GRBL – Openbuilds CNC 雕刻機 ( LEKN 乐控 C1 )

我 一 直 有 玩 開 微 型 的 CNC 雕 刻 機 ( cnc milling machine ),早 之 丟 掉 了 一 個 使 用 多 年 的 3 門 大 衣 櫃 ,騰 出 了 些 少 空 間 ,於 是 就 想 不 如 換 一 台 大 一 點 的 CNC 機 。

Eleksmill 雕 刻 機

我 N 年 前 的 第 一 台 CNC 機 ,是 EleksMaker 的 EleksMill,雕 刻 行 程 只 有 可 憐 的 14 x 9cm。大 概 玩 了 一 年 ,就 換 了 一 台 大 陸 的 入 門 級 CNC 機 ,使 用 至 今 。它 是 全 金 屬 機 身 ,行 程 話 有 20 x 30,不 過 唔 係 好 用 得 盡 ,能 用 只 有 18 x 28cm 的 樣 子 。裝 了 夾 具 的 話 ,可 用 的 雕 刻 行 程 會 更 小 。

之 前 這 兩 台 CNC 機 ,都 是 平 台 移 動 式 的 設 計 ( fixed gantry design )。換 言 之 ,就 是 做 3D 立 體 雕 刻 時 ,Y 軸 方 向 的 移 動 ,是 由 雕 刻 平 台 的 移 動 所 達 成 的 。而 另 一 種 設 計 ,平 台 是 固 定 的 ,負 責 Y 軸 方 向 移 動 的 ,是 整 個 龍 門 ( gantry moving design )。

兩 種 設 計 是 各 有 支 持 者 ,不 過 大 致 上 ,我 認 為 移 動 平 台 還 是 移 動 龍 門 ,比 較 科 學 的 看 法 應 該 是 比 較 兩 者 需 要 移 動 的 重 量 。在 微 型 的 入 門 級 CNC 機 ,因 為 平 台 很 小 ,所 以 即 使 加 上 工 件 和 夾 具 ,重 量 都 比 整 個 龍 門 為 輕 ,所 以 平 台 移 動 的 設 計 比 較 合 理 。但 隨 著 機 器 變 大 ,雕 刻 平 台 也 會 大 了 很 多 ,再 加 上 巨 型 的 夾 具 和 工 件 ,要 移 動 起 來 就 不 是 那 麼 容 易 了 。所 以 在 比 較 大 的 CNC 機 ,大 多 都 是 龍 門 移 動 的 設 計 。

另 一 個 因 素 ,是 龍 門 移 動 的 設 計 會 比 較 慳 位 ,foot print 比 較 細 。平 台 移 動 的 機 器 ,除 了 機 器 本 身 大 小 ,你 還 要 預 留 空 間 給 平 台 移 動 。

龍 門 移 動 設 計

最 經 典 的 龍 門 移 動 設 計 ,就 像 上 圖 的 雕 刻 機 ,把 Y 軸 的 光 軸 和 絲 桿 都 安 裝 在 平 台 的 底 下 。而 較 新 的 設 計 ,很 多 都 會 應 用 一 種 叫 做 V-slot 的 系 統 去 建 造 。V-Slot 是 Openbuilds 團 隊 所 設 計 的 一 種 系 統 ,令 到 機 器 的 外 框 結 構 ,同 時 可 以 成 為 部 件 移 動 的 軌 道 。加 上 高 度 模 組 化 的 設 計 ,令 到 你 可 以 很 容 易 將 你 的 設 計 放 大 或 者 縮 小 。

V-slot system

Openbuilds 團 隊 成 立 的 目 的 ,就 是 想 設 計 出 一 些 open source 的 零 部 件 ,讓 DIYers 可 以 更 容 易 和 更 方 便 地 設 計 ,建 造 和 分 享 自 己 的 機 器 ,從 而 最 終 讓 別 人 也 可 以 更 容 易 建 造 ,甚 至 改 造 你 的 設 計 去 切 合 自 己 的 需 要 。Openbuilds 這 個 分 享 網 站 ,就 有 大 量 不 同 的 CNC 機 和 3D 打 印 機 的 設 計 。

由 於 許 多 V-slot 是 開 源 硬 件 ,所 以 大 家 都 可 以 設 計 和 生 產 V-slot 零 件 ,所 以 現 時 很 多 CNC 機 和 3D printer 都 會 全 部 或 部 分 地 使 用 V-slot 的 零 件 ,今 日 介 紹 的 LEKN 乐 控 C1 雕 刻 機 亦 唔 例 外 ( 大 概 是 一 台 修 改 過 的 OpenBuilds OX CNC 吧 )。

龍 門 和 主 軸 的 重 量 ,不 再 由 光 軸 來 承 擔 ,而 改 為 坐 落 在 框 架 的 工 業 鋁 型 材 之 上 。這 樣 的 設 計 使 得 整 個 結 構 都 穩 定 堅 固 了 許 多 ,從 而 令 機 器 的 精 度 都 會 有 所 提 升 。這 種 設 計 的 另 一 好 處 是 平 台 下 面 不 再 有 光 軸 和 絲 桿 ,所 以 整 機 的 高 度 可 以 矮 一 些 。

LEKN 乐 控 C1 使 用 同 步 帶 ( timing belt ) 來 驅 動 Y 軸 和 X 軸 ,在 未 玩 過 3D printer 之 前 我 是 對 這 種 設 計 有 戒 心 的 ,覺 得 同 步 帶 唔 夠 絲 桿 精 確 ,扭 力 亦 唔 夠 絲 桿 好 。不 過 用 過 多 台 3D 打 印 機 之 後 ,其 實 用 同 步 帶 都 唔 覺 有 咩 大 問 題 。

LEKN 乐 控 C1 在 淘 寶 店 上 有 3 個 價 錢 ,套 餐 1 不 含 任 何 主 軸 電 機 ,價 錢 是 ¥2099。套 餐 2 就 包 含 300W 主 軸 ,價 錢 是  ¥2299。套 餐 3 就 包 含 400W 主 軸 ,價 錢 是  ¥2499。

LEKN 乐 控 C1 是 我 所 見 過 ,最 細 部 的 Openbuilds 結 構 CNC 機 ,十 分 適 合 香 港 狹 窄 的 環 境 。不 過 ,這 同 樣 是 CNC001 的 最 大 問 題 。它 的 雕 刻 行 程 只 有 20 x 30cm,和 我 原 來 的 入 門 級 機 器 差 唔 多 一 樣 ,這 樣 子 根 本 不 算 是 升 級 。

好 在 LEKN 乐 控 C1 還 有 選 購 的 「定 制 服 務 」,不 過 這 個 「定 制 服 務 」和 我 想 像 的 有 點 不 一 樣 。因 為 我 原 來 打 算 叫 店 家 根 據 我 騰 空 出 來 的 桌 面 大 小 「定 制 」一 個 剛 剛 好 放 得 下 的 機 器 的 ( 哈 哈 )。在 和 店 家 溝 通 之 後 ,發 現 原 來 所 謂 的 「定 制 服 務 」只 有 另 外 兩 種 更 大 的 尺 寸 。

原 來 機 器 的 雕 刻 行 程 是 20 x 30cm,大 一 級 的 行 程 是 30 x 40cm,最 大 的 行 程 是 40 x 60cm。而 價 錢 呢 ,中 級 size 只 要 加 300 元 ,最 大 size 的 只 要 加 500 元 。加 500 元 的 行 程 就 是 原 來 4 倍 !你 話 抵 唔 抵 先 ?所 以 我 當 然 就 買 了 40 x 60 cm 的 最 大 size。

不 過 這 正 正 就 是 V-slot 系 統 的 巨 大 優 勢 ,因 為 不 同 雕 刻 行 程 的 機 器 ,你 需 要 變 更 的 只 是 鋁 型 材 外 框 的 長 度 ,所 有 的 連 接 件 ,以 及 其 他 零 件 ,甚 至 螺 絲 釘 的 數 量 都 不 用 改 變 ( 同 步 帶 的 長 度 也 要 變 )。相 比 當 年 我 改 動 我 的 第 一 台 微 型 CNC 機 ,鋁 型 材 要 改 ,絲 桿 也 要 改 ,光 軸 也 要 改 ,平 台 也 要 改 ,而 且 這 幾 種 東 西 要 在 三 個 不 同 的 店 買 ,一 直 在 收 貨 前 都 提 心 吊 膽 它 們 的 長 度 不 配 合 。

順 便 列 出 LEKN 乐 控 C1 的 外 形 尺 寸 給 大 家 參 考 ,不 過 這 只 是 店 家 給 出 的 資 料 ,實 際 組 裝 後 可 能 會 有 些 少 出 入 。
標 配 2030  -  52 x 38 cm
中   3040  -  48 x 62 cm
大   4060  -  58 x 82 cm
( 註 :根 據 我 實 際 組 裝 好 之 後 再 量 度 ,店 家 給 出 的 只 是 鋁 型 材 外 框 的 尺 寸 。外 框 外 面 的 零 件 是 沒 有 算 進 去 的 ,最 大 的 分 別 就 是 龍 門 兩 邊 凸 出 的 57 步 進 摩 打 ,每 邊 都 凸 出 了 7-8 cm,加 上 要 多 預 1-2 cm 給 龍 門 移 動 。例 如 我 的 58 x 82 cm 大 尺 寸 ,實 際 所 佔 的 空 間 大 概 是 78 x 84 cm左 右 。 )

我 選 擇 LEKN 乐 控 C1 的 原 因 ,首 先 是 價 錢 便 宜 ( 比 起 同 類 設 計 );第 二 是 它 大 小 適 中 ,即 使 是 最 大 的 4060 也 比 別 的 openbuilds 機 器 要 小 ( 哪 怕 再 大 一 點 點 的 機 器 我 也 實 在 放 不 下 );其 次 是 它 使 用 GRBL 控 制 板 。我 一 直 用 開 GRBL,所 以 十 分 熟 悉 ;第 四 是 它 使 用 了 全 金 屬 的 工 業 鋁 型 材 平 台 ,可 以 安 裝 更 多 不 同 的 夾 具 來 固 定 工 件 ,比 起 單 純 一 塊 木 板 好 得 多 。當 然 我 也 會 買 幾 塊 MDF 做 spoil board。

微 嵌 電 子 可 以 直 接 寄 順 豐 到 香 港 ,比 集 運 省 時 ,也 比 較 安 心 。機 器 頗 為 重 ,店 家 說 是 29KG,不 過 我 也 沒 有 自 己 磅 過 。它 的 鋁 型 材 和 其 他 零 件 是 分 開 兩 個 地 方 寄 出 的 ,所 有 東 西 加 起 來 一 共 有 三 個 大 箱 。我 選 擇 寄 順 豐 到 付 ,由 上 海 到 香 港 ,兩 張 順 豐 單 一 共 收 了 三 百 幾 蚊 港 幣 運 費 ,一 點 也 不 貴 。( 我 叫 搬 運 公 司 處 理 那 個 三 門 大 衣 櫃 都 遠 遠 遠 遠 唔 止 300 蚊 )

CNC001 GRBL 控 制 板

LEKN 乐 控 C1 也 不 是 完 全 沒 有 缺 點 。它 跟 機 的 GRBL 控 制 板 ,是 沒 有 對 刀 、限 位 開 關 等 等 的 接 口 的 。不 過 ,這 些 在 GRBL 也 不 是 必 要 的 功 能 ,至 少 我 的 第 一 台 CNC 機 就 完 全 沒 有 這 些 功 能 ,第 二 台 CNC 機 的 對 刀 模 塊 和 限 位 開 關 都 是 要 我 自 己 後 加 的 。真 想 要 回 這 些 功 能 的 話 ,也 就 只 能 自 己 更 換 控 制 板 了 。LEKN 乐 控 C1 的 控 制 板 也 沒 有 脫 機 控 制 的 連 接 口 。( 反 正 我 可 以 把 舊 機 的 控 制 板 換 到 新 機 上 用 ,也 許 砌 好 機 玩 一 兩 個 月 再 動 手 不 遲 )

有 一 點 頗 為 特 別 ,就 是 它 跟 機 的 說 明 文 件 、安 裝 教 學 、應 用 軟 件 等 等 ,都 是 放 在 一 片 mini dvd 上 ,對 於 沒 有 光 碟 機 或 者 使 用 吸 入 式 光 碟 機 的 用 家 ,可 能 有 一 點 點 不 便 。( 但 對 於 我 這 等 年 紀 的 老 人 來 說 ,還 真 是 令 人 懷 念 啊 。其 實 現 時 大 陸 的 跟 機 軟 件 多 數 都 放 上 百 度 給 用 家 自 行 下 載 ,我 倒 是 不 太 喜 歡 。 )

安 裝 教 學 文 件 算 是 頗 為 清 楚 ,零 件 包 裝 也 是 十 分 整 齊 、十 分 清 楚 。對 於 新 手 來 說 ,較 難 理 解 的 大 概 是 安 裝 和 調 節 「偏 心 柱 ( Eccentric Spacer )」的 部 分 。不 過 偏 心 柱 也 很 常 見 於 3D 打 印 機 ,我 也 安 裝 過 好 多 次 了 。不 過 即 使 遇 到 安 裝 和 使 用 上 的 問 題 ,店 家 也 會 很 樂 意 為 大 家 解 難 的 。Openbuilds 自 己 的 youtube channel 的 教 學 也 非 常 詳 盡 ( 動 不 動 都 成 粒 幾 鐘 長 ),也 極 具 參 考 價 值 ( 參 考  OpenBuilds OX CNC 的 影 片 )。

原 廠 的 CNC 控 制 板 是 mount 在 龍 門 的 背 面 ,這 對 於 平 台 移 動 的 機 種 來 說 是 很 合 理 的 ,但 在 龍 門 移 動 的 CNC 機 上 面 就 有 點 為 難 了 。因 為 CNC 控 制 板 是 要 連 接 電 源 線 和 用 USB 線 連 接 電 腦 ,控 制 板 在 雕 刻 時 隨 著 龍 門 不 停 前 後 移 動 ,就 有 機 會 造 成 問 題 。不 管 是 USB 線 鬆 脫 或 者 是 電 源 線 有 鬆 動 ,都 會 造 成 雕 刻 失 敗 的 。

原 廠 的 DRV8825 沒 有 散 熱 片 ,據 說 DRV8825 比 起 A4988 在 同 一 電 流 下 溫 度 會 比 較 低 。但 這 雕 刻 機 用 的 是 57 步 進 摩 打 ,電 流 應 該 會 比 42 步 進 摩 打 高 ,個 人 覺 得 還 是 應 該 裝 上 散 熱 片 比 較 好 ,反 正 散 熱 片 也 就 一 個 幾 毫 一 片 。DRV8825 的 microstepping 是 32 細 分 ,比 起 A4988 的 16 細 分 ,理 論 上 雕 刻 的 精 細 度 會 高 一 點 。但 肉 眼 看 不 看 得 出 來 是 另 一 問 題 。( 其 實 一 般 人 都 唔 會 將 DRV8825 當 成 是 A4988 的 升 級 ,用 DRV8825 純 粹 是 因 為 輸 出 電 流 高 一 點 ,可 以 推 動 更 大 的 步 進 摩 打 )

針 對 以 上 問 題 ,我 自 己 就 加 多 了 一 條 Y 軸 的 drag chain ( 淘 寶 買 的 ,10 x 15,1 米 長 就 十 幾 蚊 。再 唔 係 自 己 3D 打 印 出 來 都 得 ),將 CNC 控 制 板 和 電 源 放 了 在 一 起 ( 為 了 省 位 ,控 制 板 和 電 源 放 了 在 機 身 下 面 )。

最 後 ,和 大 家 比 較 一 下 幾 款 不 同 大 小 的 openbuilds CNC 機 吧 。

LEKN 乐 控
C1
胤 橡 科 技
60120 CNC雕 刻 机
牛 人 3D科 技
OOZNEST OX CNC 套 件
TigerCNC
Tiger CNC雕 刻 机
¥2999¥3560¥1638¥4299
雕 刻 行 程
40 x 60 x 8 cm
雕 刻 行 程
60 x 120 x 10 cm
雕 刻 行 程
50 x 75 x 15 cm
雕 刻 行 程
40 x 40 x ?? cm
Openbuilds V-slot
全 金 屬 機 身
Openbuilds V-slot
全 金 屬 機 身
Openbuilds V-slot
全 金 屬 機 身
Openbuilds OpenRail
全 金 屬 機 身
400W 主 軸 600W 主 軸 ---700W 主 軸
ER-11 刀 桿 ER-11 刀 桿 ---ER-11 刀 桿
57 步 進 摩 打 57 步 進 摩 打 57 步 進 摩 打 57 步 進 摩 打
同 步 帶 驅 動 同 步 帶 驅 動 同 步 帶 驅 動 同 步 帶 驅 動
cable chain
(電 線 拖 鏈 )
cable chain
(電 線 拖 鏈 )
---cable chain
(電 線 拖 鏈 )
GRBLUSB MACH 3---GRBL
包 裝 重 量 29KG------重 量 30KG
全 金 屬 平 台 面 板
多 種 尺 寸
選 購 更 大 功 率 主 軸 多 種 尺 寸
選 購 滾 珠 絲 桿
選 購 控 制 板
選 購 主 軸
多 種 尺 寸

 

ctleung張 先 生 ,男 性 ,肖 龍 。
職 業 :I.T. Consultant
簡 介 :不 好 好 讀 書 ;七 尺 差 五 寸 ,手 長 過 膝 ,雙 耳 垂 肩 ;性 寬 和 ,寡 言 語 ,喜 怒 不 形 於 色 。據 說 少 時 曾 斬 白 蛇 於 鳳 凰 山 下 ……
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