不辣閣: 10月 2009

2009年10月27日星期二

直接用Gcode編寫刀具路徑

※ CNC：Computer Numerical Control (電腦數值控制)

※G-code則是一種語言，就好像是我們說國語、老美說美語、德佬說德語

你跟機器透過電腦溝通就得說機器語，這邊這種語言叫做G-code，只是一種語言，倒也沒什麼特別

就好像國語、英語說得流利雖然很厲害，但言之有物更可貴！

曾經發過幾篇刀具路徑的文章，卻沒提過整個流程

先用電腦繪製3D圖形，再以軟體輸出刀具路徑又是另一種作法，這邊就不提了，因為我不會，哇哈哈~

首先：提筆畫圖...

下面這張畫的是漫畫，我只是拿來充數

設計好需要的零件...

當然下面這張也不對，因為角度畫錯了...

G-code的指令上百條，其實我只用了幾個：

G00：直線快速進給到??座標、

G01：依指定速度直線進給到??座標、

G02/G03：依順、逆時針畫圓、畫弧、

G17-G19：切換平面、

G83/G80：深孔啄鑚

再來就是根據選用的刀具半徑、標示其空間座標

還記得小時候老姊上學都要跟我賽跑，每次都是一直跑，跑到下個紅綠燈為止(第一道指令)

然後看交通號誌、觀測左右來車，走到對面再重新開始(第二道指令)...

標示座標就標在那些路口處，讓刀子從這個路口跑到下一個路口、過馬路又是另一道指令...

我這邊選用8mm刀，半徑4mm，於是我將工件外形往外退4mm

這就好像是我們家外面，與大馬路總是隔著水溝、花圃、騎樓...什麼的

家的輪廓就是我要的零件形狀，那些個環繞在外面的什麼，就是刀具路徑

我們總不希望水溝流進家裡面吧？所以刀具半竟有多寬，其座標就該退開工件外形多少

為什麼不用G41、G42補正指令？(只要標示工件外形、再輸入刀具半徑，電腦會自動根據工件往左、往右退開)

這指令雖然好用，不過還蠻常出包，以下為其中兩例：

階梯高度少於刀具半徑，工件會少掉一角：

狹縫底部寬度少於刀具直徑，依然會被錯挖：

出包的實例我也提過：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=36068&prev=36221&next=35952&l=f&fid=8

所以，座標該怎麼標示？(國小、國中幾何)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34422&prev=34534&l=f&fid=8

轉彎處即使不是R角(圓弧)，路徑竟然要走圓弧？(中學最短路徑問題)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=33306&prev=33561&next=32912&l=f&fid=8

不規則形的工件上，根據某斜邊給定一點，這點關於整個座標系又落在哪裡？(大一線性代數座標轉換)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34534&prev=34789&next=34422&l=f&fid=8

大概有過半數的時間，都只用到國中的三角函數，看下圖就知道有多基本了...

與幾何證明(主要證明哪個角等於幾倍的另一角)

如果是相當複雜的外形，反正我們知道機器的最小刻度是多少(最小步伐)，例如說0.01mm或什麼的

那麼我們可以用離散傅立葉轉換，求出每個地方的座標，再以直線啦、圓弧啦...什麼的連起來

唉呀！反正就是求出各點座標再連連看啦...

用的數學工具越多，做出來的東西越準確

像我上面提到的轉彎怎麼轉、斜邊怎麼走...，退開一個刀具半徑後，形狀都與原工件不同了

業界的作法、或是電腦自動生成刀具路徑，多半要你換比較小的刀子

雖然退開刀具半徑，但還是照著工件輪廓走

看過前文就知道：這樣還是有不該削的被削去、該挖的沒挖到，反正只是讓誤差變小一點而已

但扣除震刀、機台剛性...等先天因素，能把誤差消滅為什麼不消滅？先天因素就已經有不少誤差咧！

下面是刀具路徑輸出的圖

阿下圖是成品

有溝有槽、有孔有曲線...

7075 T6整塊切削，但因適當的偷輕，比用5052折出來的還輕

該怎麼偷輕最好？該保留哪些加強肋才能讓零件最堅固？甚至哪些斷面形狀能提升整體剛性？

這又屬於應用力學的範疇了，不過回歸基本仍是物理與數學

我還是想說：中學前的基礎教育不光只是拿來考試的...

當年高中聯考，台中市的學校沒一家能上，如果當初好好念就好了...

2009年10月23日星期五

Servo mount for RC4WD Trail Finder

最近做的東西越來越複雜，尤其不曾在格子上刊載過的東西更是如此

高漲的電費讓我做越多、賠越多，想起一個黏土玩具的品牌：賠樂多，但是我一點都不樂多~

但是這個不能不做，在RC界有令人心寒的傢伙，但也有溫暖

曾在前文的回應提到我沒有電子變速器、馬達，阿克老師二話不說寄了一堆過來...

不收我錢，那我得做些什麼才是

於是做了他正缺的：伺服馬達座

就是這樣啦

就是這樣會被打啦...

上面是粗切、下面是成品

因為這東西也是車體橫樑，要抄橫樑當然就抄拖車頭的式樣...

下面是servo mount

裝上是這樣的

背面

有看出來裝在哪裡嗎？

嘻嘻~謝謝阿克老師哦~

2009年10月19日星期一

好膽你就吃對早餐

曾經提過早餐一定要吃

不論什麼原因，忽略早餐的惡果之一就是膽結石...

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肝臟分泌膽汁，膽汁儲存在膽囊，主要作用為消化脂肪

膽囊除了儲存膽汁，還有再加工與濃縮的作用

所以肝臟產的膽汁為弱鹼性(PH 7.4)、經過膽囊再加工的膽汁呈弱酸性(PH6.8)，主要是碳酸氫鈉被吸收的緣故

肝臟隨時都在製造膽汁，儲存在膽囊的膽汁卻不是時時刻刻在釋放

只有遇到脂肪類的食物才會被釋放

膽汁在膽囊的時間久了，會因為持續的濃縮而固化，也就是變成石頭啦

經過一晚的睡眠，消化道的食物幾乎已被消化完

若不吃早餐，膽汁會因滯留膽囊內而慢慢形成結石

有些人吃早餐，但為了減肥，內容常常是：麥片、生菜沙拉...

看出端倪了嗎？缺少脂質的早餐，膽汁依然很難被釋放、或甚至不參與消化過程

過於清淡的早餐依然殘害著你的膽...

當然，

為了減肥而餐餐水煮、捨棄脂質的病態飲食都會讓人倒下

PS：據說急性膽結石的疼痛指數比痛風、甚至比生產都還高

另外，曾在上一篇文章提過：葡萄糖是大腦的養分

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=36274&prev=-1&next=36221

若早餐不食澱粉、光喝咖啡 (有研究支持咖啡因可抑制膽結石)，那麼人只是醒著，卻無法進行正常思考

看過電影裡的活死屍嗎？

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不過，壞的脂肪徒增身體負擔，不妨在早餐裡面加顆雞蛋，這是很棒、很聰明的選擇

蛋黃的優質膽固醇，能幫忙清除體內壞的膽固醇、讓膽汁釋放...

所以我很愛在早上吃蛋餅，有蛋、有澱粉(自己愛吃還牽拖= =)

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=35000&prev=35042&next=34972&l=f&fid=30

再配杯咖啡或燕麥

至於維生素呢？早上吃生冷的葉菜不容易入口，我就以綜合維他命取代囉~

2009年10月18日星期日

不當減肥，越減越笨...

時間已到中午，我仍忙著計算刀具路徑的座標...

只剩五個座標等待標定，原本只需幾分鐘的計算，大腦卻當機了...

三角函數、線性代數、幾何圖形...本來還算熟悉的東西忽然變得陌生

放下筆，去吃飯吧！

相信不少人有這種經驗：到了吃飯時間，硬要把僅剩一點的工作完成才肯罷手...

事實上，應該先吃完再繼續

前幾天的一則新聞：某女學生在一年內，靠吃滷味葉菜類、禁食澱粉減掉45公斤

其實我常提到：不超過25歲，減肥不需要什麼方法，甚至讓身體不健康也能速瘦

五大營養素身體缺一不可，大腦的營養多半來自澱粉轉化的葡萄糖、以及少部分來自酮體

大腦無法製造、亦無法儲存葡萄糖，因此維持血糖正常是很重要的！

缺少葡萄糖的大腦將導致：短期記憶力衰退、識別能力下降、反應遲鈍、甚至腦細胞壞死...

話說到此，準備大口扒飯嗎？

不不不...過多的醣類，除了刺激胰島素分泌，也會令腦中血清素增加，影響神經傳導

凡事中庸就好

我很訝異該新聞中的主角，面臨升學壓力竟好膽避吃大腦所需養分...

用過餐，剩下的工作大約三分鐘就完成了！

還想不吃什麼？油脂？建構細胞膜、合成荷爾蒙的原料油脂？

不吃蛋白質？與免疫系統、組織修補息息相關的蛋白質？

纖維素...？

夠了！

我想說的是：你想你的身體能看就好？還是好用到老？

2009年10月15日星期四

Tamiya M01/02 金屬齒箱：車殼柱螺牙再補強

聲明在前頭：螺牙要補強，請參考汪老師的正統做法

http://tw.myblog.yahoo.com/machining-teaching/article?mid=5378&prev=5407&next=5227&l=f&fid=94

Tamiya M01/02的全金屬計畫走到這邊：下圖左是塑膠件，右邊是金屬件

拿過的人就知道，鋁合金版本沒有重多少，相當輕...

M01最為人詬病的：就是沒有中立點的懸吊

因為打算把前輪改成麥花臣懸吊，所以我打算利用車殼柱固定座

雖然是6061 T6，但仍怕它強度不足，也怕螺牙不夠力

這次手術的重點，就像是被換上鈦合金骨架的金鋼狼...

我打算埋入黃銅骨！

不管幾號的鋁合金，密度大約介於2.6~2.8 g/cm³

黃銅大約等於8.4~8.89 g/cm³，與含鎢的高速鋼8.7 g/cm³比起來，完全沒有比較差

鈦大約等於4.51 g/cm³

不過黃銅容易因為相對運動而被磨耗，因此常被拿來當成廉價軸承

PS：密度是指同樣體積裡，誰塞了比較多的重量，越重表示越緻密

只要黃銅與鋁合金間沒有相對運動，拿它當骨頭絕對是很讚的！

我是電機系的，所以很多六角銅柱...<=spiderack要開罵了

先車成如此這般

再切斷

另一側整端面

齒箱內面的車殼柱，中心通孔是4mm，另一側是長約1公分，M3X0.5的螺牙

用4mm的鑽頭貫穿先...

再用CNC做出六角槽

不管直徑4mm通孔、還是六角形，與黃銅棒皆為緊配

再來就是逼進去了

完全逼入

這一側可看到螺牙

另一側可看到六角形公母配合的緊湊程度

兩側

總共做兩車份...

特別式樣

忽然完成的TXT-1軸，龐大程度超過我想像...

上面主要裝置直交的傘齒兩顆、直齒一顆

分開的兩半

小蓋子讓我想起台中的工廠，每家工廠的床台，管他車、銑、磨、刨床，上面都有一顆整理中的引擎...

2009年10月5日星期一

運動前的自我評估：常見問與答總目錄

醫生說："你就是缺少運動才這樣"、"再不運動不行"、我發誓要減肥、為了戶外登山、健行...我要體訓

不管原因如何，就是下了決心要運動

先不談一些無理取鬧、捨棄健康於不顧的減肥

如果要的是健康，那麼以下或許是您心中的疑問...

國民的健康是國力的基礎，不喜歡國內對健康的漠視，所以這類文章語氣都比較兇狠，還請海涵！

從事運動前都必須先了解自己的身體狀況，這很重要、甚至關係到人命！

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=31724&prev=31817&next=31689&l=f&fid=7

哪種運動真正幫助養生、哪些幫忙養傷要認清：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=12917&prev=15325&l=f&fid=7

首先，有慢性病在身的應避免爬山、戶外健行，這些地方離醫院有段距離

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=25035&prev=25218&l=f&fid=7

如果有高血壓，在醫師許可後，進行運動應該要注意：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=11942&next=6542&l=f&fid=7

如果有糖尿病，一樣在醫師允許運動的情況下，要注意：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=2518&prev=3193&next=2482&l=f&fid=7

如果有心血管方面的問題：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=17127&next=17108&l=f&fid=7

這些人必須知道自己的心跳率才不至於過量，算法如下：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=15581&prev=15984&next=15506&l=f&fid=7

如果太麻煩，可以這麼評估：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=19456&prev=19528&next=19401&l=f&fid=7

而這些活動，需要阻力訓練的加持，至少補到接近青春期的肌肉量，配合適度不過量的參予，才能保護關節

什麼是阻力訓練？

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=28653&prev=30001&next=28619&l=f&fid=7

動作示範：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=6542&prev=11942&next=3193&l=f&fid=7

不管徒手、還是任何形式的阻力訓練，必須注意呼吸(體內壓力)：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=35860&next=35773&l=f&fid=7

跑步：

要注意不要過量，每週3次就很夠了：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=28619&prev=28653&next=26862&l=f&fid=7

如果是跑操場、繞公園跑，請記得左右要均衡：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=31689&prev=31724&next=31265&l=f&fid=7

跑步、健行、登山都要特別注意膝關節的保養：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=15430&prev=15491&next=15325&l=f&fid=7

如果是長者、如果膝關節已經比較弱：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=15491&prev=15506&next=15430&l=f&fid=7

再怎麼安全的運動，過量都是會傷身的：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34390&prev=34600&next=34241&l=f&fid=7

即使被拿來當成膝關節復健的室內坐式單車亦是如此：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34600&prev=35218&next=34390&l=f&fid=7

最後，要知道運動帶來的好處不只在於身材的美觀：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=18699&prev=19248&next=18349&l=f&fid=7

因為如果登山、健行...是比較高的山、比較遠的健行，那麼，適度的脂肪是需要的，這些脂肪提供運動所需的能量

但不是無上限的囤積，請同時評估體脂肪、腰圍、BMI值

也請不要從事這些活動前才開始囤積需要的脂肪，平常卻是乾巴瘦

活動當時與平常的體型要盡量一致，體重可以突然增加，協調性、心肺適能、肌力、肌耐力...卻不見得能跟上

2009年10月3日星期六

歪著頭看也不靈光...軟體生成的錯誤刀具路徑

之前常提到：現在只要畫好3D圖，某些軟體便能生成加工的刀具路徑

不過咧，路徑不見得都對

舉例來說，我想做下面這樣的形狀

最終出現的工件外形卻如下圖，與上圖的差異就是紅色所繪之處

為什麼刀具會走這樣的路徑？

因刀具被指定走到轉角座標、但往上揚的部份(紅線右邊)卻又具有一定寬度

看起來便像是先走過頭(轉角座標)，再轉個詭異的彎

通常直接用G-code的補償指令，遇到會干涉的轉角也會這麼走

直接看下圖吧！

這是以SolidWorks畫出來，再以master-cam生成刀具路徑，不修改路徑直接輸出的物外形

換個角度看就明顯了

還好此工件不與其他零件做公母配合，否則紅圈處會是一大隱憂

前面曾經提過線性代數的"座標轉換"

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34534&prev=34789&next=34422&l=f&fid=8

如果我們以轉角處為新原點，將整個空間座標旋轉會如何？

放大轉角處，結果會如下圖：右側往上揚的地方不凸出了，但轉角左側卻陷下一個窟窿...

座標旋轉的當下，刀具路徑當然跟著旋轉，於是乎...

轉角會變成下圖的形狀：

把左側斜向下(斜率為負)的部份擺平，看起來會容易些...

這意味著刀具可以向左退、但不能向下陷

你可以在座標轉換的矩陣裡面加限制條件、或用國中數學的幾何證明來解

下圖紅色大圓代表端銑刀截面，黑線是工件的外形、亦是銑刀圓周上兩點的切線

銑刀半徑、藍線、兩切線圍成兩全等三角形

PS：SSA全等條件僅適用於銳角、直角三角形

於是兩個全等三角形在圓心那端的夾角皆等於 A/2

最後，銑刀圓心的Y軸座標限制不動，X軸座標後退量=銑刀半徑Xsin(A/2)

另一篇文章曾提到怎麼轉彎：

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=34422&prev=34468&next=34390

上次針對工件外形，若用在模具，就是公模

若是母模呢？

如下圖所示，若在y點直接轉彎，那麼出彎口會變小

PS：極端的例子是轉直角，出彎寬度等於零

圖裡有個三角形，主要方便識別：直角三角形的斜邊為最大邊，出彎處的確變窄了！