很多人想改裝平板打印機,本人僅從原理上提出自己的見解。
1、改裝原理
將搓紙電機的驅動信號引出,然后加個功率放大器,驅動更大的步進電機。然后將這個電機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前后移動)而已。
改裝后的機器本身的搓紙機構基本上是沒有用的了,在不影響打印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臺。
因為打印機開始工作的時候,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了,類似打印機檢測到有紙張可以打印的狀態,這個時候,打印機才會工作。這個傳感器可以用接近開關來替代,這樣可以更方便地處理傳感器的安裝位置。
更為復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傳感器信號給打印機,騙過打印機進行直接打印,控制打印機是和主機電腦“脫機”還是“聯機”(類似EPSONLQ1600K那種老式打印機的面板操作方式),還可以控制Y軸電機的獨立工作,單獨移動平臺或者是打印機,這樣在某些調試狀態下需要用到這個功能。

2、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于噴頭的靜態點陣精度,改裝后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),因為打印機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,不過由于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(相對機器、墨車是上下移動),一般而言,大家都是手動調整平臺離打印機的位置,而且基本上是目測,這個誤差就大得很了。
所以,大家改裝平板打印機,不能被精度這個數字迷惑。能夠保證的是打印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,這是高精度的工業機床才能夠達到的水平!如果機架是高剛性的機床機架,并通過了時效處理,并通過了高水平的調試,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并不是很了解。當然,這并不影響大家對打印機的改裝。

3、改裝方式
大家現在改裝有打印機固定、工作平臺移動和打印機移動、工作臺固定兩種方式,我們現在來比較一下這兩種方式的特點。
用第一種方式,打印機是固定的,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,如果導軌和平臺的剛性足夠,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軸平臺伸縮的空間上。平臺移動這種運動方式在工業機器上應用用很多,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,而打印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應用較多。
就小尺寸的機器(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,利用打印機的搓紙電機直接驅動平臺的移動,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移動的方式,這樣可以節省使用的空間。
就改裝平板打印機這種情況,相對工業機床的精度而言,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,不管是平臺移動還是打印機移動,這個直線移動的速度是要得到徹底保證的,這樣才能夠保證打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,然后通過各種減速方式體現在改裝后的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
這里改裝的只是Y軸部分,平臺移動和打印機移動都需要一對導軌來支撐平臺或者打印機,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后的角鋼、T形鐵等等。
在導軌上滑動的滑塊可以選擇:滾珠滑塊、軸套(打印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么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,但是根據改裝打印機這個情況,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打印機的要求的。

6、其他
改裝后的打印機,應該非常牢固,設計應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,這樣在得到維護保證的情況下,長時間使用后機體結構強度和精度不發生變化。
設計的時候還需要考慮到導軌的防塵防護,對導軌加裝防塵防護板,導軌的干凈程度直接影響機器精度和機器使用壽命。
機器上應該在最方便的位置加裝一個專用的紅色急停開關,這個開關應該可以控制機器的總電源,這樣在發生意外的情況下拍下這個開關后,整機停電,所有運動都停止,保證機器和操作人員的安全。
機器如果是加工布料類的物料,必需考慮整機防塵和散熱問題,這將直接涉及到火災等安全方面的大問題,所以,一般機器需要放置在通風良好,安全有保證的房間里面,在旁邊配備包括干粉滅火器在內的多種滅火器,并對操作人員進行必要的安全訓練。