關於部落格
CSP 道具工坊總部
  • 20826

    累積人氣

  • 0

    今日人氣

    17

    追蹤人氣

DIY CNC雕刻機計畫 心裡建設篇

1.CNC是什麼?CNC雕刻機是什麼?
CNC是computer numerical control的縮寫,中文意思是「電腦數值控制」
早在1940美國為了生產直昇機槳葉就有打造CNC銑床的想法
因為機床是依照XYZ在空間立體移動進而製造曲面,但是手動操作下要這樣作十分費時費事
因此歷經10年研究,1950年麻省理工學院將NC(數值控制)設備結合一台銑床
造出第一台數值控制銑床!

而後麻省理工又開發出APT(automatic programming tools)精確程序控制語言
這是人與機械的一個溝通工具.
日本在1959開發液壓伺服馬達、曲線插補運算給CNC帶來重大突破
馬達這時可以精確知道自己轉了多少角度,而曲線的雕銑也不在依照輸入的座標
一段一段連接成,而是用數學計算一條運動線中間所有的位置
自動補充所需座標,非常的先進.

以上就是CNC的發展與簡史
講了這麼多其實也就大概寫了些CNC的歷史權充開頭罷了
有沒有瞭解這些與你做出來的小雕一點關係都沒有,就當科普看看吧(笑
但是
從上面我們知道CNC最原始就是一台銑床,加了數值顯示器與驅動裝置
而後數值顯示器整合到控制單元,就是CNC了.

銑床是一個三軸運動裝置,XYZ三軸運動,三軸座標決定空間中的一個點
再利用旋轉刀具切削不需要得部份留下的就是就是要製造的零件
由此可知這是一個除料的加工方式,排除不需要的留下所須的就這樣
傳統銑床是人手轉控制輪讓機器動起來,而且這輪有三個!
CNC是由電腦發出脈衝帶動馬達
排除了人工可能的誤差所以更精準,而且曲面更容易
想像一下連續轉動三個控制輪那是多可怕的事.....

那CNC與我們想DIY的CNC雕刻機有何不同?
一般稱CNC是工業用的設備,叫做「加工中心」、「CNC雕銑」等等
這是數公尺大的龐然大物,為了加工金屬承受反作用力與抵抗振動
這些機器都是鑄鐵製造,重量上頓的怪物
DIY的當然不可能這麼巨大雄壯,不然我想你放家裡
先不談家人跟你翻臉,樓地板可能會先塌掉
所以我們要的是桌面等級的雕刻機
體積大概1000*1000*500mm(你必須開使習慣使用mm作單位)
重量在100kg以下的小機器
可以擺在桌上,拆解後一人可以搬動,使用螺絲作結合件
工作時必須要安靜,可以在你下班後作點東西不會打擾鄰居
很美好對吧!


2.我需要這種設備嗎?
這個問題很詭異,我很難想像有誰不知道自己為什麼要CNC就一頭腦的投入
但是一定有覺得很酷或就是想做台機器自我實現的人
這當然也是OK的,也不是說CNC造出來就是要作洋槍大砲
這機器最多的運用是雕刻、全面立體化製作
小雕可以:
可以雕刻PCB板;實現你自己設計的電路板作一些實驗板或是開發機
小零件的製造;學習建築、室設、商設或是工設的學生可以用這機器快速製作模型
平面浮雕;中式窗框、小屏風、印章、歐式裝飾板等等
立體化概念模;從事3D視覺藝術的朋友可以將你的設計實體化,方便與業主討論
少量生產;現在創意文化正夯,這機器可以少量製作個性商品
刻字;手機刻字、模型槍刻字
ACG人物模型;嫌作GK原型很辛苦,溶劑傷身體,雕刻機是個好解決辦法
畫圖;將簽名或是你的手繪圖經過處理可以複製,有筆觸的複製
機器有無限的能,只要你瞭解他的原理就可以多方運用


3.自己DIY與廠機、套件有什麼差別?

自己DIY可以針對自己的需求量身打造,DIY過程也保證了你具備排除問題的能力
可以滿足自己做的快感,很酷炫
可以秀給女生看
重點是價錢便宜,雖然加工會需要數萬元,但與成品相比還是便宜
優點很多吧!
是的,有優點就有缺點
自己DIY的前期投資很難回收,因為自己造機你會需要很多精密量具、工具
這些量具的價格可能會超過你製造小雕的費用
當然,好處是擁有這些精密量具未來你要校正會很簡單

DIY遇到問題會很辛苦,因為多數的資源台灣都沒有,大陸與歐美有很多DIYer
但是台灣很少,會想DIY機械的更是稀少
你必須去大陸論壇或是歐美論壇求教,但是語言與用語的差異會很辛苦
比如大陸叫絲錐台灣稱絲攻(在孔中搞出螺紋的工具)
各國慣用的單位或是尺寸表不同這也是很大的問題
材料不易取得等等

DIY必須有系統有規劃的投入資源,並且小心虧損
規劃一個資金使用計畫,計畫學習相關知識,一步步推進

反觀成品廠機呢?
那真是太輕鬆了!只要投入金錢你可以取得任何設備
目前主流的廣告雕雕刻機大落在10萬~50萬之間
這是一種加工高度較低,卻擁有廣大加工面積的機器
主要處理板狀物
如果你要高度高的立體雕刻機那就貴了
少說30萬起跳
搭配國產伺服控制更加昂貴
若是大陸的控制器也要一萬多

相對好處也不少,這類機器有保固,壞了可以找人修
穩定度高,畢竟是拿來賣的相關機電測試都是有標準的
簡單好用,軟硬體整合度高,裝好就可以開工
可以預期的誤差,這類機器是在成本與結構上下足功夫的
所以精度是可預期的
總之只要有錢一切好說
但是這時代誰敢說自己有閒錢買這東西啊!(翻桌
有錢就買吧.....(無奈

還有一個是套件
上露天或是雅虎拍賣你會看到很多整機在賣
那些就是套件,對岸這類機器很風行,有人DIY到有心得
就會開始生產某一種構型的機體
組裝好開始販售
但為什麼他不是廠機呢?
因為這類機器幾乎不可能有保修,也沒有配套的軟體
他們多數用MACH3這套通用機床控制軟體
搭配電腦運作,很簡單對吧?
錯了....這中間有很多問題要克服,電腦不是一個精確的脈衝發射單元
很多時候難以駕馭
更不要說5萬以下的機器在設計上都有不合理的地方了
遑論精度這東西
五萬以上的機種整體好很多,但是這樣的價格你都可以自己作一台了



4.這是一個可以輕易自己製造的裝置嗎?

不!絕對不是!
嚇到了嗎?你確實該為自己想DIY這瘋狂的主意嚇著
的確,CNC雕刻機不是一個簡單裝置
他整合機械、金屬、電機、電子還有軟體知識
他是一個系統工程,必須通盤考量各項因素
也不是一天兩天你就可以完成的工作,與釘個櫃子這種程度的DIY相比
製作雕刻機大概接近寫論文了
不管多小的機器從學習相關知識到落實在設計上快則一年

我自己則花了三年,很遜吧?
我學習了機械製圖、基本的機械知識、電子學概論等等
但是不想下苦工大概也要一年
所以要開始作絕對要一個好計畫
撇開前期的學習,你可以先從自己想要作什麼開始發想
針對你的需求設計機架,選用零件
可以達成一種功能的零件絕對有許多不同的種類
也可以選擇自製或是購買,這要審慎考慮成本
有可能買來的精度很高但是昂貴,自己土砲卻很便宜
這時你要抓住自己想達到的精度,無謂的追求高精度是沒意義的
因為這是DIY機器,不可能與廠機挑戰
廠機的精度少說是0.02mm以下(兩條),大陸製約是0.03mm(三條)
但是自製的有0.08mm以下久很足夠了,每追求一條的精度你就要在材料、量具上花十倍的成本
更不要說如果你玩到失心瘋了開始打鑄造機的主意
這點千萬要注意!DIY就是省錢,請將成本放在心中

我自己的機器是以0.05為目標

先寫到這邊,待續
相簿設定
標籤設定
相簿狀態