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2018年8月10日 星期五

教程(—):簡單夾具


使用四爪釘螺母和螺絲釘製作一套新的夾具,方便依材料高度調整





介紹

此篇文章是參照bCNC wiki Tutorials: Simple Clamps 文章,並依自己的方式實做並分享記錄

為何要特別介紹這一篇:因為他簡單又實用,利用簡單的2D DXF 向量圖,載入到 BCNC 自動轉成G-CODE,在bCNC 設定好銑刀跟素材,就可偏移路徑切出輪廓,甚至支持凸台。

從Cyclone 到CNCx2 一路走來。有感而發:要會雕刻前,先學會如何設計夾治具。

bCNC wiki Tutorials: Simple Clamps 文章中說明原本的設計的工夾具會因被夾物的高低來墊不同高度的墊塊來支撐,所以改用四爪釘螺母和螺絲釘製作一套新的夾具。

設計

bCNC wiki Tutorials: Simple Clamps 文章,用librecad繪製夾具外框,但我不會用librecad,但前一篇文章 Cyclone PCB 使用Inkscape Gcodetools 將圖片轉換G碼(G-CODE),所以我改用Inkscape繪製夾具外框。

一個30x90mm的矩形,帶有圓形邊緣,中間有一個60mm x 6.5mm的狹縫和8mm的孔。用於讓頂部孔壓入四爪釘螺母讓螺絲釘自由移動並調整到正確的位置。我使用M6螺絲,所以我讓螺絲孔有0.5mm的公差可以自由移動。
  1. 所以打開Inkscape按F4鍵,建立矩形繪製一個30x90mm的矩形,帶有圓形邊緣。
  2. 再按F4鍵,建立矩形繪製一個60mm x 6.5mm的圓形邊緣的矩形。
  3. 再按F5鍵,建立圓形繪製一個8mm的圓形孔。
  4. 接著按(Shift+Ctrl+A)鍵,叫對齊與分佈,圈選繪製的三個圖形,點選緃軸置中。
  5. 讓加工座標位於左下角(0,0),所以我們在上方列位置填入X=0 Y=0 讓夾具外框移到圖紙左下方的位置。
  6. 同理你也可以單獨單選要位移的圖形到相對位置。
  7. 最重要的一點,,要將我們剛綱繪製好的圖形物件轉成路徑。先圈選剛剛3個圖形物件,路徑物件轉成路徑,你也可以直接按(Shift+Ctrl+C)鍵。 
  8. 最後..,檔案另存新檔,你也可以直接按(Shift+Ctrl+S)鍵。
  9. 將檔案另存DXF格式的檔案, 就完成設計工作。.
bCNC 轉 G-code

  1. 啟動bCNC並打開 Simple Clamps.dxf文件,或直接從命令行打開:$ bCNC Simple Clamps.dxf 。bCNC 自動將向量檔轉成G-CODE,點選"工具",然後選擇EndMil,設定好選定的銑刀,直徑4mm,HSS 材質,平面刀,無鍍層,3刃,中心切割.#$@T%$#$! (第一次沒有任何東西,所以只需點擊[+]並添加一個新的。最重要的參數是直徑尺寸,因為等會路徑會依你選的銑刀去做偏移)。
  2. 選擇素材,因為用的是抽屜板,所以我就依系統內建庫Maple(楓)的參數 
    進刀進給量:710mm / min
    下刀進給量;250mm /min
    深度增量;3mm
  3. 最後在物料 設定好我們剛選定的素材及材料厚度及安全退刀高度.
  4. 此時選擇編輯,從編輯器中選擇要移動的路徑,然後使用Control-Up或Control-Down鍵向上/向下移動它。來改變加工次序。
  5. 此時選擇工具→輪廓,刀,方向inside,按選擇工具→輪廓下(齒輪圖) Profile 鍵 或者,您可以從命令行執行操作,只需輸入profile in命令即可 。您將看到要創建的新路徑和要顯示的原始路徑。
  6. 接著點選切割,設定目標深度-14mm
    深度增量:0.4mm
    進刀進給量:710mm / min
    下刀進給量;250mm /min

    螺旋切割:點選(這是由捷克人 由Harvie 於2018年7月2日所提交 ,讓bCNC不再是一層一層切割,他最近還提出連Fusion 360都還沒有的擺線銑削或螺旋線銑削。如同之前所言:Open Source的最大好處就是擁有全世界的工程師協助解決問題並提出創新的技術.那真的是件很棒的事情。

    按下(齒輪圖) Cut 鍵 或者,您可以從命令行執行操作,只需鍵入命令即可 cut。您將看到下切時的路徑圖。
  7. 同樣方式將外圍路徑偏移,不同的要選擇outside,因為的刀具是走在外面,才能切出我們要的外框尺寸,您可以從命令行執行操作,只需輸入profile out命令即可。
  8. 因為外框需要有支持凸台來支撐,避免切斷時,成品飛出去。所以工具 標籤,設定你要的凸台數量,凸台的長dx及寛dy 及高度-5mm,因為實際物料高為12mm,所以凸台有7mm高。
  9. 標籤凸台的位置可能不是你想要的點。沒關係,你可以點選編輯打開外框區塊路徑,你會看到四固土黄色的 “標籤” ,你可以單選它,自由的拖曳到你要放置的位置上。 
  10. 同樣你再一次操作,點選切割,你就會看到外框路徑留下四個缺口。
加工

  1. 將原物料板固定於工作檯面,記得將木紋紋路要跟 6.5mm的狹縫平行,加工出來的夾具才具有強度。
  2. 運行原點歸位,再手動將龍門移動到所需的工作位置(使用方向鍵)或使用鼠標(Control + Shift + Click)或在畫布中鍵入*** g *** antry鍵,然後在所需位置單擊鼠標。它僅適用於XY,YZ,XZ圖。
  3. 在WCS選項上設置X=0位置或set 0 0 0在命令行上鍵入。您可以輸入set 0X 軸或 set . 0Y 軸等逐個發送軸。
  4. Z軸工作零點設置,通常如果是金屬我會因探測的方式去作做Z軸工作零點設置,但如果切木頭,我可能直接開主軸,毎1mm下降,直到碰觸到木頭。再升1mm ,在WCS選項上設置Z=0位置。
  5. 將龍門架抬起3-5毫米,單擊運行。

加碼演出


  1. 為了把剛剛切下來殘餘料充分利用所以呢我們Tile的方式陣列G-code,這是原文沒有講的部分。點選工具Tile 定Nx=2,Ny=1 (陣列方向的數量) .Dx=35,Dy=0( 陣列方向間的距離,夾具寛+刀具直徑+1mm間隙=35) ,按下(齒輪圖) Cut 鍵 。你就可以看被陣列出來的另一個路徑。
  2. 回歸到工作原點,並向X(左)位移35mm,做設置X=0位置。
  3. 再將龍門架抬起3-5毫米,單擊運行。
然後呢! 接下來就有請各位自行發揮...



2018年7月4日 星期三

說好的虎爺雕刻教學!

因為前一陣子搬家,所以就有一段時間沒在部落格寫文章了..
最近總算東西都就定位了,可以將一直欠大家的虎爺雕刻教學!終於可以補上。

Fusion 360是Autodesk所開發的軟體之一。而Fusion 360也是屬於有條件式的免費軟體,而且限制條件非常寬鬆,只要是教育單位、學生都可以輕鬆擁有Fusion 360,即使是商業用途、初創公司、個人設計師或創意工作者,年收在十萬美元以內,也可以擁有Fusion 360免費使用的資格,如果超過十萬美元(約310萬台幣左右),Fusion 360一年的授權也才310美元,是Autodesk旗下軟體中算便宜的了。

所以首先就是去是Autodesk 下載Fusion 360 。下載時他會先要求 註冊的帳號,如果你不是註冊將沒辦法使用,因為Fusion 360是 雲端架構,所有的設計資料都會儲存在雲端,所以你可以下載 手機版Fusion 360  去檢視所自己所設計的產品  不過你還是可以下載和上傳做備份使用。

Fusion 360有一些功能,必須上網才可以使用,但即使不上網,也是可以開啟Fusion 360的啦!但不上網使用能維持的時間是有限制的(約24小時),再次下次啟動時會強迫你登入才給你使用。

首先先打開 Fusion 360,將虎爺的STL檔上傳至雲端。

 虎爺

虎爺的檔案你可以自 Thingiverse 下載!。


因為檔案有點大可能要等一會,等上傳完畢 在打開此檔案你就可以看到虎爺了。


虎爺的尺寸大約是80x75x20mm。可是我手上的木板尺寸為142x92但厚度只有12mm,所以只好吧虎爺的尺寸修改一下。


選擇網格模式→修改→比例。


選擇非等比例→z→0.5。這樣虎爺的尺寸就修正為是80x75x10m。接下來我們就可以進入CAM 模式。
進行刀具加工設定。


選擇CAM 模式後。
接著先設置毛坯(素材)→操作類型⇒銑削。
模型⇒網格。PS:點選虎爺,此才會時會出毛坯體
工件坐座系⇒模型朝向。
毛坯點⇒選擇中心上方點(如上圖)

當你也可修改毛坯尺寸⇛毛坯 。




接下來就要選擇刀具

因為Cyclone 是ER11連接桿,所以我選擇用直徑6mm的木工直槽雙刃銑刀來做粗加工。


再加上之前用的ER11 的夾頭是3.175 夾頭,所以選用3.175的球刀做為細加工。



所以點選道具庫→新建立銑削刀具。



設定粗加工的木工直槽銑刀尺寸規格及進刀速刀。


再設定細加工的球刀尺寸規格及進刀速刀。
就可以進入路徑設置。


點選3D→自適應清洁。



選擇我們剛才設定的粗銑刀具,就可以載入剛剛設定好的木工直槽銑刀進刀參數 。


再按下確認,Fusion 360 就會自動運算路徑。當然在設定各頁中你還可以優化路徑。
同樣的方式點選3D→自適應清洁。


選擇我們剛才設定的精銑刀具,就可以載入剛剛設定好的進刀參數 。
這時我們就要點選第二頁面的 殘料加工 ⇒以先前操作。


再按下確認,Fusion 360 就會依前粗加工後的餘料自動運算路徑。


接下來我們可以去模擬刀具路徑。



確認路徑無誤後就可以開以將路徑轉成NC碼了。
選擇後處理→後處理配置→GRBL/grbl。


最重要的是要將G28 Safe retracts 的值改為
按下後處理,就會產生NC碼。

接下來呢,,,當然就是放下去雕刻囉~



期待好久的CNCx2,終於要上場了。

PS: 切削進給量、下刀進及量、主軸轉速、取決你的刀具種類。刀具選用是依加工外型(平面→平銑刀、曲面→球刀、修邊→R刀,倒角戶,特製刀型)及素材(木工刀、鋁用刀、鎢鋼刀)。但素材及CNC 設備會影響切削進給量、下刀進及量、主軸轉速、加工品質。所以 環環相扣 找出最佳參數就是需要經驗。如何找出最佳參數?

我的方式是在加工過程中調整進給量及主軸轉速,觀察 切削聲音,切削屑,加工品質,來找出最佳參數。但此過程是最損刀具及設備跟時間..

  自己想做的事情,能讓所有事情都會變得有趣,不但有所學習,也會有心得與他人分享,
人生就是在盡了力之後才能無怨無悔。