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全新鋁結構（游仁亨大大提供）、主要作為3DP 整合 CNC 、雷射、割紙器、四進一出模組等應用的試驗平台。

[簡直垃圾堆]

現在的第一任務是把車床弄便利些。

所以預計

1. 把光學尺移高（省空間）
2. 加裝一個400倍的光學系統來觀看加工過程，不然其實加工小東西有些吃力。
3. 加裝光軸軌道，可以用來固定CCD
4. 加裝雷射測距，用校正和量測刀面高度

最後是預計在一旁加入切削液循環系統。

PS. 除了雷射測距是買新的以外，其他都是回收場版本或者二手的。所以其實沒花什麼錢～～～

PS2. 因為固定件還得丈量尺寸加工，暫時先用膠帶貼起來看定位狀況。

[好物推薦 - 雷射測距]

不到500塊，使用簡單，清楚明瞭，還有中文語音。

而且還真準。

皮尺可以丟了XDDDD

[INVENTOR創客基地]

這個週末下雨，所以把手上的網站改寫了一下，也替未來的發展定調。

這二年（從買ATOM開始算），從玩 3DP，到自製雷射模組，到玩 DIY 的雷射切割，再玩了 CNC。其實都是一個熟練的過程，讓自己能對手上的工具有精準的掌握。

結合過去對 IT 的經驗和資源，以及很多過去的構想、現在的新技術，是時候開始著實這些看似遙不可及、又像嘴砲唬爛的想法和發文了。

而這些東西，不會停留在只是ＰＯ到臉書上分享的訊息而已，而是希望能更全面的落實，應用，甚至生產。

因此，臉書或粉絲團上的訊息和機制，只會是其中的縮影，更完整的東西還是會以網站上的為主。

所以，有興趣的人，可以關注我的另一個網站。

http://www.inventor.com.tw

期待往後能有越來越多有趣的想法被落實出來～～

[PROTON+ 越搞越複雜]

https://youtu.be/zVOWcXLuvTo

幾個小改和想改的地方:

1. 因為進料方式的關係(實際操作你會發現很不順,卡卡的.因為你只有兩隻手), 所以打算在進料口作一個斷料偵測, 以及可前進後退的開關, 按了之後進料馬達就會處於進料或退料狀態, 方便進退料. 所以可以看到進料管上另有安排排線. 然後到進料臂這邊時是採快拆方式安裝, 方便拆裝.

2. 因為 1. 的關係, 我在思考那進料臂還有存在的必要嗎? 還是它可以改變設計? 畢竟在 PROTON 上面, 這個地方頗浪費空間的. 若拿來放風扇還更實際.

3. 原本進氣孔打算作成 PROTON 的 Logo, 但發現強度不佳, 尺寸不對. 所以簡單作成柵欄式的. PROTON 字樣準備事後用雷射打在下方留白處. 以消光/亮面的差異來突顯 Logo 質感.

4. X, Y 軸都採用光學限位, 其實蠻準的. 而且是在 FUSION 360 裡直接畫圖輸出, 定位都超準. 連帶相關孔位和尺寸, 這些都很好處理.

5. 中心方塊打算改為採用壓克力直接 CNC，再進行拼接膠合。

6. 準備加裝 LED 燈條，作為系統狀態顯示。

只可惜, 事前經驗不足. 所以忽略掉元件間的相互干涉和結構尺寸, 因此列印空間並不是剛剛好在列印平台中間. 這點是很可惜的. 這也突顯了這台只能是 beta version. 不會釋出任何圖面.

[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。

[CNC 分享]

先講好，目前完成度大概只有1/2，雖然能動了，但有些東西仍然是腦補的。
因為馬上就要三月了，開始要步入活動旺季，剩下的幾天又要把 PROTON 裝起來，所以趁現在先作作筆記分享，免得忘了。

目前的 CNC 套件是二年前買的，一開始不熟沒裝完，而且又買了 ATOM 就都焦點轉到 ATOM，現在再回頭組裝，有了 ATOM 的 DIY 經驗幫助不少。

這台是台灣玩家改良美國 Shapeoko 2 所推出的套件，主要在鋁擠斷面有改良、用料也有更加強。

而我自己則是再替它加強了幾個地方，這就是要跟大家分享的。

‧Open build 開源

我個人很強調這個，所以在 3DP 部份我只會把時間放在開放的架構上，原因就跟這台 CNC 一樣，它是開源的，可以輕鬆擁有，但也可以強化改造。

所以原本台灣玩家改良了鋁擠，而我則是把它原本配的塑膠導輪，改為不鏽鋼導輪；原本的底板是密集板，我現在是在上面加了一大片 S45C 的鋼板，而鋁製的真空吸盤。

如果沒有開源，有些東西就很難搞。包括像 Arduino UNO + CNC Shield，如果自己用麵包板拉線，幾個小時就不見了，有擴充板省事太多。

‧F = m a

其實我沒操作過 CNC，所以這些都是腦補的。用的也只是國中物理和專科的機械概念而已。

CNC 的運作核心？在我來看，就是以 F=ma 這個公式為基礎的。為什麼呢？

這公式突顯了作用力等於質量乘以加速度。所以生活上有太多例子可以看出事情的發展，例如你拿一支小鐵槌打釘子到保麗龍、到木板、到地板、到鐵板，會得到不同的結果。

而這跟你拿的鐵槌大小、釘子的材質、長度、加工物的硬度和質量都有關係。

所以重點來了，以原本這台 CNC 的架構，有幾個根本的錯誤！

第一，是用塑膠導輪，這基本上強度和耐用性就有限。所以，我把它改成不鏽鋼導輪。

第二，是頭重腳輕，主軸(Z軸) > X、Y軸 > 底板，這表示它的誤差會很大。所以我在密集板上舖鋼板，增加底板質量和穩定性。

第三，Z軸的設計不良，馬達的擺設方式會造成結構強度的降低和質心的改變。所以我預計把它改成後置式。

這幾個地方的關鍵考量都是由 F=ma 出發。

因為，在刀座移動、加減速、接觸物件、切削的全部過程，它們都在運動，而這些力量會在整個機器，甚至工作枱上傳遞。

這時，錯誤的配重就會造成力量的不當傳送和吸收震動，讓整個物件和精度處於不穩定的狀態，無法維持良好的切削運作狀態。

所以簡單來說，這邊的改良就是讓整個機器盡可能處於 rigid body 的理想狀態。

這時，把焦點集中在刀具接觸工件時，雙方硬度、切削量、切削速度所產生的反作用力，以此來評估主軸強度、結構吸震性（或共振抑制），最後再看切削速度和散熱問題如何安排。

如此，才能確保機器能在它的容許範圍內發揮最大的加工能力並且具體合理的精度。

‧架構優化

目前這台 Shapeoko 2 的架構除了 Z 軸馬達應該改為後置之外（可降低機台高度，加強手輪，可加強 Z 軸扭力、降低質心），另外它的配線也是處於完全隨性的作法。

若以官方的配線來看，就是整把線綑一綑而已，實在不ＯＫ。

所以我在 X 軸和 Y 軸後面加了拖鏈，這樣就可以把線都藏起來，甚至把三軸都包起來。這樣作的好處是才不會因為切削碎屑亂跑卡到傳動部份，影響精度。

‧ATOM+ 之 CNC 模組

從這台 CNC 的組裝經驗中，我大致上看出了日後在 ATOM+ 上加裝 CNC 的努力方向和定位。

從定位來看，ATOM+ 的 CNC 加工會為木頭、塑料、石膏為主。主要的考量原因在於機台強度、結構質量分佈等，因此不會考慮金屬的部份。

從努力方向來看，傳動方式的改良（皮帶改螺桿、碳纖改金屬管）、定位方式改良（目前的邏輯是找出一個理想平面，再用加法運作，在CNC的邏輯要修正），五軸刀頭的最簡設計、無刷主軸的設計（沒錯，這得自己作，改良質心、轉動慣量、ER接頭、無刷電機、水冷），然後是軟體，以及主板改32位元，不然跑不動。

從用途來看，ATOM+ 的 CNC 可以擴大 3DP 的加法應用，加入減法，大大提升完成設計的彈性。

當然，如果把主軸改成噴頭，那就是升級成五軸 3DP 了。

從挑戰的難度來看，加工／切片軟體的開發是最難的，再來是硬體的設計測試，最後是韌體的修改，但這部份其實還好。

‧CNC 的再升級

以目前這台 CNC 來看，頂多是雕雕電路板、塑膠板和木板，切薄鋁片的話，有點勉強。重點會在主軸的功率、重量和使用的刀具，最後是進刀量。

鑽鋁片的話，應該也還ＯＫ，但散熱要留意，不然溫度上升、黏性上升後就變數大了。鐵板？洗洗睡先....

再升級的幾個重點會是：

1. 動力，至少改成 57 步進，然後改成螺桿傳動。最好是改伺服馬達。
2. 傳動，從鋁擠改為鋼製傳動組成，然後直接鎖在鋼板上。最好是二片鋼板夾心。
3. 驅動器，改為專用驅動器。另外，寧可用時規皮帶減速，也要少用驅動器的細分。因為細分的優點在於減少 over shoot，提升運動的穩定性，但不表示可以依賴它來維持精度。因此，精度靠減速比，而不是驅動器的細分。
4. 主軸的質量和功率，F=ma，所以相同的切削情況下，質量越大，加速度越小，等於震動越小精度越高。不過主軸也要穩就是了。
5. 換刀和校正的方便性，這部份是決定工作效率的重點，以目前的 DIY 版本來看，傾向使用三軸雷射定位。不過 sensor 很多，控制器很少的問題要先解決。

以上，跟大家分享。

若腦補有錯的地方歡迎指正，有相關經驗的也歡迎分享。謝謝！

先準備開工賺錢了，有空再繼續改良。

當初買那個貴貴的雷射測距就是有想拿來作精密量測，不過噴什麼跟用什麼噴就是另外一回事了。

[2016 資訊月]

今天剛好要去資訊月工作，忙完後就去四處逛逛，大概來分享一下心得好了。

展區，這次的資訊月分了很多分區，有點怪。政府單位、智慧家電、創意商品、VIP 區（這三小？），參展廠商。這個作法和人潮突顯出資訊市場的變化，其中的政府單位區反而熱鬧，而最精華的天井區反而很冷清。台灣的資訊市場以後會很麻煩。

在政府單位這塊，3DP 算是蠻主力的，雖然量不算多，但這次的展示有突顯二大重點。

第一是實用性。展出不少 SLA 的打樣模型和實際的產品，這突顯了 3DP 這項技術已經不再是以前大家覺得新奇的設備，而是真的可以讓小企業或個人拿來作營利使用的工具了。

FDM 當然也是可以，但發展的方向不盡相同。FDM 在商業使用上的領域比較不容易被消費者注意到。

第二是普遍性。現在 FDM 這塊，先前投入的業者都已經作得很不錯了，作得不好的大概也混不下去了。因為現在有很多玩家或學生都可以自己組機器了，如果隨便混混，當然很容易被看破手腳。

第三是多元性。現在 3DP 的應用很多元，消費者的需求也很多，但是是不是每個人都要自己買機器，自己學，自己印，才能用到 3DP，還是可以有其他的選擇？當一個產業發展越來越綿密時，很多事可能就不是那麼絕對了。這就會衍生出一些商業模式可以去思考。

最後，也在 ATOM 那邊仔細看了一下 2.5 版的改款，覺得這台機器越來越完美了。雖然我心目中理想的 ATOM+ 更強（很敢講！），但就像我最近在搞雷射切割機一樣，玩家版的當然要怎麼加強都可以，官方版的自然要以普遍消費者能接受的為主。不過以後會不會推出套件，就再看看了。

補充 ATOM 的一些照片。

[台中工具機展心得]

今年的展聽說跟二年前一樣是難得一見的大型展，共用了四個場館。這次剛好發比較多咩去工作，就跑比較多趟去盯場，正好趁今天比較閒，就仔細逛逛這個展。

大致上來說，這個展可以細分成幾部份：基本工具量具耗材、關鍵模組業者、機台供應商、特殊技術業者等。整個產業的分工十分細膩，多數人都是站在自己的專長領域裡將產值極大化。

這樣的生態其實跟創客領域是有一些些不同的，因為創客需要以想法為導向，盡可能的實作出相對完整的方案才能有說服力，這當中就需要很多跨領域的經驗和決策。然而，創客在這些專業人士眼裡，可能只是業餘，甚至是門外漢而已。一條溝還真的不小～

不過，創客也不需妄自菲薄。因為大家可能在市場、網路通路上有更多強項，或許都能走得不錯。

以下，提供一些收穫給大家參考，也歡迎大家分享所見。

1. 鋁擠
這其實沒什麼特別，但跟廠商聊過之後發現鋁擠竟然便宜到是論公斤賣的。這表示很多原本的想法可以改成用鋁擠來作，還更便宜。例如先前在找的C型鋼，單價竟比一樣長的鋁擠貴。還好最近太忙還沒去買，不然會嘔死。

這有什麼差別？主要就是精度囉。簡單講，如果鋁擠便宜好用，那麼自己來個大型的 3DP 就不是什麼難事了？

2. 上銀
這間知名的公司這次的展覽很活潑，搞了很多生活化的小展區，剛好在我客戶的對面。他們這次展的東西很多是我覺得可以用 delta 3DP 來改的，而他們是用機器手臂來作，完全是殺雞用牛刀。雖然他們是在展示機器人時代的多種可能性，但我的看法不同，主要在於這些東西一樣該產生變革，但不用那麼麻煩，那個落點會剛好落在 delta 3DP 這邊。或許會說，難道 XYZ 不行嗎？可以，但不會那麼方便。而 delta 就ＯＫ嗎？也倒不是，但是只要把目前的 delta 改掉一個關鍵的設計元素後，它就會超強，令人耳目一新。

3. 五軸雷射雕刻
最近剛好又在玩雷射，對這特別感興趣。這家公司超小，只有一個單位，只有一個女生顧著，但他們作的事很屌。就是在模具上用雷射刻出圖案。他們的作品非常細膩完美，而且工作是在完成的模具上施作，這表示他們的技術穩定度極高，利潤也一定很可觀。

這讓我想到先前在改的轉盤，以前已經準備很久的小型減速步進馬達模組，很多東西的構想都是一樣的，但將想法用在什麼領域就能創造什麼價值。

4. 大型機台
這次很多廠商展示了超大型的工作機台，我自己的客戶也展示了一台能加工１５頓重工件的大型銑床。這讓人發覺現在的社會，創新是一環，潮流是一環，但大型公共工程的需求也很可觀，讓我想起先前的一支影片，是用一個火紅的超大鐵塊，直接打造出一支二三十米長的發電機輪軸。整個工廠宛如身在巨人國，全部都超大，但卻全部可控制。這裡面每一項設備恐怕都是十分可觀的花費。

這突顯了，人的想法能解決什麼問題，就能產生多少價值。那麼，怎麼能不好好利用腦袋仔細想想呢？

5. 老外越來越多
過程中我雖然聽到一些像技師旁的交談，但聽到更多的卻是日文、英文的對話，很多人都是來採購的。而最後這天，更是很多看似工廠老闆的人來看機台。

讓人覺得景氣並沒有多差，重點是錢都在那裡領域流轉而已，所以適時的轉換獲利模式非常重要。

以上，是一些小小的觀察。我相信結合 3DP, Laser, CNC, 以及一些電氣加工技術，應該是能搞出很不一樣的東西。重點是能把很多事情簡單化，進而提升許多效率，增加很多機會。這是近來我一直努力整合機台的原因，希望明天六月前，能把目前計劃的東西都搞定，把產值再往上推一二階。屆時，就可以再開另一間公司來推下一項業務了。