改裝原理
將搓紙電機的驅動信號引出,然後加個功率放大器,驅動更大的步進電機。然後將這個電機位置移動到另外做的平台上,通過絲桿、同步帶、鋼絲來移動工作平台或者是印表機機體,實際上,就是把搓紙電機改裝成Y軸電機(控制機器、墨車e前後移動)而已。
改裝後的機器本身的搓紙機構基本上是沒有用的了,在不影響印表機結構強度的情況下,可以拆除或者鋸掉軸棍,以空出下部空間給工作平台。
因為印表機開始工作的時候,會通過一個光電感測器來檢查有沒有紙張,簡易改裝平板印表機的時候,需要把這個感測器移動到工作平台端,用來檢測平台是不是接近印表機了,類似印表機檢測到有紙張可以列印的狀態,這個時候,印表機才會工作。這個感測器可以用接近開關來替代,這樣可以更方便地處理感測器的安裝位置。
更為複雜一點的改裝是通過單片機來處理一些東西,比如,可以發出虛擬有紙張的感測器信號給印表機,騙過印表機進行直接列印,控制印表機是和主機電腦“脫機”還是“在線上”(類似EPSON LQ1600K那種老式印表機的面板操作方式),還可以控制Y軸電機的獨立工作,單獨移動平台或者是印表機,這樣在某些調試狀態下需要用到這個功能。
改裝精度
就現有的改裝方式和改裝條件下,大家能夠談論的精度僅限於噴頭的靜態點陣精度,改裝後機器上能夠保證精度的只有原來機器上的墨車拖動部分,我們可以把它視為X軸部分(控制機器、墨車的左右移動),因為印表機通常有塑膠光柵帶做位置反饋,這個精度還是很高的,也有些老的機器是開環的步進電機來驅動墨車,這個精度就只能依靠步進電機本身來保證,不過由於步進電機的每步角度精度比較高,而且誤差不積累,這樣的驅動雖然比有反饋的精度差點,但是也相當不錯。
Y軸部分水平移動的精度是可以保證的,因為用的也是步進電機。
最不能保證的就是平台的上下位置的精度了,我們可以把這個位置視為Z軸(相對機器、墨車是上下移動),一般而言,大家都是手動調整平台離印表機的位置,而且基本上是目測,這個誤差就大得很了。
所以,大家改裝平板印表機,不能被精度這個數字迷惑。能夠保證的是印表機本身大家沒有動的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,如果改裝後的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,這是高精度的工業工具機才能夠達到的水平!如果機架是高剛性的工具機機架,並通過了時效處理,並通過了高水平的調試,安裝在恆溫恆濕工作間裡也許是可以做到的。但是,就大家現在在改裝方式而言,這個數字是虛高的,是不實際的,有商業炒作的嫌疑,說出這樣的精度只能說明大家對機械方面的知識並不是很了解。當然,這並不影響大家對印表機的改裝。
3、改裝方式
大家現在改裝有印表機固定、工作平台移動和印表機移動、工作檯固定兩種方式,我們現在來比較一下這兩種方式的特點。
用第一種方式,印表機是固定的,在Y軸前後移動的方向上,為了保證平台上的可列印的長度,平台會比第二種方式使用的平台長出很多,具體長出多少,要看固定平台用的兩個導軌滑塊之間的距離,一般而言,會長出一半左右的長度,如果導軌和平台的剛性足夠,這個尺寸可以適當地減小。所以,第一種方式改裝出來的機器占地面積會比第二種方式更大,主要是體現在Y軸平台伸縮的空間上。平台移動這種運動方式在工業機器上套用用很多,主要原因是這種方式能夠保證很高的機體強度和加工精度,而印表機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品上套用較多。
就小尺寸的機器(A4)而言,使用平台移動方式改裝起來更簡單,可以使用輕巧的平台,利用印表機的搓紙電機直接驅動平台的移動,這樣改動的工作量就小很多,長出一倍的平台所占的空間基本上可以忽略不計。
如果房間空間不是很大,本人傾向於使用印表機移動的方式,這樣可以節省使用的空間。
就改裝平板印表機這種情況,相對工業工具機的精度而言,精度要求很低!兩種方式對列印精度沒有影響,大家可以自己根據實際情況去選擇。
4、驅動改裝的細節
Y軸驅動部分是引自搓紙電機的信號,不管是平台移動還是印表機移動,這個直線移動的速度是要得到徹底保證的,這樣才能夠保證列印出來的圖形長度不發生變化。這需要測算出原來搓紙機構的變速比,然後通過各種減速方式體現在改裝後的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,滾珠絲桿變速屬於齒輪變速的一種,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,絲桿傳動裡面的滾珠絲桿傳動造價是最貴的,精度是最高的,因為機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,大家可以根據自己的經濟情況來選擇。
以上都是從機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電機或者是更高級的伺服電機,這兩種電機都帶反饋,通過單片機或者是plc來調整電機的轉速,完全可以達到變速的效果,當然,這對改裝的人的知識面要求比較高。
5、滑動系改裝的細節
這裡改裝的只是Y軸部分,平台移動和印表機移動都需要一對導軌來支撐平台或者印表機,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別的)。
導軌可以有很多種:方形軌、圓形軌、還有自己任意選擇的經過加工處理後的角鋼、T形鐵等等。
在導軌上滑動的滑塊可以選擇:滾珠滑塊、軸套(印表機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,完全要根據自己手頭能夠拿到什麼材料和自己的經濟實力來考慮。方形軌和配套的滾珠滑塊是最貴的,但是根據改裝印表機這個情況,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,在調試得好的情況下,基本上是可以滿足改裝印表機的要求的。