很多人想改裝平板打印機(jī),本人僅從原理上提出自己的見解。
1、改裝原理
將搓紙電機(jī)的驅(qū)動信號引出,然后加個功率放大器,驅(qū)動更大的步進(jìn)電機(jī)。然后將這個電機(jī)位置移動到另外做的平臺上,通過絲桿、同步帶、鋼絲來移動工作平臺或者是打印機(jī)機(jī)體,實際上,就是把搓紙電機(jī)改裝成Y軸電機(jī)(控制機(jī)器、墨車e前后移動)而已。
改裝后的機(jī)器本身的搓紙機(jī)構(gòu)基本上是沒有用的了,在不影響打印機(jī)結(jié)構(gòu)強度的情況下,可以拆除或者鋸掉軸棍,以空出下部空間給工作平臺。
因為打印機(jī)開始工作的時候,會通過一個光電傳感器來檢查有沒有紙張,簡易改裝平板打印機(jī)的時候,需要把這個傳感器移動到工作平臺端,用來檢測平臺是不是接近打印機(jī)了,類似打印機(jī)檢測到有紙張可以打印的狀態(tài),這個時候,打印機(jī)才會工作。這個傳感器可以用接近開關(guān)來替代,這樣可以更方便地處理傳感器的安裝位置。
更為復(fù)雜一點的改裝是通過單片機(jī)來處理一些東西,比如,可以發(fā)出虛擬有紙張的傳感器信號給打印機(jī),騙過打印機(jī)進(jìn)行直接打印,控制打印機(jī)是和主機(jī)電腦“脫機(jī)”還是“聯(lián)機(jī)”(類似EPSONLQ1600K那種老式打印機(jī)的面板操作方式),還可以控制Y軸電機(jī)的獨立工作,單獨移動平臺或者是打印機(jī),這樣在某些調(diào)試狀態(tài)下需要用到這個功能。
2、改裝精度
就現(xiàn)有的改裝方式和改裝條件下,大家能夠談?wù)摰木葍H限于噴頭的靜態(tài)點陣精度,改裝后機(jī)器上能夠保證精度的只有原來機(jī)器上的墨車拖動部分,我們可以把它視為X軸部分(控制機(jī)器、墨車的左右移動),因為打印機(jī)通常有塑料光柵帶做位置反饋,這個精度還是很高的,也有些老的機(jī)器是開環(huán)的步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動墨車,這個精度就只能依靠步進(jìn)電機(jī)本身來保證,不過由于步進(jìn)電機(jī)的每步角度精度比較高,而且誤差不積累,這樣的驅(qū)動雖然比有反饋的精度差點,但是也相當(dāng)不錯。
Y軸部分水平移動的精度是可以保證的,因為用的也是步進(jìn)電機(jī)。
最不能保證的就是平臺的上下位置的精度了,我們可以把這個位置視為Z軸(相對機(jī)器、墨車是上下移動),一般而言,大家都是手動調(diào)整平臺離打印機(jī)的位置,而且基本上是目測,這個誤差就大得很了。
所以,大家改裝平板打印機(jī),不能被精度這個數(shù)字迷惑。能夠保證的是打印機(jī)本身大家沒有動的X軸墨車拖動部分,還有Y軸這個水平移動部分,Z軸是不能拿來談精度的。精度的概念也要從多個方面看,如果改裝后的Y軸很長,那么精度相對會低,有朋友說精度保證在0.02mm,那么誤差就是±0.01mm,這個精度是非常高的,這是高精度的工業(yè)機(jī)床才能夠達(dá)到的水平!如果機(jī)架是高剛性的機(jī)床機(jī)架,并通過了時效處理,并通過了高水平的調(diào)試,安裝在恒溫恒濕工作間里也許是可以做到的。但是,就大家現(xiàn)在在改裝方式而言,這個數(shù)字是虛高的,是不實際的,有商業(yè)炒作的嫌疑,說出這樣的精度只能說明大家對機(jī)械方面的知識并不是很了解。當(dāng)然,這并不影響大家對打印機(jī)的改裝。
3、改裝方式
大家現(xiàn)在改裝有打印機(jī)固定、工作平臺移動和打印機(jī)移動、工作臺固定兩種方式,我們現(xiàn)在來比較一下這兩種方式的特點。
用第一種方式,打印機(jī)是固定的,在Y軸前后移動的方向上,為了保證平臺上的可打印的長度,平臺會比第二種方式使用的平臺長出很多,具體長出多少,要看固定平臺用的兩個導(dǎo)軌滑塊之間的距離,一般而言,會長出一半左右的長度,如果導(dǎo)軌和平臺的剛性足夠,這個尺寸可以適當(dāng)?shù)販p小。所以,第一種方式改裝出來的機(jī)器占地面積會比第二種方式更大,主要是體現(xiàn)在Y軸平臺伸縮的空間上。平臺移動這種運動方式在工業(yè)機(jī)器上應(yīng)用用很多,主要原因是這種方式能夠保證很高的機(jī)體強度和加工精度,而打印機(jī)移動這種方式在精度要求不高、對占用空間有要求的普通民用產(chǎn)品上應(yīng)用較多。
就小尺寸的機(jī)器(A4)而言,使用平臺移動方式改裝起來更簡單,可以使用輕巧的平臺,利用打印機(jī)的搓紙電機(jī)直接驅(qū)動平臺的移動,這樣改動的工作量就小很多,長出一倍的平臺所占的空間基本上可以忽略不計。
如果房間空間不是很大,本人傾向于使用打印機(jī)移動的方式,這樣可以節(jié)省使用的空間。
就改裝平板打印機(jī)這種情況,相對工業(yè)機(jī)床的精度而言,精度要求很低!兩種方式對打印精度沒有影響,大家可以自己根據(jù)實際情況去選擇。
4、驅(qū)動改裝的細(xì)節(jié)
Y軸驅(qū)動部分是引自搓紙電機(jī)的信號,不管是平臺移動還是打印機(jī)移動,這個直線移動的速度是要得到徹底保證的,這樣才能夠保證打印出來的圖形長度不發(fā)生變化。這需要測算出原來搓紙機(jī)構(gòu)的變速比,然后通過各種減速方式體現(xiàn)在改裝后的Y軸上面。改變變速比的方式大致有:齒輪變速、同步帶變速、渦輪蝸桿變速、齒輪齒條變速等等,滾珠絲桿變速屬于齒輪變速的一種,這是最常用的方式,不過成本是最高的,而且它的變速比是固定的,如果不符合要求,還需要另外加上同步帶或者齒輪組來調(diào)整變速比。
改裝的Y軸力矩的傳動方式通常有:絲桿傳動、鋼絲傳動、同步帶傳動、齒輪齒條傳動幾種方式,一般情況下,絲桿傳動里面的滾珠絲桿傳動造價是最貴的,精度是最高的,因為機(jī)器改裝對精度要求不是很高,是不是一定要選擇這個滾珠絲桿,大家可以根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)情況來選擇。
以上都是從機(jī)械角度來考慮變速的問題,還有可以從電氣角度來考慮變速,這就是使用有反饋的步進(jìn)電機(jī)或者是更高級的伺服電機(jī),這兩種電機(jī)都帶反饋,通過單片機(jī)或者是plc來調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速,完全可以達(dá)到變速的效果,當(dāng)然,這對改裝的人的知識面要求比較高。
5、滑動系改裝的細(xì)節(jié)
這里改裝的只是Y軸部分,平臺移動和打印機(jī)移動都需要一對導(dǎo)軌來支撐平臺或者打印機(jī),承受垂直方向上的壓力或者拉力(絲桿、同步帶、鋼絲傳動只是傳遞水平方向上的力矩,和這個垂直方向上的力是有區(qū)別的)。
導(dǎo)軌可以有很多種:方形軌、圓形軌、還有自己任意選擇的經(jīng)過加工處理后的角鋼、T形鐵等等。
在導(dǎo)軌上滑動的滑塊可以選擇:滾珠滑塊、軸套(打印機(jī)墨車就是用軸套的多)、普通滾珠軸承、V形槽滑輪等等
具體怎么選擇,完全要根據(jù)自己手頭能夠拿到什么材料和自己的經(jīng)濟(jì)實力來考慮。方形軌和配套的滾珠滑塊是最貴的,但是根據(jù)改裝打印機(jī)這個情況,完全可以選擇最便宜的角鋼+V形槽滑輪方式來做,這樣的造價非常低,在調(diào)試得好的情況下,基本上是可以滿足改裝打印機(jī)的要求的。
6、其他
改裝后的打印機(jī),應(yīng)該非常牢固,設(shè)計應(yīng)該盡可能地減少螺絲連接固定的拼裝方式,尤其是運動部分,最好是整體鑄造或者切削加工出來,或者考慮焊接,這樣在得到維護(hù)保證的情況下,長時間使用后機(jī)體結(jié)構(gòu)強度和精度不發(fā)生變化。
設(shè)計的時候還需要考慮到導(dǎo)軌的防塵防護(hù),對導(dǎo)軌加裝防塵防護(hù)板,導(dǎo)軌的干凈程度直接影響機(jī)器精度和機(jī)器使用壽命。
機(jī)器上應(yīng)該在最方便的位置加裝一個專用的紅色急停開關(guān),這個開關(guān)應(yīng)該可以控制機(jī)器的總電源,這樣在發(fā)生意外的情況下拍下這個開關(guān)后,整機(jī)停電,所有運動都停止,保證機(jī)器和操作人員的安全。
機(jī)器如果是加工布料類的物料,必需考慮整機(jī)防塵和散熱問題,這將直接涉及到火災(zāi)等安全方面的大問題,所以,一般機(jī)器需要放置在通風(fēng)良好,安全有保證的房間里面,在旁邊配備包括干粉滅火器在內(nèi)的多種滅火器,并對操作人員進(jìn)行必要的安全訓(xùn)練。
