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[自動化展觀後分享]

這次的自動化展，簡單來說，是沒有什麼新奇的發現。

但是，這倒不見得是乏善可陳，反而要思考的是，那大家在忙什麼？

這次的自動化展還包括了物流展、３Ｄ列印展、模具展等，每個展各有特色，但若以最有活力的來看，大概就屬３Ｄ列印展了。

這些展當中各有一些趨勢可以分享：

●自動化展

越來越多設備以小型化的方向發展，這代表了自動化的需求已經漸漸從最後端的生產向前延伸到研發程序和打樣階段。

這會讓所有的研發人員得以用更精準、更有效率的方式來執行產品開發的程序，而這些機台大多是以桌上型的規格出現，甚至是可攜式的。

●物流展

展區空間不小，但是目前呈現的還是比較偏向單兵作戰型的武力展示，而無法呈現全面性的兵棋推演型態。這代表了在物流這個市場，人力的多樣性短期內還無法被機械全面取代。

●模具展

也有看到一些小型的射出成型機是拿來作少量打樣使用的，這部份或許是 maker 們該思考的應用方式。

●３Ｄ列印展

這一區大概算是整個會場裡平均來看最熱鬧的，主要它是在一入館的位置，以及現在各家都有自己的主打特色，還有應用的涵蓋面廣，從基本的ＦＤＭ、多色、混色、大尺寸→ＳＬＡ的各種機型→特殊列印材料。從學生、玩家、工業應用全包了。

不過整體來講，沒看到什麼突破性的創舉。所以這塊算是各自美麗，自由發展中。

●未來？

這次展區裡有一個競賽區，比的已經變成是機械手臂了，而且清一色都是用專業的機械手臂在執行。已經不像以前會看到在比模型機器人了。所以看起來大家會更著重在實用面上。

總結來看，這個展可以看出自動化這個產業目前算是相對活躍的產業，參觀的來賓也相對熱情積極。而應用面則是各有需求，包山包海，卻是各自存在，誰也壓不下對方，消費者各憑偏好決定。

而站在 maker 的角度看，有二個方向的東西可以思考：一是小型化的自動化設備；二是大型化的準工業機型，但卻維持 maker 的成本。

這二個方向或許可以在市場上走出一條血路。

[CNC週邊控制功能]

https://www.youtube.com/watch?v=pDcHhsUGssQ

1. 機台罩的氣壓缸
2. 主軸 ATC
3. 機內照明
4. 主軸水冷馬達(看不到變化)
5. 刀具冷卻(不確定是供氣還是供應切削液)

根據這次工具機展的觀察, 這部份用開關配電完全是暴力作法, 比較理想的方式是 HMI --> RS485 --> Output Module --> Relay --> 電力切換。同理，對一些機台狀態的監控則是透過 Input Module 把訊號集中回去。

這樣才能讓操作介面安裝在人員方便工作的位置，同時這些零件、配線、管路才能在它好維修的位置。

只能期待之後再作改進升級，現在先讓它能上工比較實在～～～

[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。

[噴墨印表機維修]

工作上大量使用印表機，但是又常常會停一陣子沒用，通常二三年這機子就會嚴重堵塞，只好換新。

先前因為忙，所以沒有把它拆開研究一番，這次這台也是撐了三四年，又堵了，原本想說用酒精沖一沖管路，結果一開始有噴出，之後反而大堵了。

為了工作，只好先買一台，機器賣得很便宜，貴的是墨水。

堵住的這台當然這次就要好好研究一番了。

整個拆完之後發現幾件事，值得以後維護時留意：

1. 要拆噴頭不用拆整機，從它的墨水架上就能拆除。

2. 原來墨水到噴頭中間還有這麼大片又極細密的金屬濾網，負責把墨水中的雜質濾掉。這表示噴頭本體要塞住的機率會小很多，而濾網如果塞得差不多了，墨就會噴不順，但是這還有得救。

3. 噴墨印表機的結構在發展這麼久之後，已經優化到一個極致了，而且是走類似伺服馬達的閉迴路系統，這表示.....如果把噴頭的電控摸熟，是不是可以直接放大它的尺寸，換成工業用的致動系統，作出大型機台？

4. 清乾淨後再用酒精沖噴頭，整個從噴嘴中射出極細密的水注，感覺很療癒。

可惜這台在清的時候太暴力，被我弄斷一根進墨管，只能試著自己車一根替代。之後再把它組起來，試看看是否有機會改成熱昇華墨水。

另外，噴嘴的排線座竟然一打開就有銅綠，代表先前有受潮。這次再用超音波水洗，雖然事後有用高壓空氣噴乾，但上電後會不會斷路，只能賭看看了。

不論如此，這台都提供了很多情報，可以替日後的機器維修，甚至撿回收場的機子回來改都可以考慮了。

[Just do it - 雷射保養升級]

作 maker 沒有抱怨的權利，因為不喜歡，改就對了。

之前剛買這台雷射時的經驗不算多，所以沒什麼感覺。

隨著拆解的機台越多，越知道很多事情的眉角和重要性。

所以，當這台在用一段時間之後，其實發現了很多缺失，主要包括：廢氣處理、壽命規劃、架構設計等。

問題看照片就清楚了，主要在於廢氣的動向沒有處理，所以對線軌、鏡片、螺絲產生嚴重的酸蝕。連不鏽鋼的螺絲都生鏽了、鏡片上的鍍膜也因為酸氣剝離了。

切什麼材料呢？ＰＣ板或壓克力都會很慘。

以原本的作法來估，如果天天切幾片，可能三個月就要掛點了。

還好切的頻率不算高，然後有用抽風機抽煙，這台大概撐了二年後狀況才變差。

索性就淘了幾片鏡片回來保養，順便把機台重整一下。

改的部份包括：

1. 紅光雷射指示
這個是用先前買的合束鏡，再用３ＤＰ印固定座，之前沒調很準，這次重整時順便把它調準些。

2. 當然就是把鏡片全部換掉。

3. 螺絲鏽太誇張的都換掉。

4. 重新配線，把原本電控外接出來的線全部收一收、藏一藏，免得一堆線。

5. 把冷卻水和空壓的管線也改一改,都集中一個地方進入,免得亂七八糟的.

6. 把機台包起來.....不過材料不夠了,只包一半. 理想情況是基本上不讓煙有機會跑進光路裡面，更不會跑到光源那邊去。

不過材料不夠，只能下次再接著包了，暫時只能強制把煙從光路外的地方抽離，來增加機台的壽命了。

[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。

[中科一日遊-雷射切割課程]

首先感謝 Farmbot採果專案的資訊，留意到中科在12/22有這場課程（12/29也有喔），因為對雷射切割（金屬）很有興趣，所以毫不考慮就報名了。

報名的部份，要先加入中科自造的會員，網址在這裡 https://ctsphub.tw/

然後從課程一覽裡看最近有那些課
https://ctsphub.tw/port/courses/course-all/

之後就是填寫報名資料就可以參加了。（包括餐點喔，超佛的）

---　課程部份　---

因為是講機台的操作，所以場地是在地下一樓的工廠裡上課，很有以前上實習課的感覺。

課程的安排算是清楚明白，先有一些加工影片（但我遲到了一下子，沒看到），然後講加工原理，之後是講軟體操作，最後就是實際上機操作（下午）。

這些東西說難不難，如果以３Ｄ列印的角度來看，就是一個是減法，一個是加法。所以３Ｄ列印是把料融化擠出成型，但要維持它的形狀和控制熱堆積；在雷射切割來說，則是要把材料融化噴掉才能切割，但也要避免熱堆積。

而這些操作基本上也一樣是多變數的狀態，很吃經驗值的。要用多少功率，多少速率，距離，用什麼氣體，什麼壓力，切什麼材料，都會有影響。這部份因為有相對高的風險，所以建議是套用已知的參數再作必要的微調，但不適合亂試，畢竟不是自己的機子，保護措施也不像工廠那麼完整。

---　實務操作　---

雷射切割機因為功率大，系統的安控機制自然是比較完整的，所以整個系統包括了水冷系統、雷射光源、切割氣體、控制系統、加工機床等。

在操作上為了確保運作風險處於最低的狀態，開關機有它的必要程序：

1. 先開水冷系統。這部份先解除緊急開關，然後確認面板上的溫度正常，聽到繼電器聲音後才開啟電源。

2. 再開雷射光源。先將主開關復位，然後鑰匙開關轉到ＲＥＭ。

3. 開啟切割氣體，氮氣或氧氣或Air看需求，先放鬆調壓閥門（無輸出），打開主氣閥（確認瓶內壓力），然後鎖緊調壓閥到希望的輸出壓力，一般約 10~20 bar。但因為會透過管路造成壓降，所以實際出氣壓力要以機台上的壓力值為準，這裡要略大才可以。

4. 開啟控制系統。一樣先開主電源，然後開啟機床電源，再開啟電腦電源。

5. 之後開啟雷射切割軟體，將雷射頭復位，並作基本校正。都ＯＫ之後，開機就算完成。

---　關機操作　---
(這部份有點忘了，因為那時候接了二通電話)

1. 關閉雷射光源。Key OFF, 然後主開關切掉。
2. 關閉氣源主開關，然後放鬆調壓閥變成無輸出。
3. 用雷射機台的控制器進行排氣（把氣瓶到雷射機台間的管線內氣體排除）
4. 關閉電腦
5. 關閉機台電源
6. 關閉控制系統電源
7. 確認水冷系統風扇是否停止運作，確認停止運作後，按下緊急開關切掉電源。

---　重點　---

這場雷射教學的重點部份，主要在於軟體操作。因為雷射切割並不是簡單切一切就搞定了，必須在切之前就把很多加工過程、材料的狀況等等因素都考慮進去，而這些東西都是在軟體上要能呈現出來，例如要開始切之前要先預熱板材，這會造成變色的問題，所以要用引線來避免。

例如切割厚度太厚時，切割的縫會呈現傾斜的狀態，為了要切斷就必須多走一段距離。

例如小件加工時，為了避免工件掉落，所以要留邊讓工件不會掉落。

這當中有很多小細節都是要在切割之前就先想清楚，作好安排，才能爽爽切。

---　結語　---

中科自造可以說是目前遇到最佛的自造工廠了，除了設備齊全之外，課程安排和活動執行都很用心。推薦有興趣了解和從事 maker 的同好們，多留意他們的課程，也可以多多利用他們的資源，加速自己的專案速度喔。

[包好包滿]

日前為了推動磨床，把 Arduino UNO + CNC Shield 的一些問題大概都釐清了一下，現在是算很穩了。

但上次磨完後才是災難的降臨。

因為那時的電路都是裸露在外的，機台也沒有罩起來，磨完之後，整個工作室都積了一層粉塵。

所以立馬決定得先把電控處理好，不然太可怕了。

看了一下，剛好可以把電控藏在立柱裡。剩下就是電力和感應器的配線了～～～

[求解]

最近常常卡到一堆鳥問題，從中發現很多小地方是不容輕忽的，規格的設定也非常重要。

但這個問題我目前仍想不出問題的答案。

狀況是我把手上的 Arduino UNO + CNC Shield 裝到回收的機台上，也把驅動的步進馬達裝好了。

目前仍是最簡單的配置

110V→PC→USB→Arduino UNO→CNC Shield
220V→24V DC switch power→CNC Shield→A4988→57 步進

其他的定位偵測都還沒接。

奇妙的是，這樣的接法之下，我把 USB 接上電腦後，它幾乎都測不到 Arduino UNO。但是，若把 Switch power 調成110V模式，然後從 220V 改接到 110V，就都正常。

而我用電錶去量 USB GND和 24V switch power 的 V- 時，存在約 1.2~1.4V 之間的電壓差。我猜是24V power 造成USB 的電壓準位跑掉，所以自動偵測就失效了。

問題是，這樣的狀況如何解決？