche Fräsergebnisse (Reliefs). Nur für ausgesuchten Fotos bzw. nach deren Bearbeitung mit einem Fotostyler werden brauchbare Ergebnisse erreicht. Andererseits können diese Fotos durchaus in durchscheinende Materialien (für Lithophane) gefräst werden (z.B. in helles, weißes Plexiglas). Bei rückseitiger Beleuchtung erscheint dann wieder das Foto.

 

Für einige stilisierte Objekte (z.B. Wappen ...), können mit der Fotogravur recht brauchbare Ergebnisse erzielt werden. Es gibt eben keine Richtlinie welche Tiefen z.B. die Farben Rot oder Grün haben müssen. So bleibt wenigstens der optische Eindruck in der Gravur erhalten. Konstruierte geometrische Formen und Grafiken, in welchen die Höhen mit Graustufen abgesetzt werden (z.B. in CorelDRAW erstellt), können meist für qualitativ gute Fräsergebnisse verwendet werden. Bitte beachten Sie, daß das Gaustufen - Format eine Auflösung von 256 Stufen hat. Sie können also in der Relieftiefe nur eine Auflösung von max. 256 Stufen erreichen. Besonders für großen Tiefen müssen Sie mit Treppenbildungen in den Schrägen rechnen. Diese Treppen können je nach Anordnung mit der Filterfunktion approximieren reduziert werden.

 

 

 

Das Reliefprogramm importiert Fotos in verschiedenen Formaten:

BMP

Windows Bitmap (.bmp) mit 256 Graustufen, 8Bit, ungepackt. BMP kann verschiedene Farbtiefen speichern. Bitte verwenden Sie nur das 8 Bit Graustufen - Format.

GIF

CompuServ Bitmap (.gif) mit 256 Graustufen, 8Bit, verlustfrei gepackt. Das GIF - Format enthält keine Informationen zur Größe oder Auflösung. Die Bildgröße muß nach dem Import manuell eingestellt werden. GIF kann 8Bit Graustufen- oder Farbbilder speichern. Verwenden Sie möglichst nur das 8 Bit Graustufen - Format.

PCX

Paintbrush Bitmap (.pcx) mit 256 Graustufen, 8Bit, verlustfrei gepackt. PCX kann verschiedene Farbtiefen speichern. Bitte verwenden Sie nur das 8 Bit Graustufen - Format.

JPG, JPEG

JPEG Bitmap (.jpg, .jpeg) mit 256 Graustufen, 8Bit und 24Bit Farben. JPG - Bilder mit 24Bit Farben werden beim Import in ein Graustufenbild umgewandelt. JPEG - Bitmaps können stark gepackt werden und verändern damit das Bild. Meist sind damit in einem jpg - Bild keine klaren Ränder (Übergang zu gleichmäßigen Farben) mehr vorhanden.

 

Nur die Formate BMP, GIF und PCX übertragen Bilder verlustfrei. Wenn saubere, exakte Ränder gewünscht sind, darf JPG/JPEG nicht verwendet werden. Die Formate BMP und PCX werden bereits mit den korrekten Bildabmessungen importiert. GIF - Bilder besitzen keine Auflösung oder Bildabmessung. Diese Bilder müssen immer manuell eingestellt werden.

 

 

Arbeitsschritte zur Fräsdatenberechnung anhand des obigen Beispielbildes. 

 

Das Fräsprogramm eMillRelief wird immer mit Navigator gestartet. Sie können alle hier verwendeten Funktionen im Navigator auswählen. In anderen Programme (z.B. eSIGN Art) werden die Funktionen im Menü angewählt.

 

Nachfolgend werden die vom Navigator vorgegebenen Arbeitsschritte beschrieben.

 

 

 

1

Öffnen

Wählen Sie das Bild und öffnen im Dateidialog. Sie erhalten eine Anzeige der Relief - Daten und das Eingabefenster für die Relief Abmessungen.

 

 

Proportional [J/N]:

Bei Einstellung JA werden alle Achsen im Verhältnis mit verändert. Das Höhen - Breiten - Tiefen - Verhältnis bleibt gleich. Bei Einstellung Nein können die Achsen X/Y/Z einzeln bestimmt werden.

Maß XY/Z [mm]:

Reliefabmessung in den Achsen X/Y/Z.

 

Maß Z ist die max. Relieftiefe. Meist muß diese unabhängig von der Relief X/Y - Abmessung geändert werden. Wählen Sie dazu Proportional = Nein, danach für Maß Z und die gewünschte Tiefe (z.B. 2,56 mm, damit erhalten Sie eine Z-Auflösung von 0,01 mm).

 

 

2

Filtern

Nur qualitativ schlechte Bilder müssen mit den Filter - Funktionen aufbereitet werden. Eine evtl. vorhandene Treppenbildung verursacht durch die eingeschränkte Auflösung (256 Graustufen) kann mit den Filtern approximieren oder approximieren stark reduziert werden. Die Filter können auch wiederholt angewendet werden, um die Wirkung des Approximierens zu verstärken.

 

Qualitätsänderung durch approximieren, sichtbar im gerenderten Bild (Standardeinstellung).

vor approximieren stark

nach approximieren stark

 

 

3

Spiegeln + drehen

Das Bild sollte in CorelDRAW bereits in der korrekten Lage gespeichert werden. Deshalb wird spiegeln + drehen hier nur angewendet wenn die Höhenzuordnung getauscht werden soll.

 

Bilder werden so geöffnet, daß helle Bereiche oben (geringe Frästiefe) und dunkle Bereiche tief liegen (große Frästiefe). Soll ein erhabenes Relief gefräst werden, muß die Graustufenzuordnung gedreht werden. Dazu wählen Sie spiegeln + drehen . spiegeln Z. Soll das Relief unverändert vertieft gefräst werden, dann wählen Sie im Navigator weiter.

 

 

4

Relief AutoKorr

Mit der Relief AutoKorr werden die Fräswege für die Bearbeitungsmaschine berechnet. Das Programm arbeitet mit einer echten Fräser Offsetkorrektur. Deshalb kann abhängig von der Datenmenge und der Fräserabmessung die Berechnung etwas Zeit benötigen. Für das Beispiel werden Fräswege für ein Schlichtwerkzeug berechnet.

 

 

Die Relief AutoKorr ist in 2 Varianten erhältlich. Die einfache Ausführung (eMillRelief (l), (ly)) berechnet Fräswege für ein Schlichtwerkzeug. Die komplexe Variante (eMillRelief (v), eSIGN Art, HCAM) berechnet Fräswege für bis zu 3 Werkzeuge gleichzeitig. In der komplexen Variante werden die Einstellungen für vorfräsen und vorfräsen fein ausgeschaltet (Taste <Entf>).

 

Einfache Ausführung für 1 Werkzeug.

 

Komplexe Ausführung für 3 Werkzeuge.

 

 

Fräswerkzeug.

Zur Fräseroffsetberechnungen können alle Werkzeuge mit/ohne Kegel, mit Spitzeradius und/oder Kugelradius verwendet werden. Um für die Beispielform brauchbare Fräsergebnisse zu erhalten, muß ein schlankes Werkzeug (kleiner Spitzenradius, kleiner Flankenwinkel) gewählt werden.

 

Für das Beispiel klicken Sie zur Werkzeugeingabe auf das Fenster der Werkzeuggrafik. Wählen Sie dort Typ (links neben der Werkzeuggrafik). Wählen Sie in der Werkzeug - Typ - Auswahl (Anzeige für 5 x 4 Werkzeuge) in der untersten Zeile einen Relieffräser (z.B. das 1. Werkzeug von links mit FrK 0,2 mm). Das Werkzeug muß noch angepaßt werden. Wählen Sie von oben nach unten:

Schneiden-/Schaftradius: z.B. 2,0 mm
Spitzenradius: 0 (alternativ 0,1 mm)
Winkel: 10°
Kugelradius: 0,2 mm (alternativ 0)
Eintauchtiefe: 0 (die Oberfläche der Form wird bearbeitet)
Flughöhe: 0,5 mm evtl. auch größer.
Arbeitsvorschub XY: 0,8 m/min
Eintauchvorschub Z: 0,8 m/min
Spindeldrehzahl:  40000
Werkzeugstandweg: 0 (wird nicht verwendet)
Wechselstation: 1 (muß > 0 sein, auch bei Handwechsel)

 

Bestätigen Sie die Werkzeugwahl, das Werkzeug wird in das Fenster der Relief AutoKorr übernommen (vgl. obige Grafiken).

 

Einstellung der Relief AutoKorr für eine Frässchicht (vgl. Grafik):

Vorfräsen grob:

Keine Eingabe (grau).

Vorfräsen fein:

 

Keine Eingabe (grau).

 

Abräumverfahren:

Z.B. Abräumen im Winkel, 45°.

Abräum Richtung:

Keine Eingabe. Ist bei Abräumen im Winkel ohne Bedeutung.

Abräum Bahnabstand:

Z.B. 40% (vgl. Grafik, evtl. auch kleiner).

Schichtabstand Z:

0 (wird hier nicht verwendet).

Abräum Schichtzahl:

1 (nur eine Schicht).

 

Die Einstellungen unter Parameter bleiben unverändert (Standard).

 

 

Nach der Bestätigung der Eingabe werden die Fräswege berechnet und grafisch in 3D angezeigt. 

 

 

Wählen Sie mit den Pfeiltasten Ihren Ansichtswinkel. Mit OK wird die Grafik gezeichnet.  

 

 

5

Fräsdaten Export

Exportieren Sie die Fräsdaten in das Format Ihrer Maschine.

 

 

Beispiel DIN/ISO - Export für WinPC-NC:

 

 

Wählen Sie Export . DIN/ISO.

 

 

 

Wählen Sie im linken Fensterbereich DIN/ISO FILTER = WinPC-NC / PC-NC. Im Rechten Fensterbereich ergänzen Sie die Einstellungen (gem. Bild):

Anfahrposition X/Y:

Mit Anfahrposition in X und Y = -9999.99 wird an der ersten Fräsposition begonnen (angefahren).

Rundgravierdurchmesser:

0. (Eingabe nur für zylindrische Werkstücke und 4. Achse.)

Freifahrposition X/Y/Z:

An dise Stelle fährt die Maschine nach der Bearbeitung.

X = 50 mm; Y = 100mm; Z = 20 mm

Satznummer:

1, 2, 3. Satznummer wird nur zum Werkzeugwechsel erzeugt (Standard).

WStat-Add.:

Wird hier nicht verwendet.

 

Nach OK werden Sie zur Eingabe eines Dateinamens aufgefordert und danach die Fräswege in das DIN/ISO - Format gespeichert.

 

 

 

 

Ergänzende Informationen.

 

Grafikeinstellung.

In der Standardeinstellung wird ein Graustufenfoto sofort gerendert angezeigt. Sie können die Einstellung wechseln indem Sie den Navigator verlassen (Ende Navigator) und mit der der rechten Maustaste <R> oder mit <F2> den Button für Grafik Norm anwählen. Wählen Sie im Menü die Einstellung Standard Graubild.

 

 

 

Obersten Relieflevel nicht fräsen.

In einigen Fällen (z.B. Lithophane) ist es notwendig leere Bereiche (Z-Level 0 mm) nicht zu fräsen. Dies kann mit Relief AutoKorr . Parameter . SchlWZ.Level 0 ausheben eingestellt werden. Eine ausführliche Anleitung zu diesem Thema erhalten Sie unter Relief aus Foto fräsen.