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Maker + T = Market 造訪社團 » 精度

原文網址 Charlie Ting
2019-02-08 01:05:56

[勉強動起來]

因為主軸太重自然下垂,讓人感到有點無力,畢竟這些東西都是回收場撿的,要組到滿意或剛好盡善盡美實在有難度。

而且有個大前提是不想花錢買關鍵零組件,因為這樣作就失去用回收品組裝機台的初衷了。

所幸在回收場撿太多東西了,所以除了原本採用的馬達之外,還有其他不同的選擇,有扭力較大的,有大一級又附帶煞車的,也有附減速機的,選擇太多反而困擾。

所以最後選擇先用附減速機的馬達來試,幸好真的不會自然下垂,這樣就不再試大扭力和大一級的86步進了。因為試這些東西有點麻煩,它們的固定座和KK模組不合,都得自製,但這東西沒CNC來搞很費事。因此,現階段還是能動就好。

接下來就是把隨便固定的Z軸減速步進固定好,再把定位 sensor 固定好,然後把冷卻系統弄好,最後再校正一下精度和補強一下結構強度。就可以先來加工一些東西了....

至於自動換刀的部份,有空再說了。

尤宏耀
2019-02-08 19:18:44

這隻主軸好東西啊!

Charlie Ting
2019-02-09 17:21:12


原文網址 Charlie Ting
2019-01-04 23:24:21

[回收分享 Part II]

回收算是很均衡的運動,因為拆很累,搬很累,現場判斷很吃腦力,回來後爬文、找資料很傷眼力,最後組織歸納吸收也很佔腦細胞。

但總結來說,工業機台有以下的特徵:

1. 強壯的骨架,很多都是上噸的機台,可能是公分級的鋼板組成,也可能是鑄鐵機床,就連科技業的機台也至少是幾mm的C型鋼再結合鐵板焊成。重點在於加工能力、載重和精密度。

2. 清楚明確的訊號定義。
這點往往是 maker 領域的機台所欠缺的,在工業機台上,至少在加工、移動、安全保障、基礎工作條件、加工SOP等等幾個點上面,都會有對應的感測器和訊號。這一塊也是很佔成本的一塊,這些 sensor 有些非常高貴。另外,在這個供應鏈上,製造商跟代理商分工很細,而代理商的業務壓力很大,所以沒生意可談的話,他們不太理人。簡單講就是沒生意就沒服務。這會造成很多軟體和資源拿不到,浪費很多時間。

3. 嚴謹的訊號傳輸規範
機台裡的環境是很複雜的,所以對於訊號的傳輸在工業機台中有非常嚴謹的規範來確保訊號傳輸不會出錯。所以屏蔽是基本的,有的還屏蔽二層以上。甚至除了要抗雜訊,有的還得耐酸鹼,線材裡面包了鐵氟龍,外面還包了一層耐熱層,十分講究。連線材的AWG號數也很講究。

4. 多元的訊號傳輸模組
因為機台的尺寸差異大,訊號的類型和干擾狀況也多,所以有很多不同的訊號傳輸模組,像 CClink, 或各種不同業者推出的方案,這些等同於是訊號的集線器,決定了 PLC 或 HMI 跟所有 sensor 互動或驅動元件的控制管道,也決定了一台機器的組裝是否兼具彈性和效率。

5. PLC
主要在於針對不同的訊號進行狀態監控,以及傳達指令給控制器、變頻器等。它等於是機台端的控制中心。

6. HMI
HMI 的重點之一是圖像化的介面以及觸控來作為人機介面,它等於是機台端讓操作者可以容易了解機台狀態並進行操作的介面。但隨著 HMI 的功能差異,越來越多 HMI 也可以有 PLC 的功能、連網,甚至遠端監控等功能。

7. 電腦
有些機台的運作需要較大的運算力或者較大量的資訊擷取時,基本上就會再搭配電腦,這等於是後端的運算中心。而這些電腦往往採用工業PC的架構運作,以清楚的帳號權限來分層管理,然後只安裝與機台有關的軟體或硬體的驅動程式,而很多程式看來只是用 VB 拉出介面,然後提供表單和UI讓操作者有更清楚的資訊作出決策而已。簡而言之,這個電腦的存在仍然是以讓操作者作決定或自動記錄為主,並不像一般PC是讓操作者有更多元的操作選擇或思考空間。

8. 運動機構與座標系統
每一部機台都有它的機構和座標系統,而且是多重座標同時運作的,也就是A相對於B,B相對於C....,這樣的好處是簡化訊號的複雜度,方便操控和管理。

9. 致動元件
一般來說,要求效率、精度的會用伺服系統;其次是用步進系統;再其次可能是用氣動元件。或者混用。這部份通常不容易從機台上直接看出使用重點。因為控制器有參數要設定,PLC裡面也有對應的設定。這表示拆解後只能全部重置,按自己的需求設定,原先的運作模式不具意義,也無法參考別人的作法好壞。

10. 循環系統
工業機台的另一個重點是它們絕對有循環系統的規劃,例如進退料、廢料清除、空氣供給、廢氣過濾排除....。簡單來說,就是必須能連續工作才有意義,不是工作一次就要維護一次。

以上,大概是拆解和爬文多了之後的心得。

拆到好東西是一回事,能不能派上用場是另一回事,用得好不好、到不到位又是另一回事。但是在此之前,對整個大架構必須越摸越清楚,才能隨心所欲,自由自在。

洪維鴻
2019-01-05 03:22:42

第二點超有感⋯⋯我只是想買個東西呀⋯=口=

陳建仲
2019-01-07 09:23:45

非常清楚!之後也可以在深入各種控制器的硬體與晶片電路


原文網址 Charlie Ting
2018-12-19 22:40:56

[玻纖板 - 手工圓盤鋸軌道]

這東西感覺是個有趣的材料,主要是對創客來說,金屬加工終究有它的門檻。

但對於玻纖板的加工,難度低很多,但強度也在水準以上,而且輕很多。

最近在優化手上的一些工作,想說盡量把先前回收的零件、材料和組件都拿來發揮效用,結果發現玻纖板的存在似乎能解決不少創客的頭痛問題。

過兩天把東西搞定後,再拿出來跟大家分享。

不知道大家有什麼玻纖板的使用經驗?以及要去那裡買,價位如何?

PS. 千萬要帶口罩和加強抽風,因為玻纖這種材料是吸不得的唷。

Part 2.

為了簡化圓盤鋸的使用並且提高加工精度,所以用玻纖板和最簡單的軌道條固定成一個平行軌道讓圓盤鋸可以在軌導中滑移。

這部份本來想用線軌或光軸作,但是最大的問題是厚度太厚會造成鋸片的加工深度被吃掉,所以最後選擇這個極簡便的軌道。

原本軌道的固定想用C型鋼,也想過用鋁擠,甚至木板,但是加工和使用上也都有一定的不便性,最後才看到手上的玻纖板是最合適的,因為加工簡單,強度和耐久性又都在水準以上,是最佳選擇。

有了軌道之後,在施作上要用木板墊高,中間留一個縫當加工槽,然後最好是有用廢木板弄成夾具,這樣就很簡單好用了。鋸出來的成果也比單純手持來得好非常多~~~

李穆
2018-12-19 23:00:19

我的經驗,手套必戴,扎入手中會直接進入血液

許阿瑋
2018-12-20 11:15:08

這東西就是便宜的碳纖維替代品吧?


原文網址 Charlie Ting
2018-01-14 02:03:21

[硬碟馬達變身電路板鑽孔機]

每個玩電腦的人一定都有電腦升級或故障後淘汰下來的舊硬碟,有時人們會習慣拿它來作備份碟直到完全不信任它的穩定性。這時尷尬的是,稍有資安概念的人會清楚硬碟是不能隨便丟棄的,但留著也沒什麼用。一般常見的大概就是把它拆了,然後留下幾顆釹鐵硼強力磁鐵....

但現在都什麼年代了?Maker 們怎麼可能甘心如此呢?所以也有人拿它來當小型的研磨機。

不過今天要介紹給大家的用法不太一樣,是拿它的無刷馬達來拿電路板鑽孔機。

為什麼要這樣作呢?

現在 3DP 幾乎是所有 maker 人手一台,甚至一個人擁有很多台,但它的功能性有點太單一了。

對很多 maker 來說,洗或雕一些基本的電路是經常在幹的事,但是通常只有公司才會有專用的電路板雕刻機。對 maker 來說,投資那個不太划算。
一般的手持式鑽孔機普遍細長,扭力也算普普,重點是馬達的振動偏大。相反的,硬碟馬達因為需要高度精密,所以它作得比一般無刷馬達要高級得多。

定位只在電路板、玻纖板和壓克力板的薄件鑽孔,所以也不用特別大扭力。
原本我也嚐試過用現在的手持電鑽來加工,抖動問題太嚴重,而且馬達軸心不具備止推效果,對加工過程不利。之後也有試過買遙控四軸的無刷馬達來用,它的扭力略大,轉速略高,但穩定性沒有硬碟馬達好,而且加工難度更高。

所以我從一堆收集的硬碟馬達中挑了比較好加工和安裝的馬達來用,然後原本想說用 3DP 印轉接環來固定 ER8 的夾頭,結果果然是太天真的,同心度差到爆。之後只好自己車一個,但又找不到合適的材料,最後剛好轉接環的尺寸跟之前報廢的時規皮帶輪差不多,就以它為底材車了一個。

原本擔心固定軸心的螺絲孔會造成偏心震動,所以在鎖回沈頭螺絲後,震動的問題就有了明顯的改善,實際鑽孔測試一下,一般電路板很容易就鑽穿,而且孔形算蠻漂亮的。

至於要怎麼控制呢?

其實兩年前就有測試過了,只要改 gcode 就可以按照自己設定的位置去鑽孔。

但最近有在玩 CNC,所以這部份可以加入 G29 的平面校正功能,可以讓鑽孔深度更精準,甚至可以只挖掉銅箔。

另外,為了能更精準的定位和進行雙面雕刻,在操作前要記得設計定位孔,這樣可讓整個操作精度維持在高水平,又能兼具方便性。

硬體清單
HLW XXD-30A 電變一顆 250 元
不知名的硬碟馬達一顆 0 元
ER8 延長桿 一支 250 元
ER8 夾頭各尺寸共九顆 450 元
轉接環 (自行加工) 0 元
HUB 列印版 0 元
球頭 6 顆 600 元

系統整合
使用 3DP 主板上的 servo port 進行電變控制,需修改 Marlin configuration.h 裡的 servo_numbers

針對電變的 PWM 規範,可在宣告時設定適合的波型訊號。但手邊沒示波器,所以只作基本測試,能動就好。

可在 servo_init() 中針對電變進行運作狀態設定,但手邊沒這顆電變的規格書,所以也是能動就好。

控制時,可透過 M280 針對特定 servo port 丟值,或者透過 M03 指令與雷射模組共用指令集。

優化空間
因為是拆硬碟馬達來用,所以該硬碟的原始轉速和碟片數決定了廠商會用什麼功率的馬達,所以若要作比較進階的應用,最好找一萬轉、4碟以上的硬碟來拆,那個馬達會比較威。

電源供應目前是以 3DP 的 12V 電源為準,但若要強大功率,也可以考慮獨立電源來使用。

要把 z min 的微動開關端點外接,讓它可以透過 G29 進行平面校正。
轉接環轉動慣量的選擇,基本上它等於是馬力的儲存機制,可讓加工的品質更穩定。但太小會沒效果,太大可能也有副作用。所以這部份目前傾向只用鋁或銅這類好加工的材料施作,不特別加重加大,但要維持它的同心度和耐用性。

以上分享,有興趣的人可以自己改來玩看看....

https://www.inventor.com.tw/news/30

Robin Hsu
2018-01-14 13:40:05

不過, 比較新款的硬碟, 馬達基本上都直接做在硬碟殼上面的了, 沒辦法拆下來 XD


原文網址 Charlie Ting
2017-09-29 14:55:21

[ATOM CNC 的未來?]

品牌:英國Aberlink
型號:Xtreme (CNC)
量測行程:X300 Y300 Z200mm
精度:3um+(L/250)
產地:100%英國生產製造
可放置現場操作的三次元
恆溫40度,工件溫度自我補償
無須氣源,只需要電源,隨插隨用

PS. 看到別人的廣告,無法分享,只好轉載。
這圖很有趣,它突顯了如果要用 delta 架構作 CNC,會遇到的問題和解法大概就是這樣了。

雅竹題
2017-09-29 17:58:47

精度看起來很神⋯⋯

曾俊維
2017-09-30 15:07:17


原文網址 Charlie Ting
2017-09-18 22:36:13

空間利用率頗高的設計,很不錯!
但覺得精度可能算普普。


原文網址 Charlie Ting
2017-06-19 06:11:18

[CNC真空吸盤]

今年一月時去台中挖到一些 CNC 用的真空吸盤,一直都沒派上用場,直到最近開始使用CNC加工時,發現一樣是用 CNC 作事,重點可能在於效率和重現性。

這效率包括整個作業過程中,定位、固定、加工冷卻、屑料排除、機台清潔、刀具清潔等等。

這表示如果你像我一樣急著切東西,沒有把該作好的配套作好,可能切個小東西,你的工序會很多,整個人綁在那個過程無法離開,事後還得花很多時間清理善後。

相反的,如果你的配套作得好,這整件事可能就是三二下設定好,然後就是丟著等收成果了。

因此,就想到該把這挖到的寶貝拿出來用了。

而重現性的部份,主要在於機台操作的SOP,因為 CNC 的基本概念就是定位、相對座標。所以,如何讓你的刀座精準的定位,讓材料也精準的定位,就決定了你的重現性。

在機台上,可以用 home 的方式歸零,也可以用我現在用的暴力法處理。在材料上,用治具和夾具的配合就很重要,而這時,真空吸盤就大大的展現出它的便利性了。

不過真空吸盤比較適用在小量生產的過程,如果只是一件二件,其實沒什麼差,因為你得幫它設計治具才行,甚至可能夾具一樣不能省。

總之,CNC有它方便好用的地方,但如何拉高自己的使用效率和成果精度,是看你怎麼處理它。

http://www.inventor.com.tw/news/vaccum-sucker-for-cnc

楊明
2017-06-19 08:43:19

真空吸盤適合用在不切斷的作業上,小的要切斷的就不適合了。


原文網址 Charlie Ting
2017-05-10 17:10:41

[關於 CNC]

在講 CNC 之前,首先要先把背景交待一下,稍候話題有跳脫的就不會回覆,不然這個議題太大。
第一,我是唸機械的,但那時還在車床銑床的傳統工法年代,CNC沒接觸過。
第二,在那個講究專才的時代裡,我念的東西很廣,但幾乎都是自修的,所以我現在的工作很多元,目前正在思考將能量集中的最佳切入點。
第三,繪圖在286年代時,AutoCAD我很熟,但在它差不多從 2D 開始轉 3D 時期,我就去忙別的了。

關於 CNC ,一言以蔽之,就是「工欲善其事,必先利其器」。

對於目前角色是經紀人的我來說,會從網路行銷、實體活動再回頭來看 3DP, CNC, Laser 這些 maker 們熱衷的東西,主要
的原因在於看到未來的市場需求以及人們的能力指標改變。那麼,究竟該作到什麼程度或用什麼方式達成,就有很多不同的思考方向了。

而我設定的目標只有八個字:心想事成、隨手可得。

現在開始來談 CNC。

CNC 簡單來講,就是你想作的東西,只要想好、畫好,然後機器就幫你作出來,不用自己動手加工。這樣講好像很簡單,但其實裡面處處是細節,是關卡。

首先,你想作的是什麼東西?很多 maker 可能聽到 CNC 就高潮了(我也是),但你想作的是什麼東西、什麼尺寸、什麼形狀、什麼精度、有多少預算,可能就把你推向不同的發展方向了。
關於這部份,建議是在 CNC 相關社團或者自己專注的社團裡留意相關的應用需求和發展,會比較清楚目前作到什麼程度,有那些選擇,要什麼代價。

關於「想好」,當你要作一個東西前,你得先想好這個東西可以怎麼作,有什麼差別,有那些工具。這過程當中,加法、減法都有可能,公規或特規也有可能。
這部份可能是最大的挑戰,因為對每個人來說,熟悉的工法和手上的資源差異很大,同樣一個問題,可能會有很多不同的解法。
這時候,你必須很清楚自己的需求和選擇,然後行動。

關於「畫好」,在離開機械領域二十幾年後,雖然 AutoCAD 還會,但其實一開始我也真搞不懂現在 3D 軟體的繪圖概念,慢慢從 123D design 到現在的 FUSION 360,我發現那是 scope 的改變。
以前的 AutoCAD 是在一個絕對座標概念下的產物,所有的繪圖必須從座標系統開始,然後一直延伸。現在的繪圖軟體走的是一個相對座標的概念,它可以有很多東西個別存在,然後從每個東西去看彼此的相對關係。
熟悉操作之後,就必須把自己想好的東西和作法畫出來,並且盡量在實際動工之前把設計的成果確認好,而不是邊作邊改,這樣會很沒有效率。

關於「機器就幫你作出來」,這是非常簡化的說法,但大原則就是「工欲善其事,必先利其器」。
也就是說,你必須完全清楚整個加工的過程需要那些步驟、用什麼材料、用什麼工具、有什麼問題、能怎麼解決或避免。
一切原本在人工操作下可以被執行的製程都確認後,再看你用什麼機器、用什麼軟體去控制它,然後用什麼 SOP 去防呆,確保成品的良率。

個人應用實例 - PROTON+ 鋁質固定隔板

‧想法
以我用 CNC 來切割 PROTON+ 需要的鋁質固定隔板來說,它的目的在於強化 PROTON+ 的幾根光軸的結構剛性、方便固定列印頭的塑料組件。
所以它就是被設定成 3mm 的鋁板,然後挖一堆螺絲孔、光軸孔和排線槽而已。
但是螺絲孔的定位必須準、尺寸必須準,才能固定得好,然後被包進列印頭裡。

‧畫法
我的 PROTON+ 是按照 ATOM 原本的 PROTON 用料和結構去走,但根據自己對 3DP 和機構的了解去作修正,再結合先前試作 PROTON 時發現的一些不方便的地方去作改良。
然後是在 123D design 裡面進行繪圖,基本的物件都先個別畫出模組,然後再進行組裝定位、修正相關零件的長度(尤其是螺絲)。

‧加工
受限於我手上這台鋁擠型組成的 CNC 強度有限,而且只有三軸,所以我個人的目標只設定在能加工基本的鋁材,了不起就是切割一下、挖一些孔為主。
在爬了一些文章發現一些小功率的主軸可能沒那麼實用的情況下,我最後選擇了木工用的修邊機來當主軸(反正木頭加工也是我的重點之一),然後用功率調變器來控制轉速,但扭力其實有影響,只能將就。
受限於這台 CNC 是採用 arduino + CNC shield 以 grbl 去作控制,這算是非常陽春的控制系統,基本上只作到了作動,其他很多 CNC 系統裡的常見功能它都不支援,所以用法也很陽春。
其他的常見功能很多,也沒有標準,像是:定位偵測、光學校正、工具更換、主軸控制、冷卻系統、刀具修正、.....。重點是你準備花多少錢買怎樣的東西。

所以,我的作法先是用一片鋼板來當作壓艙石,減少整個機台的配重失衡,減少震動,也提升平面度。(不然密集板其實很軟的,太大的震動很容易影響到刀子的精度和提高風險)

固定方面,因為這個 CNC 架構的 Z 高有限,加工的力量也有限,所以採用網路上很常見的雙面膠固定法。其實還不錯用。
底材主要是以木心板為主,用雙面膠貼在上鋼板上,然後再將材料固定在木心板上。
在這裡,如果要小量生產的話,就可以考慮作個簡易的治具,定位上就會快很多。但這也跟你的原材料有關,如果原料尺寸不準,這個就不準。
另外,因為沒有 WCS 量測功能,所以自動修正定位就別想太多。

固定好了之後,換刀和定位的問題也很重要。
所以我的作法是反向操作,先捉好材料擺放的位置、刀具運動的空間,然後對好加工的定位點,之後再把刀具移到某個方便換刀的位置,當成 HOME。
然後,我用了一個平常應該不會有人這樣玩的取巧方法,就是拿二個螺絲固定在軌道上,頂住XY的滑台。
這樣,只要滑台移到這二個位置後,就是回到 HOME 了。
這時,不管你怎麼換刀,基本上它的中心都是準的。

換完刀後,再看加工定位置和 HOME 的距離是移動多少,把刀移回去,然後調到 Z = 0.5 左右,就可以準備加工了。
當然,在加工前,會以更安全的距離實際試跑過,然後再用正式進刀的速度去跑。
另外,因為只能手動換刀,所以每一道工序都是獨立產生一個 NC 檔,然後以編號的方式一個一個執行。
而因為刀具定位點略高於材料,所以實際進刀量也會考量是否要貫穿而作一些修正。

基本上這樣的操作速度還算蠻快的,只是當然沒有全自動化的機台方便。但對我來說,CNC 現階段的價值就是把原本只能人工手動完成的工作,改成數位化控制而已,並不期待它能一步到位。

至於我看到的這台 CNC 問題,主要在於皮帶傳動的誤差,不容易消背隙,改螺桿會比較好。
另外,能用線軌和鑄鐵座的話,整體剛性也會提高。
制動部份,沒有伺服馬達,沒有光學尺定位,只能自己很小心加工力道和進給。
主軸部份,要加工什麼東西就適合什麼主軸,沒絕對標準,一分錢一分貨。

PS 1. 我覺得改螺桿、消背隙之後,CNC 對 maker 的用處就會很大,以銅或鋁的輕加工來說,很容易可以達到幾條內的水準。至於想要更硬的材料、更準的精度,就要好好算算投資報酬率了。
PS 2. 至於更完整的電控系統,我個人覺得那是操作方便性的問題。即使沒有,只要操作概念清楚,好像只要機器會動就可以了,但要在設計時把這些問題考慮進去。

以上,算是自己的一點心得筆記,跟大家分享。
又要忙一堆案子,該洗掉油污味,迎接香水味了。

Charlie Ting
2017-05-11 21:39:10

CNC番外篇!

經過這二天實測後,決定往二個方向發展。
一是把原本這台CNC架構放大到 1000mm*600mm 尺寸,以切雕木頭、壓克力等材料為主,當然要切薄鋁片也可以。

二是改裝一台以螺桿驅動,較精密的CNC機台,專門用來加工銅鋁材。

因為兩者的考量和應用不同,要合併的難度和成本偏高。拆開的話,好像目前手上材料已足夠DIY出來了。

ACTION!

Charlie Ting
2017-05-12 02:31:11

本日進度

Charlie Ting
2017-05-16 18:56:37

新進度


原文網址 Charlie Ting
2017-04-12 07:00:49

[關於全彩 3D 打印機之我見]

建議先看一下他們眾籌網站上的影片
https://www.kickstarter.com/…/the-world-first-high-resoluti…

看完以後,我個人覺得這只是一個行銷技倆的設定而已。

它的確可以達到 full color,但它沒說的是 scope。

它的原理是利用三進一出(或者還可以更多)的噴頭,讓不同的色料在噴頭裡混和後再噴出,所以它的確可以混出很多不同的顏色,進而達成 full color 的設定。

但你從它的操作介面可以發現,它是讓消費者去選它要的顏色來列印,所以在輸出過程中,單次輸出時仍是單色。每次輸出時都要換色,都需要中斷列印,進行換色程序。

所以假如你生產了一個多彩的模型時,這個模型會需要印多久,浪費多少料?這些實務面的問題,其實不在它的討論之列。廠商只是挑了個議題來創造焦點而已。

至於 0.005mm 的精度,有玩過的都知道,一台機器的精度是由很多不同元素組成的,有些是實的,有些是虛的。虛實之間會互相影響,最後要看的是成果。所以,這個點根本不值得細究。


原文網址 Charlie Ting
2017-04-05 01:51:29

[PROTON+ 改版設計心得分享]

隨著 PROTON+ 開始進行列印組裝,趁空檔把一些心得分享一下。

首先,要感謝 ATOM 提供了 PROTON 和 NEUTRON 的開源計劃,並且提供了基本的金屬件來組裝,這省下了不少的準備功夫,相信也會讓很多人重新思考自己對 3DP 或開源軟硬體的認知。

記得當初是趕在三月初的時候完成 PROTON 組裝和試印,那完全是在東拼西湊的情況下把它弄起來,因為幾個關鍵的限位開關、近接開關、風扇都和設計不同。

但老實說,那個列印的體驗並不是太好,這不是抱怨喔,因為開源自己搞東西完全沒有抱怨的立場,歡喜作甘願受!

也因為列印的體驗不太好,反而讓我特別留意究竟是那些問題造成的,收獲反而更大。

但是,其實它的列印品質算蠻不錯的。以初版列印來看,它的品質不會連 ATOM 的車尾燈都看不到,然後是可以巴過一些陽春機的。關鍵在於它的精密度取決於硬體,而沒有受到軟體的減損。

印過幾次之後,我就決定按自己的想法來改了。中間還歷經了用不同的軟體、改不同的設計邏輯,但這些跳過,直接講收穫。

‧使用經驗

一台機器好不好用,有一個簡單的指標,就是把要作一件事的程序列出來,然後看你要花多少動作完成這些程序,得到最後的結果。

更進一步的,可以看當機器有異動時,你必須花多少時間把整個狀態穩定下來,開始列印。

這每一項的動作,都有值得努力的地方和巧思要留意。

所以,在我的 PROTON+ 裡作了幾件事:

1. 全面改為光學限位,就當初裝好 PROTON 時的測試,它的定位精度大概在2條左右。

2. 近接開關改為蝸型齒輪調整模式,也就是你可以用一支起子直接來調整近接開關的高低,讓它跟噴嘴的高低差最一致。

3. 線路改走光軸中心,把噴頭上面所有的線路藏起來,簡化整台機器的外型複雜度,只要接一條電源線就能運作。

4. 強化光軸固定件的尺寸和固定力,同時改為提把式,方便把整台機器帶著走。

5. 電源、主板、雷射模組及散熱直接作進機殼中,讓它可以散熱,又可以增加機台穩定性。

6. 鋁板改為快拆型式,方便列印及維護保養。(拆下鋁板後,掀開機殼上蓋就可以直接看到主機進行配線或調校。傳動皮帶部份不與鋁板連動,所以拆鋁板不會動到框架。

7. 增加螺桿螺母預壓機構,讓X軸和Z軸傳動不會有明顯的背隙誤差。(改為雙螺母方式安裝,一顆以螺絲鎖死,一顆調整到無背隙後,再以擋板施壓固定,以消除變換方向時的間隙誤差。)

8. 進料臂改為左手施壓、右手進線模式,方便右撇子的操作,也容易觀察進線狀況。

9. 進料臂增加PTFE快拆,方便線材導管的接續,並且在入線口加裝斷料偵測。

10. 依扭力需求選用不同馬達,X軸和Y軸的扭力需求較小,以4248馬達為主;Z軸和E軸需要的扭力較大,以4260馬達為主。

11. 噴頭的喉管改用 E3D 的加長型喉管,以提升噴頭的固定力道,否則原設計的固定方式很容易把噴頭撞歪,然後得整個重新校正。

‧設計概念

在這次的設計程序中發現現在的 3D 設計資源非常多,零件你可以在淘寶上很容易買到,超便宜;也能在網路上找到這些零件的 3D 檔或尺寸圖,所以設計時其實需要畫圖的時間不多,很多時候反而是在排列組合,以落實自己的設計構想。

若是能作到參數化設計,更換零件後自動修正相關零組件的定位的話,設計這件事會變得非常快速。

一開始我還花了時間去試用 onshape,也花了一些時間去畫自己的零件。但最後發現,設計的重點不在於絕對精美,因為越精密的零件讓設計的效率越低,而真正關鍵的往往是干涉判斷、固定位置、走線空間、結構剛性、流場動線。這些東西不一定要精美的畫面,而是要精準確實的點出問題即可。

‧設計程序

在設計時,必須先研判一些關鍵零組件的干涉問題和空間需求,否則往往因為這些東西衝到而讓整個設計翻盤。

確定了基礎結構之後,再依設計巧思去配置各個零件組,以滿足設定的功能規劃。

最後替每個零組件配置合適的組裝空間、定位,排好組裝程序,完成後就可以確認各零組件的尺寸。

‧結語

這次之所以會想重新設計 PROTON+ 的目的就是從頭走一次整個過程,因為玩 3DP 快二年的時間,一直以來都是去適應機器的用法,在設計者規劃的邏輯和程序之下操作。

透過這次的設計,會讓人一再反思許多事,像是你認知的 3DP 操作程序、執行的重點、處理的方式、潛在的風險、.....;整體在機構上、電氣上、熱流上、視覺上的問題....。

然後當世界上有這麼多零組件、這麼多免費資源存在時,你作的每件事情究竟有多少價值,究竟對那些人有價值?

最後,因為經歷過這一遭,讓我知道未來挑戰的重點在於創造彼此認知和需求的價值,不再只是會印、只是會畫、只是會設計。

而是要熟悉、精進自己的能力,然後積極、快速的解決看到的所有問題。


 

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