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[工具機展心得分享]

今年的工具機展適逢南港展覽館二館落成啟用，所以整個規模比過去要大上許多，參展的廠商也很多。

這次承蒙各方廠商的愛護，也發了不少妹子進去幫忙作宣傳，涵蓋的廠商類型包括：大型機台業者（國內、國外、大陸）、感測器大廠、系統整合商、軟體代理商、切削液潤滑油業者、鑄造業者、模組業者、資訊業者、刀具業者，以及媒體業者，也幾乎等於整個工具機產業都有涵蓋到了。

因此，站在我的角度看工具機展會有另外一種感受，就是整個產業的大趨勢究竟是怎麼推動的，那些人在領頭，那些人在跟隨。

這幾天的觀察下來，有一點觀念要先徹底改掉的，就是不能再把工具機產業當成黑手產業看，相反的，這會是越來越智慧化的動腦領域。而且這個產業是非常非常非常務實的，因此這個產業將是撐起未來世界的最大基石。

為什麼它能撐起未來世界？

因為現在越來越高比例的東西是靠機械在自動化生產的，電影情節中那種無人工廠快速生產出各類產品的情境已經快速在世界各地出現。而這些系統在各種控制器、機電模組、感測元件、資訊系統、網路架構、自動倉儲、無人物流、.....的眾多業者努力下，將會越來越快就能落實，成本也越來越低。

這突顯一個緊迫的觀念修正和挑戰，就是必須快速的與目前的智慧介接，沒有時間重新發明輪子。所以必須用更大速度去善用各種控制器、人機介面、PLC、MCU、....讓個人意志得以落實、運作，解決腦子的問題後，再用最低的成本解決神經串聯五感以及血、肉、骨、皮的需求。這樣才是符合現今世代的最佳策略。

你去工具機展了嗎？
或許該去看看未來世界了～～

[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。

[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。

[回收第三年心得分享]

回想從當初開始玩 3DP 後，開始有一種從軟體回到硬體的感覺，而再回想更早前為什麼放棄硬體走向軟體，原因就在於玩硬體的資本要夠厚。因此，在當兵之後就改走軟體了。

這二十幾年當中，偶而也有重溫一下硬體的感覺，所以在 arduino 還沒問世前，曾經一度在玩 MCU，那個的麻煩程度當然跟 arduino 不能比。所以曾經我拿著一個用 microchip 的 MCU 作成的一個裝置給一個網路圈的朋友看，他好奇的問我這能幹嘛？我無法給他答案，但我知道這往後還有大大的發展。隔沒多久，arduino 出現了，不過我正忙著公司轉型去跟妹子們打交道。

又幾年後，3DP 和 maker 的風潮漸漸盛了，那時我還沒急著踩進來，因為那時還很原始，資源還很少。所以當時很流行拆光碟機的元件來組最陽春的 XYZ 架構。

之後，先從 XYZ davinci 1.0 試水溫，再到 ATOM 2.0，然後改模組，這才又讓我開始有回到硬體的一點感覺。但列印終究不是我的最愛。所以玩過一陣子模組，研究過一陣子列印後，又停了腳步。這次的原因是公司搬家了，從３坪的空間換到４０＋４０坪的空間，有得忙了，更有得搞了。

這時，剛好有同好分享了回收場的訊息，這才開啟了我的回收之路，這已然邁向第三年的回收經歷，讓我載回了超過兩噸以上的材料和零組件，再加上其他投資的設備機具，已經將４０坪的空間開始填滿，東西多到甚至要搞庫存管理才能追蹤了。

這段過程中，其實產值不高。原因無它，脫離那麼久，要再回到原先的水平，甚至超越，終究要時間，更何況很多東西在２０幾年前是沒有的，這有大片的空白要填補。

隨著回收的東西越來越多，越來越完整，也漸漸的能搞懂這當中的分工和架構，甚至是業界的運作慣例了。這些是先前完全沒想過的事情。

舉例來說，為什麼很多 3DP 的架構那麼簡潔，但工廠裡的 CNC 卻那麼複雜？這當中究竟誰好誰壞，或者你選擇那條路線，這可不是三言兩語就能道盡。

而從回收場的這些設備中，讓我了解到這些機器的設計邏輯、系統組成、供應鏈體系、甚至系統開發架構的模式。

這些東西包括了作動、驅動、訊號偵測、傳輸、狀態分析、邏輯判斷、介面顯示、ＨＭＩ、動力供應、系統架構和維護等等。

這也說明了為什麼工業界對於一般的 3DP 那麼輕視，因為在 maker 這邊的設備往往是極度簡化的架構，無法精準有效的控制、運作，也無法對運作過程進行全面的監控，甚至調校，然後還能跨系統協同作業。

然而，沒有那一邊是完全對的，各有各的發展和受益群眾。

重要的是在了解這些之後，要開始著手在工業和 maker 之間作交流整合，讓工業上多一些 maker 的創意和人性化，也讓 maker 這邊多一些工業上的嚴謹和系統化。

而這一切的目標都在於讓未來的生活、工作都能走向全面的數位化、科技化、自動化，並將個人的產值拉到一個極致，然後再複製。

在脫離硬體發展的二十幾年後，這次看來是不會中斷了。因為可以軟硬通吃，沒有空間限制，沒有資金壓力，擁有充份的時間和源源不絕的回收資源，還有外部工廠的支援。這樣子還能不搞硬體嗎？

所以，該動手開工了！

[Need help]

有人知道電路板雕刻機的換刀機構是怎麼運作的嗎？

還是那邊有這個套件或模組呢？

好像該來弄一個～～～

感謝！ m(_"_)m

[數位攝影棚之燈光控制模組]

經過一番努力之後終於有點樣子了

目前先用有線的網路來做控制,操作介面使用網頁介面加上 jQuery 方式傳值,再來就可以看怎麼跟 ROS 串起來。

然後改成 WiFi 版本

[綜合工作台]

除了配電的端子排是買的之外，其他都是回收的。

在之前光洗個電路板就被慘電之後，發現回收了這麼多東西竟然都是收起來放著，沒派上用場。

痛定思痛後，決定該把這些東西都接起來，讓它們發揮應有的功能，所以就有了這個東西。

基本上４組溫控器可以用來監控不同的區塊溫度，然後再透過 SSR 去控制供電。

而 Relay module 的部份跟之前的 LED 燈條控制一樣，打算再弄一組用來控制低功率的供電。

內部電源部份預計提供 5V、12V和 24V方便使用。

water pump 則是用來強制水冷循環用的，因為之後會架上 ZVS 模組來處理一些簡單的退火和焠火需求。

總之，該動起來了～～～～ Rocks!

[數位攝影棚之燈光控制模組]

除了 Arduino 是買的, 其他都是回收的。

成本大概$50。

希望在 4~6 pin 之內, 就可以控制 32 組燈光。

之後再利用電腦透過 ROS 串接 Arduino，達到數位控光的目的。

[UV直噴機 Part 2]

買大陸改機的東西基本上就要有自己改機的心理準備。XD

買這台時其實是抱著試試看的心情，所以也同時買了紡織墨、UV硬墨、UV軟墨。

但可能是當時超忙的，試著下來的經驗都很差，連操作也不是很順手。

最近案子忙得差不多了，比較有空邊玩邊改，漸漸的上了軌道。卻也發現，買大陸貨，尤其是改機的，沒心理準備最好別碰。

以下整理一下改了多少東西：

1. 水冷電源操到壞掉
其實根本用沒多久，很快就掛了，造成水冷馬達推不動，UV光源散熱異常。

2. UV光源水冷模組漏水
可能是水冷效率不足造成水冷模組的壓克力腔體產生裂縫，也可能是快速接頭的密封膠根本不牢，總之漏水了。只好暫時修復，改天再自己CNC新的。

3. UV光場設計不良
以這台UV直噴機的UV光設計，會造成有效列印寬度會減少大概５～６公分，這是很誇張的浪費。而且，我看其他品牌一台幾十萬的機器很可能也有一樣的問題。目前先用反光罩補強，之後考慮用光纖克服此缺點。

4. 連供設計不良
這類機器的墨水供應管線頗長，這往往會造成維護上的浪費，所以目前打算自製一個旁通墨水閥。方便在更換不同墨水或清洗噴頭時，可以將管線內的墨水推回墨水瓶裡，或者在進墨時可以直接把墨水先吸到墨囊前段，避免浪費。

5. 設計施工不良
工廠施作時，竟然是來束帶來固定墨管，這造成極大的風險，因為６條管線如果有不同的阻抗就會造成出墨時的濃度差異。難怪一開始用時發現黃色和藍色的出墨狀況總是比較差，仔細查看才發現這兩色的墨管剛好是六條平排的墨管的最外側，被束帶壓到變形。

6. 廢墨棉槽設計不良
非UV墨時，用棉片來吸墨的話問題不大。但是都改機成UV墨了，還用原本的棉槽，造成 UV 墨快速塞滿棉槽，並且因為這些固化的廢墨跟噴頭磨擦，造成列印作品上容易有雜質。

7. 廢墨瓶比例失當
UV 直噴機的清洗噴頭動作會造成相當比例的廢墨，原本廠商提供的廢墨瓶大概 100ml 而已，根本用沒幾天就滿了，直接升級為 2000ml 的寶特瓶。而這些廢墨其實也不是沒用處，其實它可以拿來當作 SLA 的墨水使用，只是因為這是廢墨，因此顏色會呈現墨綠色。

8. 固定平台過於簡化
UV 直噴機需要穩定且適當的距離才能噴得漂亮，這表示列印面必須夠平整，才不會磨到噴頭。但原本的作法就只是一片壓克力板而已，除非自己作模具，否則常常會有翹起而磨到噴頭的問題。因此，可能要增加真空吸盤來固定才會比較方便。

9. 廢氣處理
UV 墨的原理是利用環苯基的材料在 UV 光下裂解後固化來達成快速乾燥的效果，但這個裂解過程會產生有機溶濟的氣體，這些廢氣是需要被過濾的。這部份整個機器是完全無視。所以得自己作個罩子，再作一些簡單的廢氣裂解和過濾的機制，免得虐待自己的身體。

以上，分享給對 UV 直噴機有興趣的同好們～～

[回收的成長]

最近在用純回收料將一台 CNC 復原，這當中雖然幹了很多傻事，卻也讓人發現一昧買現成機子或套件的不足。

這一篇就稍微記錄一下這一路走來遇到的諸多鳥事。

1. 回收的步進電機

在新北市回收了一百多顆步進電機，它是４相６線的配線，一開始以為就單純改為２相４線就能推動。結果用大陸作的一片簡易型步進電機驅動模組去推時，發現有週期性的震動，害我以為是激磁順序有問題，中間搞了很多。也用 3DP 的驅動去推過一樣怪怪的。

到最後才發現二個關鍵問題：一是大陸製的驅動模組有問題；二是自製的配線有問題（極易接觸不良），而原因在於線材的 AWG 號數不合適。之後，一步一腳印的檢測驗證後，總算是可以改成２相４線的方式正常推動了。

2. Arduino UNO + CNC Shield

因為是用湊合的狀態把各項廢料組裝起來，所以所有的東西基本上都是隨便放著的。這時造成了許多誤解，例如一開始的 Arduino UNO 不易偵測、連線易斷，一開始以為是 USB 用延長線拉太長造成訊號不良，最後發現是共地準位沒處理好才測不到。

而連線易斷的原因是 USB 供電有限，電機用電的突波容易造成 Arduino 瞬間電力不足而失連。所以最後 Arduino UNO 是接了 24V, 5V 和 USB，三種電源共地運作，整個連線才算穩定。

但好景不常，操沒多久掛掉了，原來是 CNC Shield 上的保險絲燒掉了，因為電機的電流太大。

3. A4988 vs. DRV8825

原本想說用 A4988 就好，但發現電流不足，用 57 電機要推動幾十公斤的平台有點吃力，feed rate 太高就推不動。最後改成 DRV 8825來推，把電流拉高，果然力道有比較強。

但就因為這個動作，一開始是晶片過熱當掉，後來加了風扇強力散熱，結果造成 CNC Shield 的保險絲燒了，現在乾脆先把它焊死。（反正先測試而已）

但事情還沒完，最後是 57 步進受不了這樣密集操作，過熱了。所以 Arduino 一樣當。最後，現在連 57 步進一樣有一個強力風扇在散熱。

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在這樣的密集操作之下，目前整個幾十公斤的平台已經跑了９０分鐘依然正常。

雖然這讓我思考到應該要對「有效」加工有更精準的掌握，達到快狠準的加工效率才能將成本效益調整到最好。

然而，所有平台的穩定都必須建構在一切元件的合理運作、完美配合，這些經驗從別人完成的產品往往是看不到、學不來的。唯有透過親身經歷，才能了解每一個環節的重要性，進而建構更完美的理想平台。

這是回收給人的成長。