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Maker機具自造全記錄

從零開始, 從完全不了解到得心應手,  酸甜苦辣頭皮發麻的設計組裝與操作經驗

Delta 3DP 三軸頂點座標計算方式

7/4/2017

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每台 Delta 3DP的列印大小均不相同, 調校測試時三軸的測試點座標該如何計算.

Xx=radius * cos(α)
Xy=radius * sin(α)

Yx=radius * cos(β)
Yy=radius * sin(β)

Zx=radius * cos(r)
Zy=radius * sin(r)

α=210, β=330, r=90, radius=測試半徑
將上面的值帶入公式中即可得到三軸測試點的座標正確位置

例如 radius90, X軸座標為
Xx=90*cos(210)=-77.94
​Xy=90*sin(210)=-45

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Z軸組裝

4/18/2017

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Z軸組裝

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X軸組裝

4/18/2017

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X軸組裝

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Y軸

4/14/2017

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Y軸組裝

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組裝

4/13/2017

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機體組裝,筆者使用2040鋁擠作為機體架構, 平台可以使用木板或鋁擠(推薦)

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一號機機構列印件

4/11/2017

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重新調整的一號機, 由皮帶更換為T8螺桿傳動, X軸帶滑軌並增加鋁擠強度,整體來說增加了機體穩固及重複定位的準度,Z軸使用300w/12000rpm風冷主軸表現還不錯, 缺點是高速時噪音較大, 持續測試中...

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從這裡開始吧

4/10/2017

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一號機改良調整

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機構硬體設計

3/7/2017

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有著和3DP一樣架構的桌上輕型CNC, 筆者參考許多網路上的開源機型最後決定自行設計機構, 到不是這些已有的設計不好, 主要是這些機型雖然開源, 但機構件大多需要自行找料再加工切割鑽孔很不方便, 既然運作原理和3DP相同, 那何不發揮一下3DP的功能自己設計輸出, 所以有了一號二號機.

Sketchup一直是筆者的好夥伴, 這次的機型也是利用它設計完成, 雖然是簡單的塑膠機構件, 在組裝後一樣能完成各項任務, 也因為是塑膠件, 所以不論是打磨鑽孔都比金屬方便許多, 就算設計錯誤, 修改後重印也能立即使用, 無須因為大小,孔位, 厚薄等因素困擾, 有使用相關軟體的玩家可以嘗試一下.

機構分為 X Y Z 三軸, X軸為龍門架構, Y軸為工作底板, Z軸為垂直升降用來安裝鑽頭或雷射頭等工具(3DP就裝噴頭), 有3DP的玩家應該熟悉這架構(其實一樣), CNC機體以鋁擠為材料做框架, 以列印的機構件連結組裝, 設計時筆者也是修修改改, 在不失精準為前提下, 用最簡單的設計與組裝將機體架構完成.

一號機滾輪型, 以ShapeOko為設計參考, 使用滾輪時問題來了, ShapeOko用的是專用滾輪, 組裝後鋁擠滾輪咬合的緊密度剛好, 而筆者使用的是一般鋁擠(公制)與608軸承, 這樣的方式雖然在3DP上也有, 因為負載較輕問題不大, 若放在CNC的X軸上, 加上Z軸鑽頭重量, 容易導致前傾(重量不均), 有咬合不緊密的問題很困擾, 還好找出關鍵點解決了, 可以正常運作, 缺點是608容易生鏽, 雖不影響工作, 但看著"藍瘦", 所以要以此方案設計的玩家, 可以用塑膠滾輪( 大陸雷雕機都用得那種 )來代替608, 當然也可以選擇Openbuild專用滾輪配合鋁擠溝槽解決咬合的問題, 讓機器更精準穩定.
全機以Nema17四顆42步進馬達帶動皮帶運作, Z軸以光軸配M8牙條控制上下高度, 控制板為Arduino + CNC Shield + A4988, 使用Grbl韌體, 無限位設定, 工作範圍300x200mm 高度100mm.

二號機滑軌光軸型, 這台是以一號機的經驗改良設計的機型, 三軸以滑軌與光軸來設計架構, X軸以滑軌來設計改善了之前困擾, 穩定性非常好, Y軸左右各以二支光軸作為龍門移動, 由於 CNC Shield上有A軸插槽, 因此筆者在Y軸上用二顆馬達(左右各一)控制Y軸運動增加穩定.
全機如上述, 與一號機相同的鋁擠材料(500mm), 有限位設定, 工作範圍 370x280mm(應該可以到400x300)高度100mm.
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桌上型 CNC 製作

3/4/2017

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繼去年底完成一號機的製作後, 筆者從中累積了一些實測經驗, 在過年期間完成二號機, 實現了 刀具雕刻, 雷射切割, 繪圖機 三種常用功能, 並測試各類操作及控制軟體, 確認使用穩定性.
由於設計初衷是輕量級桌面CNC, 因此沒有全機金屬化, 主要功能是完成非金屬類材質加工, 例如 塑膠類, 木材類, 皮革, 紙張, 布料等軟性材質為主, 這次利用3DP輔助設計, 除了可以快速將機構設計列印產生, 更重要的是即時性, 無需做額外加工, 進而大大提升了設計過程反覆修改的便利性, 尤其對已有3DP的玩家更是方便.
本次CNC設計的零件都是組裝3DP時常用或常見的一些, 除了方便取得外, 主要是能和3DP相容互換, 讓玩家將實用性與C/P值最大化.
接下來筆者將從機構硬體, 控制電路, 操作軟體依序分享實作經驗, 由於能力有限或許詞不達意, 如有謬誤歡迎指正.

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試刀---壓克力

1/8/2017

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使用刀具 3.175-30°-0.1三稜刀
在2mm的壓克力板雕1mm深的浮雕大小3x5公分

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    喜愛設計電子小物,機具自造,研究可能,挑戰不可能。

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