10 根高精度伺服軸開辟美術繪畫新世界

IT 專家 Patric Luthi 開拓了一臺獨特的繪畫機具人，它可以繪制精巧的藝術創作。OilPainter 機具人可以應用丙烯顏料還原即興局部圖像舉行作畫，還可以制造出令人驚嘆的藝術創作。為了實即興這一目的，倍福的 TwinCAT NC I 軟件把持 5 根主軸和 5 根附帶軸，它們經過伺服電機和伺服驅動器驅動，而這些驅動出品也來自倍福。

OilPainter 是一款全主動繪畫機具人，它應用丙烯顏料繪制各種后影象主義風骨的畫作。它可以畫一幅梵高風骨的蒙娜麗莎畫像，或者畫一幅就像是安迪?沃霍爾創作的奧黛麗?赫本畫像。第一臺繪畫機具人樣機眼前就放在位于瑞士蘇黎世的佐利可貝格的一家早前的打印店里，它不久就會為一家大規模的家具零賣商繪制一幅獨一無二的創作。

“為了創作出這些風骨獨特的藝術創作，待繪制的正題數據務必以矢量、預編程的花樣供給把持器。這么，甚至在開端畫畫前，機具就曾經對每個筆觸一目了然。”蘇黎世 OilPainter 公司 CEO Patric Luthi 說道。“機具人在繪畫時，它會逐沖程地尾隨具有 11 個兩樣畫刷寬度的程序，反度過來它又可以任性角度定位。經過將圖像分為 X/Y 軸和 R 軸作為旋轉畫刷角，可以應用任性畫刷寬度實行任何沖程。只是，與人類畫家兩樣，OilPainter 可以陸續旋轉 R 軸無需提起畫刷即可畫一根完全的螺旋線或繪制一幅書法創作。”

OilPainter 公司 CEO Patric Lüthi（站在最前面）和 倍福瑞士分公司區域銷經營 Robert Urech 對機具人完成的藝術創作異常滿足

針對高精度活動的數控伺服技術

機具在畫畫時，5 根主軸一本正經把持活動，5 根附帶軸用于調色。3 根主軸（X、Y 和 R）務必天天完整同步。Z 軸經過畫布的高輪廓及支撐臺把持。第 5 根主軸把持畫刷位置，它可以與 R 軸同步，也可以與 R 軸兩樣步。

OilPainter 由 TwinCAT NC I 軟件把持，Patric Luthi 解說說道：“TwinCAT NC I 把持 3 根軌跡軸和 5 根附帶軸。另外，射流動軸經過主從軸相連，而 Z 軸經過一個獨立的度過程實即興安全把持。顏料應用高精度的醫用級泵噴涂，它們的附帶軸與 3 根主軸同步活動。而泵則應用 3 個 EL7342 2 通道高壓電機把持模塊舉行驅動。體系在畫刷前面的調色器內用泵按比例調成任何色，并與活動速完整同步 — 即苦在加以速或速度減慢了時。”

X 和 Y 軸由倍福的 AM80xx 伺服電機驅動。X 軸用的電機應用法蘭安裝在軸上，經過連通軸充足使用斜齒輪，并驅動兩根輸送帶。“這么，咱們可以應用一個鉛直安裝在軸上的準則電機。”Patric Luthi 接著說道。“這些伺服電機經過單通道伺服驅動器 AX5125 和 AX5118 區別把持，同時咱們還使用這一把持技術支援迅速、高動態定位使命。”Z 和 R 軸由 AM3112 伺服電機把持，該電性能夠發出最大轉矩，具有高動態和高定位精度的優點。它們是專為與緊湊型 EL7201 伺服端子模塊配套應用而設計。事情上，OilPainter 的所有通信使命都是應用迅速 EtherCAT Industrial Ethernet協議完成的。把持器以 1 毫秒的周期時期檢查所有軸是否每秒鐘同步運轉 1000 次。

上面是一個裝有兩臺 AX51xx 系列伺服驅動器和 3 個 EL7201 伺服端子模塊的把持柜

準確著色需求練習 — 即苦是機具人

Patric Luthi 以為，準確噴涂丙烯顏料所面對的技術挑動是巨萬的。“色彩的流淌務必與每一個筆觸完備相商。另外，準確的色調務必即時可用，不能舉行任何預混色。這執意為什么咱們要給粘度較高的顏料施壓，這么就可以將顏料經過軟管推送到泵中。隨后，泵以低壓運轉，從而讓色彩能行從畫刷上順利地流淌，不會飛濺。”

OilPainter 的調色板由 5 種最根本的色組成：青色、洋紅、黃色、黑色（K）和白色。“這與噴墨打印機處置色時用 CMYK 柵格化圖像有基本上的區別。咱們不柵格化圖層，這亦為什么咱們也將白色用作根本色，并用于混合一色和灰色。一般來說，您可以應用 CMY 生成黑色，但它現實上更多的是一種暗棕黑色。這亦用軟件增添黑色的緣故所在。咱們用黑色和白色比照由色聚類以及顏料聚集體的數和大小確定的混合比例生成灰色。”Patric Luthi 在說到使用對機具人把持技術提出的請求時總結道。

OilPainter 機具特寫

經過效能庫實即興高靈巧性

OilPainter 終極創作的數字化水平取決于圖像的復雜水平及預期結實。“用戶務必確定想要應用的畫刷寬度及色。究竟，咱們不單是要完整拷貝原畫家的風骨 — 這亦咱們為什么要開拓咱們自自己的邏輯緣故所在。”Patric Luthi 解說道。“如其想要畫出臉上太陽的折射光線，比如，體系務必知道哪個畫刷應當在哪個點上涂上白色。最末出來的畫作走的是影象派路子。如其您只容許畫線條，畫面看起來就像用油灰刀畫的。或者，如其您只容許畫點點，則完成的藝術創作就比較接近點彩派風骨。一幅畫完成的時期取決于筆觸數。比如，如其您有 10,000 個沖程，而每個沖程需求花費 1 秒鐘時期，則一幅畫可能性需求幾個小時才能完成。”

所有筆畫都保留在 Visual Basic 界面中。鑒于具有眾的軟件庫效能，TwinCAT 應用這一信息來生成各種繪畫選項。“把持器將數據替換成 CNC 指令。GUI 生成 G 代碼，并將每個完全的筆觸傳輸給 TwinCAT 來實行繪畫使命。一幅制品畫作需求成千山萬個筆畫，如其您想要一步就將所有筆畫替換為它們的路點，終極可能性會生成一個巨萬的 G 文獻，它可能性會讓計算機的內存負荷度過大，可能性會伸起中止。”“不度過，咱們務必能行在變換色間清潔體系，或者比及有些畫面曾經干了后持續畫。”固然第一眼看上，繪畫機具人異常不行思議，但實則這一解決方案也可以使用到其它行業，這亦為什么 OilPainter 公司曾經收到為應對其它混合挑動開拓解決方案的詢價，自然，他們還會應用倍福的把持解決方案。

文章轉載至：倍福官網