2018/12/29

機械設備零件用材料:軸承鋼

鐵金屬應該是人類歷史上到目前為止研究與使用最多的材料,
近幾十年製造技術突飛猛進,
包括熱處理、表面處理、材料科學跟微結構的研究技術都有很大的進步,
除了傳統的熱處理與表面處理技術的精進以外,
表面鍍膜技術可以為鐵金屬基材表面加上不同材料塗層,也可以發揮不同性質功能,
因此即使在塑膠、鋁合金與複合材料等新材料快速發展下,
各式各樣的合金鋼、鑄鐵以及不銹鋼依然被廣泛應用在各種產品與工程領域上。

鋼材中有一種特別開發應用在滾動、滑動應用上的特殊鋼材就是軸承鋼。

不論是滾動還是滑動,或者是兩者混合、間歇性的元件相對運動,
在兩個元件接觸表面上的硬度越高、硬度越接近,光滑表面的摩擦阻力通常愈小,元件的使用壽命也越長,
這對產品使用期限內的保養、維修等成本影響很大,
壽命長就不需要經常維修更換軸承、滑軌等;
像在自行車高級輪組花鼓就會強調使用陶瓷軸承,
轉動更順暢跟持久,很多支持的使用者親自體驗也的確有其效用。

軸承元件接近或超過使用壽命會使設備運轉的精度很降低,
生產品質與能力會因此大幅下降,再用下去甚至會發生故障,
轉動、滑動阻力變大,甚至卡死不動;
設計上查看軸承、直線軌道型錄資料,
可以發現除了要計算靜態、動態可承受的力或力矩極限之外,
主要的計算項目就是在使用壽命上,
預估軸承可以使用的壽命。

使用壽命上主要受兩種破壞現像的影響,
磨損跟疲勞!
另外一種是腐蝕,受環境變數影響更複雜,在這裡不討論。

磨損主要就是元件在相對運動過程當中,
逐漸且緩慢的由硬材料將軟材料表面一點一點移除的現象,
通常會產生刮痕跟造成間隙等。

疲勞是力量反覆的施加、移除,
次數多了以後,在材料表面與內部微結構中的裂痕或瑕疵擴大到產生破壞,
設備上的很多破壞都是因為振動的往復作用造成疲勞破壞,
另外一種就是滾動鋼珠的重複受力 - 釋放所造成。

有趣的是,結構承受各式負載時,
常常會因為有彎矩、扭矩作用,
在結構表面相對中心會有較大的應力,
因此透過提高表面硬度來提升材料強度,
可以改善磨損與疲勞這兩種破壞現像。

所以針對鋼材表面進行不同的熱處理改變材料表面的性質,
以獲得較高的硬度來加強抗磨損與提高疲勞強度,
在結構材料上很常見的強化方式。

其他的方法如鍍硬化層或表面研磨也都會有不同程度的改善效果,
但是在使用量很大的鋼材上,
熱處理與表面處理改善表面性質一直是最主要且成本相對低廉的方案。

註 1.
使用S45C、S55C、SUJ2進行高週波處理,高週波處理(高溫析出)的深度可以達到 1~3 mm,鍍硬鉻厚度 15 um以上,材料等於有三層,中心的母材、邊緣 1~3 mm的改質厚度,表面數十微米的硬鉻材質 (HV 850)。

這些熱處理靠得是對鋼材加熱後,使鋼材中的合金成分,例如碳析出,
使得材料在微細結構上產生更多的扭曲變化、差排,產生預應力等,
使得微觀上材料的移動需要更大的力量,
使表面材料的硬度大幅提高。

首先成份中,碳成分比例夠高才足以發揮析出硬化的效果,
所以軸承鋼基本上會以中高碳鋼為基本母材,
像低碳鋼跟熟悉的 SUS304 作熱處理都很難有表面硬化的效果,
不鏽鋼系要使用像 SUS420 等非奧斯田鐵系的才能作熱處理當作軸承鋼;
軸承鋼並不是素材加工完表面就會有高硬度,
加工後還需要熱處理使材料成分析出或加入其他材料成份來改變材料表面的硬度。

從日本山陽特殊鋼跟NSK等查到使用的軸承鋼資料有:
SUJ1 (ASTM 51100)、
SUJ2 (ASTM 52100)、
SUJ3 (A 485-03,Grade 1 & 2)、
SUJ4、SUJ5 (A 485-03,Grade 3)
這些軸承鋼都屬於高含碳量 (0.9~1.1%) 的鋼材,
可以直接用在滑動或滾動軸上。

中碳鋼(co0.17~0.56%如 S53C、SCM420、Scr420、SNCM220、SNCM420、SNCM815等,
可以用在滾動軸承座、線性運動軸承上,
在表面進行硬化的同時又可以保有核心材料的結構強度,適合應用在一些大型線性軸承、壓延機上。

不銹鋼系軸承鋼如 SUS420J2、SUS440C等,
可以提供比一般軸承對腐蝕性的抵抗能力,但是要注意的是比 SUS3XX 系列差很多,
應用在一些有限抗腐蝕需求環境如食品、藥製造設備跟醫療器材中。

各家鋼廠會針對其鎖定的產業應用開發適合的軸承鋼材,
在設備開發設計應用選擇各式軸承時要注意負載、材質是否洽當。


參考資料:
1. Sanyo Special Steel 型錄
2. Bearing Materials, NSK。
3. Steel for Bearings, University of Cambridge.
4. 福隆鍍硬鉻工業股份有限公司網站:高週波鍍硬鉻鋼棒

其他設備常用材料介紹:
機械設備上的常用材料
工程塑膠
鋁合金
不銹鋼
鑄鐵

2018/12/23

Inventor 動態衝突偵測

Inventor 作動態(畫)的功能總共有 四個:

約束驅動
簡報模型
Studio
動力學模擬

但是如果要作動態衝突偵測,
可以先排除掉 "簡報模型" 跟 "Inventor Studio" 兩個功能,
這兩個功能在執行動畫製作過程是完全不考慮實體的碰撞接觸的。

會考慮到實體碰撞接觸的功能在約束驅動跟動力學模擬,但是...

約束驅動一次只能驅動一個約束條件(參數),
如果要多個約束同動必須利用參數表功能,
去連結不同約束中的參數關係,



然後在驅動約束時開啟衝突偵測,
因為衝突偵測會檢查所有體積干涉的狀態,
照理說驅動任何一個約束條件都可以,
實測簡單的模型也確實如此,



但是在複雜模型中問題就很大了,
尤其是自動化機械設計時會置入許多市購件,
有些市購件組合件中本來就有干涉的狀態,
這些干涉的狀態會造成一執行驅動約束就發生衝突被偵測到而停止,
有些很細心的工程師會置入螺絲檢查長短、頭部大小、組裝可能性等,這些螺絲也會跟螺紋孔發生干涉,使動態衝突偵側一執行就停止,
如果不先排除這些問題,驅動約束進行動態衝突偵測根本就無法進行,
如此一來工程師勢必要花許多時間去排除,
排除的方法建議可以將市購件以導出單一構件的方式結合為一體,
消除掉市購件內干涉的部份,
置入的螺絲詳細等級法中的 "所有資源中心皆抑制"。

對多數的 Inventor 工程師來說,
以上的方式應該是最簡單、容易跟實施的動態衝突偵測方式。

第二種方法是利用 Inventor 動力學模擬的接觸功能,
但是步驟就相對麻煩很多,
步驟上:
1. 確認所有驅動約束條件跟進行抑制以釋放自由度(標準接頭),參考連結
2. 根據每一個標準接頭進行強制運動設定位置與時間關係,參考連結
3. 將所有可能發生相對接觸的表面設定 "3D 接觸條件",參考連結
4. 調整模擬時間間隔解析度,以確保模擬過程當中接觸面的穿透檢查。
這在兩個薄型元件相對運動模擬過程中尤其重要,解析度如果過於粗糙,兩個薄型元件在穿透過程中會直接穿越過,而沒有被檢查到;但是時間間隔設定的太小,模擬計算時間會變得很久。

以上兩種方法在多個時序動作過程中,只要發生一個就會停止繼續下去,
會造成後續的可能衝突無法被一起檢查出來,工程師必須逐一排除才能繼續下去,
這種狀況會造成作業中斷,工程師應該會覺得很煩。

還有一種方式要寫個程式,
使用以時間為函數建立的參數控制表,
以時間軸為基準去調整約束的參數值,
然後呼叫 Inventor 進行一次干涉檢查,
自動跑完所有位置的干涉分析,
將有干涉的時間點與參數輸出,
但是這個方法要寫點小程式,
對一般機構設計工程師可能會有困難。

有沒有其他方式?
就我所知道到 Inventor 功能,似乎是沒有,如果有高手知道有其他方法,也請不吝提點分享。


2018/12/1

機械常用材料分享:鑄鐵

鑄鐵跟鐵、鋼的差別主要在於碳含量,
鑄鐵 > 2%,
鋼  < 2%,> 0.2%,
鐵 < 0.2%。

鑄鐵在鐵金屬應用上算是相當久遠的,
在西元紀年以前就出現過許多鐵製品,
除了少數以隕鐵為材料以外,
很多鐵製品都是以鑄鐵為基礎所製造的,
而且廣泛出現在舊大陸的非、歐、亞洲幾個文明中;
為什麼鑄鐵比鐵、鋼更早開始應用?
我猜原因應該是早期缺乏降低鐵水中碳含量的技術。


到了工業時代,冶金技術越來越好,
除了鑄鐵、鋼以外,
也加入更多其他非鐵金屬被應用在機械設備上,
有趣的是不同產業使用的金屬類型差異還蠻大的,
像客製化電子設備鋁合金用很多,
食藥工業用設備以不鏽鋼跟耐酸鹼工程塑膠為主,
傳統產業設備經常看到以“黑鐵”、鋼管、鋼板為主,
以上這些產業設備鑄鐵零件並不常見;
在工具機產業,不論車、銑、磨、刨、鑽,
基本構件都是以鑄鐵為主;
所以不同產業的工程師對不同材料的孰悉程度也差很多,其實是很正常的,
每每看到老師傅怪新進工程師或其他產業轉職的工程師不懂材料其實是很大的誤會。

在不同產業設備慣用不同的材料幾乎是一種常態,
不論是從成本或功能性考量皆然。

鑄鐵相對型材、板材、塊材有兩大優點:

1. 複雜形狀元件的加工製造程序比較簡單跟快。
2. 鑄鐵的材料阻尼較高,吸振能力較強。

這兩個特性對製造標準機台的工具機廠商非常重要,
工具機一個機型要開發好幾年,
壽命週期更長達 20、30年以上,
賣得好一年就是上百、上千台,
如果主要零件都要從塊材、型鋼銲接、組裝開始,製造的效率太低了,
以模具跟相對便宜的原材料來說,
鑄鐵在形狀複雜的大量製造金屬元件相對很有優勢。

第二個問題是材料性質,
除了前面提到的阻尼吸振特性以外,
對高精密加工能力工具機來說,
另外一個問題是材料的時效性。

銲接加工的銲材與材料局部溫度變動,
設備製作環境跟使用環境的溫度差異;
這些材料性質在溫度、時效上的變化都會影響到高精密設備的精密度。

這種情況下鑄鐵、花崗岩就有優勢。

其他優點包括:
密度稍微低一點 7.4(比鋼7.8略低),
相同體積下的自重輕一點點。
熱膨脹係數比較小 9,鋼13、鐵12、不鏽鋼14~16、鋁23左右,單位是ppm-℃。

工業上常用的鑄鐵主要有兩種:
灰口鑄鐵 (Gray Cast Iron) 跟球墨鑄鐵 (Ductile Cast Iron)。

灰口鑄鐵的鐵型態主要是以波來鐵 (Pearlite) 為主,
碳以薄片狀的石墨存在,
大量的石墨薄片破壞了波萊鐵連續性,
造成灰口鑄鐵的強度不佳;
但是因為在薄片介面上的滑動磨擦現象,
使灰口鑄鐵有很好的材料阻尼特性,
在結構吸振上比一般的鋼跟球墨鑄鐵來得好。

球墨鑄鐵中鐵的型態以波萊鐵加肥粒鐵 (Ferrite) 為主,碳以小顆粒存在,對鐵組織的連續性影響較小,強度表現上相對灰口鑄鐵就好很多。

在車、銑、磨、鑽等設備上,
如果講究的是精密度,
灰口鑄鐵的吸振效果就很有優勢,
有機會可以吸收掉多刃切削造成的振動,
至於強度上的不足以功能設計的角度來看其實不是問題,
因為在強度表現上,相關設備通常更重視的是剛性強度而不是破壞強度,
在要求小變形的情況下,通常材料的應力離破壞強度通常還很遙遠,
所以灰口鑄鐵的抗拉強度其實不會成為問題。

至於像剪、沖、鍛、壓、刨等設備因為結構會承受很大的負載,
在結構應力上相對來得大,
因此在結構元件材料的選擇上就會以球墨鑄鐵為優先考量。

交通工具的鐵件除了鈑金、型鋼以外,
用最多的應該是鑄鐵件,
面對長期使用與負載要求,
用球墨鑄鐵應該會比灰口鑄鐵合適。

台灣常用的灰口鑄鐵有FC150、FC200、FC250、FC300、FC350,
球墨鑄鐵有FCD400、FCD450、FCD500、FCD600、FCD700,
後面的數字代表保證最小抗拉強度,
兩者的很明顯的在強度表現上,
球墨鑄鐵比灰口鑄鐵好很多。

其他相關介紹:
機械設備上的常用材料
工程塑膠
鋁合金
不銹鋼
鑄鐵
軸承鋼

2018/11/25

VR Game Beat Saber 分享

2021/11 更新
Oculus 出了新版的QUEST 2,延續QUEST一代不需要接電腦、感應器,改成白色風格,而且價格更便宜,只要329,要玩Beat Saber比以前又更便宜了。
買了一組,不用像Rift要搭電腦,使用上更方便,缺點是重,因為無線VR需自帶電源,要撐兩小時使用時間的內建電池重量不輕,但是不用搭電腦、感應器、不用接線還是比較方便。
透過推介方式購買Oculus,雙方可獲得各30美元的OCULUS商店購物金,可以用來折抵買Beat Saber(USD39.9)的部分金額,有興趣的可以問問看朋友。

2018/4 在 FB 上看到 Beat Saber 的影片就被煞到,


看了影片超想弄一個來玩玩看。
我是說 Beat Saber 這個遊戲…

沒想到當時 (2018/4) 還沒上市,
要等到 2018/5,
後來就忘了(年紀大的象徵)...

上禮拜 11/10 跟兒子要去三創逛,
突然間想起來這個遊戲在台灣不知道三創有沒有可以試玩?或付費體驗?
繞了一圈都沒看到。

所以就開始找資料,看兜一組要多少 $$$ ?

想玩 Beat Saber 這一種 VR 的動作遊戲有一點麻煩,
總共需要滿足三個需求條件:
軟體、硬體、空間。

軟體:
Beat Saber 遊戲本身並不貴,體驗版只要 USD 19.99,
有不同的難度可以玩。
可以自己加不同音樂 (要安裝 BeatSaberModManage),
使用 HTV Vive 可以在 Steam 商店上買,
使用 Oculus 可以在 Oculus 商店上買,
網上註冊帳號、刷卡付錢就可以,。

空間:
Beat Saber 需要一個空間讓玩家可以拿著遊戲控制器活動,
這個對在都會地區玩家是最困擾的,
去那找一個空間出來玩?
所以想買 Beat Saber 在家裡玩,
一定要先考慮清楚家裡有沒有空間,
不然屆時就會發生悲劇,
東西碰撞損毀就算了,
搞到人受傷就不好了,
不過實測基本上可以清出一個1.5m深*2m寬的空間就夠 Beat Saber 用了。

硬體:
分成遊戲主機跟 VR 裝置兩個部份:

VR 裝置從 Steam 商店上的 Beat Saber 網頁可以看到支援以下 3 個 VR 平台:
HTC Vive、Oculus Rift、Windows Mixed Reality。

其中 Vive 跟 Oculus Rift 的市占率比較高,
Windows Mixed Reality 比較少看到。

Vive 跟 Oculus 在網路論壇上各有擁護者,大概整理了一下網友的普遍反應如下:
HTC Vive 是台灣廠商宏達電開發的系統,
好處:
在台灣有實體店可以體驗,
外型設計跟質感、觸感佳,
空間感應器可以加 NTD 9988 擴充無線連接。
缺點:
空間需要有 2.5m x 2.5m 會比較好,
影像紗窗格紋感覺較嚴重,但是可以透過改裝鏡片改善,
比較重,
價格較高,NTD 16800
宏達電股價從上千跌到剩 50 不到,後續發展...

Oculus Rift
好處:
價格較便宜,USD449,
有時會有優惠價USD399,我買了不到一個禮拜剛好碰上 Black Friday,優惠價就是USD 399,
就算要加上第三組定位感應器,只要再多 USD 69,
影像顯示品質聽說比 Vive 好比較好,但是我沒有可以比較,無法確認,
而且玩 Beat Saber 對畫面品質相較較低;
附贈 7 個軟體,
有富爸爸撐腰,屬Facebook集團。
缺點:
定位據說比Hive差,
質感較差,
必需直接從國外買進來,
時間、程序、關稅、後續維修?。

其他平台:
已知從 2018/11/20 開始也會上 PS VR商店,
但是 PS VR 主機硬體舊,評價不好,所以放棄。

就我以前買過 HTC 手機的經驗跟預算考量,
決定放生 Vive,
那就剩下一個選擇 Oculus Rift。

問題在於很多網友反應需要增加一個定位感應器來增加定位精度,
但是也有說玩 Beat Saber 不需要。
實測兩個感應器就夠 Beat Saber 用了。

不管如何先定了一組 Oculus Rift  + Touch (USD 449) 再說。

接下來是電腦,
這幾年在 CAx 產業的工作經驗讓我比較習慣用筆電,
攜帶方便,功能也越來接近桌機,
惟一的缺點就是價格較高!

但是想到一用就是 3、5年,差那 1、2 萬攤下來就覺得還好。

所以目標還是鎖定使用筆電,
萬一不玩 VR,就當作新買的筆電。

筆電的規格需要滿足我三個用途需求:
1. 跑得動 CAD/CAE 軟體
2. 支援 Oculus Rift
3. 支援 Beat Saber

參考 Oculus 官網上的規格建議跟論壇的反應規格上的重點,
決定軟體規格就是 i7 + GTX 1060 + 16~32GB DRAM。
筆電上 USB 數量普遍不足的問題其實可以透過擴充帶Power的 USB Hub 解決。

原本想用工作上的筆電試試看,
結果跑 Beat Saber 跟 Oculus 環境測試程式過不了 Windows 10 跟顯卡,
看說明是如果是 Quadro 卡,等級要到 5000,
但是多數 CAx 筆電通常都只配 M2000,
所以放棄 CAx 用的筆電。

Oculus 官網推薦的筆電是 Razer Blade (貴)...
我在台灣很少看到周邊的朋友在使用,
可能因為我不是電競族的關係。

我用過的筆電主要有三個牌子:
ASUS、Dell、MSI,
第一次帶ASUS NB去客戶端 Demo Algor 時,
客戶很驚訝的問:帶著筆電來玩CAE?!
別家都是帶工作站!!!

但是有跑完OK,讓客戶也嚇一跳。
跑 CAE 很操電腦,曾經把放在散熱出風口的塑膠水瓶加熱到變形扭曲,
那時候對 ASUS 的印象其實還蠻好的,
前後用了兩台跑作一些 CAD/CAE 技術支援都還OK。

後來老闆大氣表示工程師用的電腦可以好一點,
所以就改用 Dell M4600、M4700,
說真的,用過這兩台 Dell 都還蠻不錯的,
簡單俐落的外型,
狠操 CAE 跑 CPU 的情況下(多次超過48小時計算),表現都不錯,
後來很多工程師、客戶也跟著用,
雖然貴個 2、3 萬,但是用三年攤下來其實也還好,
也不用被工程師碎念爛電腦延誤工作…

今年第一次用 MSI,
規格好又輕薄也不錯,
但是因為有裝資安軟體效能表現多少受到影響,
設計作業還好,計算作業就不如預期的好,
也有可能還沒有調校好;
輕薄的缺點就是結構強度不佳,
聽說已經有三台螢幕樞紐跟外殼出問題…
備註:後來我用的MSI螢幕左下樞紐也掛了,看來是設計、製造不當,每一台都掛點在同一個位置,用超過一年不保固,看來下次換電腦,MSI應該會出局。

聯想有植入惡意程式的不良記錄不考慮。

對Acer筆電印象就是商業文書機。

對HP的感覺就是好野人用的電腦。

所以考慮荷包厚度後,放棄 Dell,決定還是 ASUS!

選擇2018/10上市的 ASUS FX505 GM
CPU : 8th i7 8750H(H代號是高效能、U是兼顧效能與耗電量)
GPU : GTX 1060 6GB
RAM : DDR4 2666 8GB 換 單條 16 GB,保留一個空插槽以後等RAM降價再擴充到 32 GB
基本上可以滿足需求,
價格也在可接受的範圍內,
缺點是只有兩個 USB 3.1 + 1 個 USB2.0,
實測 2 個USB3.1 給 Oculus Rift Sensor用,1 個 USB2.0給 VR面罩用剛剛好,
滑鼠就改用藍芽或者是暫時不接用觸控板也可以。

再來是買 VR!
Oculus 網站上已經有用來玩動作 VR Game 配套的 Oculus Rift,
而且台灣屬於 Oculus 產品可以直接出貨的地區,
所以在網站上可以直接下單,可以直接點選 Oculus Rift 介紹網頁下單購買;
把收件人資料填完,
跟國外交易習慣用英文地址,
可以使用中華郵政的中文地址英譯服務,連結網頁
把家裡地址轉成英文填入,
不過以 Oculus 有支援繁體中文網頁的情況來看,
我猜寫中文地址應該也可以;
信用卡付款後就可以等貨運公司把貨寄過來,
我看網站寫 2~3 天就可以出貨,
我在台灣時間週六下午下單,
週六晚上受到確認訂單的 mail 通知,
隔沒多久可能因為是國外交易,
信用卡銀行 (台新) 還特別來電話確認該筆交易。
週一傍晚收到出貨通知,出貨地點竟然是香港!
由 Fedex 負責運送,
查詢 Fedex 說明在週四傍晚前會送到,
也就是從訂到收到貨約 5 天。

Oculus會提供貨物追蹤單號,
我訂的 Oculus Rift 是由 Fedex負責運送,從11/19 香港赤鱲角出貨飛日本泉南、中國廣州、菲律賓後,
11/21早上到台灣桃園機場,
然後在海關擋下來要課稅,
記得要跟Fedex 聯繫,使用貨物追蹤單號,準備好身份證圖片,使用 Ezway 進行線上委託 Fedex 報稅,
Fedex 有直接跟我說稅金的部份會由 Oculus 負責出,11/21完成報稅清關提貨,
11/22 中午送到收件地址,如果少掉飛機在東亞南北轉,應該可以再早一天到。

下班迫不及待去警衛室帶回家,
安裝 Oculus Rift程式,
根據程式指定步驟接線,
擺放 Sensor,
設定 Touch Controler,
戴上 VR 眼罩開始調整鬆緊、配合眼睛位置的角度與兩眼間距,
成功完成後設定後,
戴上VR 眼罩開始進行簡單的教學操作,
如果看不懂英文,這些設定、操作說明其實會有點辛苦。

然後上網買 Beat Saber開始玩…

整個過程從下載 Oculus 軟體、安裝、設定、測試、到買 Beat Saber 開始玩,大概2個小時內搞定,
玩起來的感覺只有 "爽" 一個字可以形容,
家裡 4 個人輪流排隊玩,
每個人一玩幾乎都會玩到忘記時間,
聽音樂、砍方塊,玩的不亦樂乎!!!

=== 分隔線 ===

2019/6 更新 控制器故障
透過官網聯繫,客服人員回應很快,
讓我先拍控制器、控制器序號作確認,
再更換電池試試,
沒想到竟然真的又可以用了!
看來是重新配對失敗,控制器不斷增加輸出造成電池輸出過快、過熱,控制器有自己的過熱保護機制,
當放了兩天降溫後,更換新的電池就恢復正常可用,
看來這個控制器設計得還蠻勇的,
畢竟使用上很可能會撞到、摔到,
設計上必需考慮到這些暴力對控制器的可能傷害,
而且若造成使用者手部受傷,
在美國應該會被告到翻。
還好不用花時間、金錢送修或買新的。
--- 分隔 ---
左手的Touch 控制器掛了!
從買到現在約8個月,
從一開始,這個Touch控制器就有點怪怪的,Headset跟Sensor設定一次後,每次重新開機後就直接可以使用,但是這個Touch控制器每次都要重設;今天重設以後,還是找不到,把手還變熱,趕快拆下電池,然後就沒反應了。
聯繫Oculus看看能不能出保固維修或更換?
這一點HTC還是會比較方便,直接找台灣直營店就可以。

2019/6 更新 新支援硬體
玩Beat Saber在硬體上現在有更方便的選擇:
Oculus Quest !
不用接電腦,只需要頭戴裝置在雙手的控制器就可以玩!

很想買一套來試試!







Autodesk SimStudio Tool 2016 R2 簡介

Autodesk 開發這一套軟體的目的是用來作為 CAE 的前處理軟體,
要支援包括 Autodesk Simulation Mechanical 跟 Autodesk CFD,
但是隨著 Autodesk Simulation Mechanical 退出產品線,
SimStudio 也跟著停止,功能大部分都轉移到 Fusion 360上,
但是因為台灣的使用者多數不太接受網路版的 CAx ,所以自然在台灣也幾乎沒人在用。

這一套軟體作為 CAE 的前處理軟體其實會比使用 CAD 進行幾何的前處理來得輕巧、方便,
首先一載入模型就會自動執行模型幾何檢查的功能:



列出幾何上的問題,



點選各個"潛在問題"項目就可以找到出問題的幾何位置,並且提示如何處理:



這個功能很重要,工程師可以方便找到幾何錯誤的位置。

可惜自動修復處理的功能並不強,大部分的錯誤還是要靠人工處理。

也有支援一般的幾何建立、編輯以及細節簡化的功能。



其實如果 CAD 工程師在輸出時可以幫忙抑制掉圓角、倒角等特徵,
作曲面有注意到相鄰交接、縫合等細節,
很多 CAD 模型其實是可以直接進 CAE 軟體的,
可惜的就是 CAD 工程師不懂 CAE,
CAE 工程師不會操作 CAD,或者是拿不到原始 CAD 模型檔案,
就只好花時間 慢慢整理模型,
甚至可以說整理模型花的人工時間比例幾乎是最高的。





2018/11/20

Inventor 應力分析結果研究紀錄 (Log)

使用 FEA 的朋友通常都會很想知道案例丟下去跑模擬的時間,
而且絕對都不想用碼表按停來記錄相關的時間,
所以 FEA 軟體通常都會提供模擬記錄檔 (Log),
在 Inventor 應力分析中稱為 "Study Log",
中文翻譯為 "研究紀錄",但是在 Help 中是 "模擬紀錄"...

如下圖示:

使用滑鼠右鍵選取瀏覽器中的 "結果"



內容很簡單,大概就是開始時間,元素、節點數量等等資訊,以及計算完成時間跟計算使用時間。

以上面這個例子來看就是計算了 29分34秒,

這類的資訊可以簡單用來評估不同設定、電腦在計算上的效能,

專業的 FEA 軟體,通常還會提供更詳細的資料,
尤其是 針對非線性的部分,
因為算的時間實在是很久...

2018/11/11

分享 Inventor 機械設計的緣由

以下分享製作 Inventor 機械設計網頁的緣由,

相關內容是根據個人以往跟陸續學到的一些經驗:
1. 大三、大四念機械系上必修課“機械設計實習”
2. 使用 AutoCAD作機械設計的經驗
3. 2000起開始學 Inventor 參加代理上的教育訓練課程
4. 機械設計經驗,我作過CRT跟LCD鋁擠型模組化輸送機、TAB IC Bonding設備、LCD 模組物流設備、LCD基板洗淨設備、LCD AOI設備、LCD模組LASER Repair設備、太陽能晶圓微裂縫AOI設備、應用於CF&PI&PLED的IJP實驗設備,CRT表面防眩光、防靜電塗佈產線規劃,LCM 產線規劃,OLED 實驗線規劃,其他就是一些小型夾治具設計等等。
5. 在CPT PEF 跟DELTA Automation 導入過程自辦的教育訓練課程
6. 後來到軟體商上班規劃安排 Inventor 基礎與進階課程
7. 在軟體商工作時,客戶問題的專班課程
8. 軟體展示、教學、問題處理跟專案輔導經歷的客戶案例

第一次規劃 Inventor 課程是在 2003 年,
因應單位要導入 Inventor,
規劃了 每天說明跟展示 1 小時、QA 1小時,總計 21 天的課程,
內容就是:
1. Inventor環境、檔案架構、專案、iProperties 跟 BOM 的概念,
2. 設備開發設計會用到功能操作,
3. 使用流程跟自行開發的小工具。
課程後就是解答與處理同仁碰到的問題。
當初單位導入了 22 套,
除了產線規劃跟空壓迴路、時序等設計繼續使用 AutoCAD 以外,
幾乎所有新機台的零組件設計都轉換到 Inventor 上,
在當時被台灣歐特克跟代理商大塚視為當時導入應用最成功的客戶之一。

後來 2008 年從設備開發工作轉到軟體代理商上班不久,
公司就希望我能夠開一個適合機械設計應用的進階課程,
目的其實是想要試試看能不能開班收錢,
不然養我這個米蟲實在太傷本了。

公司原本一直有開 Inventor 的基礎課程,7小時三天(後來改四天 28小時),
內容從 2D 草圖開始、建立零件特徵 、建立組合 、約束元件 、工程圖試圖製作 、尺寸標註 、鈑金元件設計 、簡報模型 、動畫製作等等,
時間上其實有點趕,而且是針對軟體的功能介紹與練習為出發點進行教學,
更糟的是常常都是讓新進工程師去負責 (資深工程師以出外 Demo 軟體賺錢為主要任務),
所以經常被客戶批評教學成效不佳,
學完三、四天課程回去後還是不知道從何下手畫設備?!

所以公司主管希望藉著讓我開課教客戶 "Inventor機械設計應用",
也教內部工程師知道如何用 Inventor 作機械設計的概念,
並調整基礎課程的內容;
不過內部工程師的興趣不高,
光是Demo、安裝軟體、解決客戶問題就夠煩了,
加上反正我在公司,
一些比較牽涉到客戶端設計上的問題、進階的應用就丟給我處理,
所以多數技術支援同仁不論是機械設計、應力分析、動力學模擬、框架分析都還是學得不好,
相關的問題還是跑到我這邊,對這些工程師來說其實蠻可惜的…

在部落格上我打算結合 Inventor 基礎課程,
跟先前安排的機械設計應用課程,
以及應力分析、動力學模擬、框架分析、Nastran in CAD等等內容,
安排一個網頁將相關功能作介紹,
希望能幫助到有興趣使用 Inventor作機械設計的朋友。

回到 Inventor 機械設計應用

2018/11/10

Inventor iProperties "新"的"複本"頁籤

用了這麼久的 Inventor,
這兩天才突然發現在"組合"模型中點選開啟元件的 iPorperties 時多了一個"複本"的頁籤!!!
英文版中的名稱是 "Occurrence"。

怎麼會這麼多年都沒注意到有這一個功能???

看官網資料是至少早在 2014年 (Inventor  FY2015) 中就有加入這個功能,
詳細說明可參考:線上說明"複本"

這一個 iProperties "複本"頁籤只會在組合中選擇子元件的 iProperties 才會出現

在單獨開啟該元件時,在元件自己的 iProperties 中看不到"複本"的頁籤,
所以很明顯這一個元件"複本"的設定,僅在元件被置入中的組合模型中才會有作用。

再來看"複本"這個頁籤的內容:

可見性、已啟用、自由度、iMate 圖型可見性...

這些都是以往滑鼠右鍵點選元件時可以看到的設定項目:

滑鼠右鍵點選員見的相關"複本"設定
另外要注意的是"名稱"這一項,
這是一個有點隱晦的特殊功能,
"名稱"這個項目的直通常會自動跟著檔案名稱、零件編號的修改自行更新。

但是...

如果使用者有進行過"名稱"修改的手動修改,這個名稱就會被固定下來不變,
此時就會出現無論如何修改零件名稱、擋案名稱等,
在組合的瀏覽器跟元件視窗名稱都會保持手動變更過的名稱,
這種情況有時會發生在一些操作過程中的多餘動作而不自知,
這種情況可能會造成在使用上的識別元件的困擾,
這時後只好修改 "iProperties" - "複本" - "名稱"來強制變更。

使用這個功能的好處就是可以在對話視窗中一次設定以往使用滑鼠右鍵設定的項目,
例如在 BOM 輸出時很重要的元件材料表結構,
或者是希望在視覺上表達的外觀顏色,
元件移動的接觸集設定等等,
多數時候因為可以透過其他操作完成,所以才會沒有發現跟注意到這一個功能。

2018/11/7

新北耶誕城 2018 試燈亂拍

每年的新北耶誕城在正式開幕前大概 3~4 週就會開始佈置跟測試,
通常在開幕前 1~2 週會佈置完成,
我通常都會趁正式開幕前這一段時間人比較少的時候去逛,
雖然可能比較不完整,但是因為人少很多,逛起來比較不會那麼擁擠跟輕鬆。

以下就是今年 2018/11中剛佈置到一定規模時去拍的照片。


站前廣場靠近文化路口

捷運站 3 號出口外

站前廣場

站前廣場,台水

站前廣場

站前廣場

站前廣場

站前廣場,台鐵

站前路

站前路往車站方向

板橋車站靠近捷運環狀線車站

板橋車站靠近捷運環狀線車站

板橋車站靠近捷運環狀線車站

板橋車站,縣民大道跟新站路口

新站路大遠百人行道

大遠百往新北市政府市民廣場空橋

大遠百往新北市政府市民廣場空橋

市民廣場

板橋車站 2 樓往麗寶百貨空橋

萬坪公園
萬坪公園
萬坪公園

2018/11/4

新北耶誕城交通攻略

另有一篇新的可以參考:


簡單來說,來新北耶誕城最好的交通方式就是搭北捷板南線、新北環狀線、台鐵、高鐵在板橋車站下車,儘量不要開車就對了。

參觀的方式可以從板南線三號出口到站前廣場,接下來往環狀線高架方向走到往大遠百方向,二樓天橋過到市民廣場,繞一圈後再上二樓天橋過到誠品、麗寶到萬坪公園剛好一圈;再來可以沿中山路(建議,比較熱鬧)或縣民大道或文化路走到府中捷運站附近的燈區,再坐捷運板南線離開。

下圖是2020燈區佈置圖:
圖片來源:新北耶誕城官網


週五、六、日晚上要開車來,
建議可以直接找凱撒飯店停車場或麗寶廣場停車場,
比較貴但是相對比較有機會會有空位,
遠百大樓的更貴,但是從台北市方向過來這一個最近,加上有頂樓三間餐廳,
其實週末晚上很快就停滿;
要注意時間也是很高的成本,
都敢開車一路塞過來了,
就不要再浪費時間繞圈想找便宜的公有停車場,
這邊紅綠燈都是多時相,左轉、直行、行人專用,
隨便一個紅燈都是90秒起跳,
繞一圈新北市市政府塞車加上停等紅燈隨便都超過十幾分鐘,
千萬不要想不開在這區繞圈圈找車位。

騎機車來在新北市政府周圍不好停,
收費停車場有市府跟長途客運站旁的停車場,府中站旁、重慶公園等,
免費的機車路邊停車格主要在小遠百後、漢生東路到第一運動場這一帶,
今年多了第二運動場旁,板小跟板中後門這一條公館街,今年配合黃石中繼市場的設立劃了一整排的機車位。
小巷內住宅區的機車位本來就已停滿住戶的機車,不建議進去停,
尤其是會堵住別人門口的“位子”絕對不可以停,
搞不懂怎麼會有人這麼白目,把別人家門口拿來當停車位堵好堵滿的?

今年2020演唱會在12/12、13、19三天晚上,人會很多,連捷運人潮都很多,
除非是特別想要來感受熱鬧的人潮,
單純看燈會的朋友能避開這三天就避開,
免得只拍得到人拍不到景。

站前廣場

府中站區公所旁



2019/12/13 更新:

14(六)/15(日)/21(六)/22(日)四天晚上在新北市民廣場都有演唱會活動,
根據往年的經驗,只要沒下雨,人會都會滿到周邊人行道上,
所以不怕塞車的儘管開車來共襄盛舉,把板橋市中心塞好塞滿變成停車場,
可以在縣民大道往台北市方向開,到新站路右轉,到中山路在右轉、到新府路再右轉;這樣可以剛好繞著新北市政府轉一圈:

繞一圈,塞車加停等紅綠燈等大概15~20分鐘
想找到停車位?在假日尤其有演唱會的晚上就別想了。
不用下車就可以聽到演唱會的聲音,變成車上音樂會也是一個選擇,不過音效蠻差的就是...


2019/12/8更新:
意外的今年特點之一在環狀線捷運站出口:

另外還有愛心牆也是很多人拍。

12/8下午在第二運動場有藍營選舉造勢活動,
要看新北耶誕城絕對不要開車來,
保證塞得嫑嫑的!!!

2019/11/10更新:
今年的亮點可能會是這一顆:


2019/11/7 更新:2019年的新北耶誕城活動從 11/15開始;今年在萬坪公園這邊不知道是東西不多還是進度慢,到現在只剩一個禮拜東西還不多。

誠品往市府跟遠東百貨的空橋都已經點燈,很多"網美"已經開始利用現在空檔時間進駐拍照:






2019/01/01更新:總算結束了一年一度的板橋"塞車季"...

2018/12/16更新:一如所料,板小、板中、第二運動場的停車場在有演唱會的12/15下午就滿,一直到晚上21:30以後才有位子,12/16演唱會是蔡伊林壓軸,看來要到晚上22:00才會有停車位空出來,想開車來看新北耶誕城的朋友要深思,假日周邊很難有車位的。

參觀新北耶誕城,最好的交通方式就是搭北捷、台鐵、高鐵在板橋車站下車,
開車絕對很辛苦,
這個區域平常上下班就很會塞車,
活動期間周邊區域塞得只會更嚴重。

每年一度的新北耶誕城活動可以說是新北市板橋區最熱鬧的活動,
尤其是在 12/25 前 1~2 週的週末晚上,
在演唱會加持下,
新北市政府廣場的人潮會滿到周邊的縣民大道、新府路、新站路上,
要指望周邊交通不塞車根本是奢望。
紅色區域是主要特色燈飾展示區,
除了萬坪公園外,另外兩區都有遊樂設施給小朋友排隊
藍色線條是空中走廊,去年拍照的熱點
今年新增一條通往遠百的空中走廊
綠色通道是市民廣場到板橋車站的地下連通道
橘色線條是沿著路邊的燈飾
今年好像有延伸到府中商圈

這幾條路平常上下班就會塞車,
更不用說比平常多好幾倍人潮進入這個區域的狀況。

身為老板橋人,在活動期間,
真心建議不要開車進到這個區域,
保證塞的嫑嫑的!

而且現在警察都會趕排隊進停車場排到馬路上的車,
所以一堆車只好在路上慢慢開狂繞圈等機會進停車場,
所以路上車就更多更容易塞,
所以真心建議儘量坐火車、捷運來,
不然就是挑平日晚上,週末傍晚真的不要開車來,很難停車。


靠近活動場地的停車場其實很多:
最近的就是市民廣場地下停車場(可能會不開放)、板信雙子星(誠品)地下停車場,出來到地面就是活動的場區;
稍微遠一點點的有麗寶百貨停車場凱薩飯店停車場板橋客運站旁俥亭停車場大遠百地下停車場遠東正揚大樓立體停車場板橋車站地下停車場遠百地下停車場,大概走2~3分鐘;


再遠一點的有第一運動場停車場民權立體停車場,大概走3~5分鐘;
更遠一點的板橋高中地下停車場板橋國小地下停車場第二運動場停車場 (改黃石中繼市場攤商專用),大概走10~15分鐘。
這些停車場總共提供應該有超過5、6000個車位,
但是除了遠百相關的停車場以外,
其他的停車場平常就至少停滿月租車達 8~9 成,
所以即使是平日,剩下的停車位應該不到1000個,
到假日遠百、大遠百、市民廣場地下的停車場白天幾乎就滿了,
停車位應該剩下不到 200 個。

所以除非可以在下午17:00就到這些停車場停車,
否則每個停車場外大概都處於排隊的狀態,
在尖峰時間沒有排個半小時以上,大概都不會有機會進停車場,
如果是演唱會的週末,
連想開到進停車場的路邊排隊都很難。


以我個人對區域的瞭解(從小到大住這一帶超過40年),
對於開車來參觀的,
從板橋南邊(土城、樹林)開車進板橋的朋友,
建議可以停在亞東醫院捷運站附近的遠百愛買新北市圖書館亞東技術學院的停車場,然後搭捷運兩站到板橋車站,
如果不怕麻煩甚至可以停在永寧站的捷運停車場大潤發停車場,但是到板橋捷運站就相對遠很多,不過相對來說比較不用擔心沒停車位。

至於從北邊(北市萬華)過來的,
很抱歉,沿路都沒什麼大型停車場,
唯一的大型停車場是民生路橋下(新埔捷運站),但是平常就很滿了…
唯一比較大的而且會有空位的是河濱堤防外的停車場,
但是距離實在太遠了,而且沒有公共交通工具可以到板橋車站;
從東邊(中和區)進來板橋的,建議停 Global Mall 停車場,走 10 分鐘可到第一運動場;
所以從北方、東方進板橋的,衷心建議坐捷運、搭公車、計程車,
若一定要開車,那就到南邊的亞東醫院捷運站附近的停車場比較會有機會。

從西邊(新莊)進板橋的也是悲劇,
走大漢橋下橋後接新埔捷運站,平常就很塞…
走新海橋好一點,如果願意可以停在板橋國中板橋運動中心北殯的停車場,然後坐公車、計程車到板橋車站,
早一點可以賭賭運氣看看板橋高中、板橋國小、第二運動場停車場;
就個人經驗機會不高,
因為我的車就是停這一帶,週末早上、中午、傍晚時段通常都是滿的,
我假日出門要就早一點回來,要就乾脆20:30後回來,才不用排隊進停車場。

來玩的朋友會抱怨沒地方停車,
可是我們這些居民開車出門的是沒辦法回家…

所以我個人在新北耶誕城活動這一段時間的週末,
儘量出門不開車,開車出門就乾脆晚上 22:00 以後再回家,
雖然每個月付錢租了車位,但是回家停車問題在心裡的陰影面積超大。

還有今年 2018 是選舉年,
選前之夜 11/23 (五),
新北市長候選人藍綠陣營一個在板橋第一運動場,一個在板橋第二運動場,
兩個場地中間剛好就是新北耶誕城的活動場地板橋車站跟新北市政府區域,
當天板橋市中心的交通應該是幾乎處於癱瘓的狀態,
我已經打算那一天絕對不開車,
下班就從中和騎 UBike 或走回家,應該會比坐公車快一點,
回家路上剛好可以先看藍營的選前之夜、再看耶誕城、然後看綠營選前之夜…

PS. 查到新北市觀光旅遊網發佈的活動訊息,1/23~11/25那個週末耶誕城沒有活動,真是萬幸,塞車的狀況應該會稍微緩和一點。


Inventor 孔特徵與工程圖中的孔標註

Inventor在工程圖中可以直接帶入在模型檔案中的孔特徵資料,
所以如果要利用該工程圖標註自動帶入孔特徵資料的功能,
一定要記得在模型中利用孔特徵產生孔,
即使是直(穿)通孔也建議使用孔特徵,
相對使用草圖圓除料功能,
可以保留在進工程圖後直接拉孔尺寸或利用孔標註的彈性。

孔特徵的功能到 2019 版在介面上有很大的變化:
Inventor 2019 孔特徵 (沉頭+間隙孔+穿通) 對話視窗
Inventor 2018 (沉頭+間隙孔+穿通) 對話視窗
說真得我覺得新版介面還不錯,
把一些相關設定放在一起、滑鼠移動距離更近,
流程上由上往下的設定步驟對新手也有幫助,
尤其是加上常用孔特徵這一項是很多使用者等很久的功能,
另外是孔底部角度選擇,
會等盲孔狀態才會出現,
也是一個聰明的設計;
缺點是太長了,
對一些使用小筆電作簡單設計的使用者很不利;
基本上老 User 建議趕快適應新介面,對效率有幫助。

在功能上多的預置常用孔特徵的功能如下:
預置常用孔特徵
對一些慣用自訂沉(皿)頭孔尺寸的公司來說很方便,
不需要遷就系統預設的 ISO 或其他標準中的沉(皿)頭孔尺寸,
甚至也可以加入一些常用緊配或鬆配銷孔;
這在機械零件模型設計上很有幫助,
每天要作幾十次甚至上百次孔特徵,
每次省3秒,一天就省好幾分鐘,
一群工程師省下的就是好幾個小時工時成本,
更重要的是可以讓一些慣用標準更容易普及,設計上一致性高。

孔特徵的使用操作可以區分成以下設定:
1. 放置:可使用草圖點當參考點,或點選平面邊緣等方式建立孔。
2. 類形:
孔:直孔、間隙孔、螺紋、錐螺紋孔(管牙)
座:無、沉頭、低沉頭、皿頭
3. 結件:配合之螺絲規格
4. 大小:包括孔直徑、深度跟到特定幾何特徵
5. 進階性質:iMate 跟"延伸起點"選項

到工程圖時,在孔標註上會以上面 2~4 項作組合產生對應的標註,
每一種孔設定組合都可以自訂對應的標註型式,
4*4*2應該會有32種組合;
這也是部份工程師在使用時的困擾,
修改了標註型式卻沒有作用?
原因就是沒改到對應的孔型式標註!

工程圖上的孔除了一般的孔標註以外,
另外一種常見的方式就是孔表格,
在一些用來固定的基板、基座上,
因為孔的數量多,使用孔表格對識圖會更加的方便,
一般銑床可以以右上角為零點基準,
至於孔表格的標註原點要放在那邊?
以個人多年詢問師傅的經驗:

隨便啦!
圖只要沒有錯、沒有漏標就好,
其它的師傅會搞定!

所以孔表格的基準零點位置不論是右上、左下、右下、左上、中間…,
對師傅都不是大問題,
但是誠心建議,
要有基準邊的概念,一切尺寸、公差由基準邊出發,
所以孔表格的基準原點當然要選在兩個基準邊的交點上。


2018/10/27

iLogic 應用:檔名轉 iProperties 屬性資料

不管是新建檔案或者是開啟網路上下載的 3D 模型
通常一定會在存檔時給名稱,
通常我會建議存檔時可以指定一串有意義的文字,
主要原因就是容易識別。

另外一個原因是如果可以自動將檔名轉換成屬性資料那就太棒了!
讓屬性資料與模型檔名有一定的關聯性。

所以我試著利用 Inventor iLogic 功能建立了一個整體屬性資料輸入表單:
執行前相關屬性資料未存檔為空白
存檔後,Inventor 會將檔案名稱自動填入iProperties的"專案"頁簽中的"零件號碼"欄

點選執行規則後,自動將檔名拆解並填入 iProperties 欄位
灰色部分表是缺少的參數或 iProperties 自定性質,
可以參考另外兩篇:自動檢查與建立參數自動檢查與建立 iProperties 自定性質的文章
搭配在外部規則中建立了一個自動轉換市購件檔名到 iProperties 屬性資料的規則供表單呼叫使用:

VendorNameLength = 0
SpecNameLength = 0
FileName = ThisDoc.FileName(False)
FileNameLength = Len( FileName )
i = 0
Mark = FileNameLength
While i < Mark
 i = i + 1
 If Right(Left(FileName, i), 1) = "_" Then
  VendorNameLength = i - 1
  i = Mark
 End If
End While

J = VendorNameLength + 1
Mark = FileNameLength
While j < Mark
 j = j + 1
 If Right(Left(FileName,j),1)= "_" Then
  SpecNameLength = j - VendorNameLength - 2
  j = Mark
 End If
End While

iProperties.Value("Project", "Vendor") = Left(FileName, VendorNameLength)
iProperties.Value("Project", "Part Number") = Mid(FileName,VendorNameLength+2,SpecNameLength)
iProperties.Value("Project", "Description") = Right(FileName, FileNameLength-VendorNameLength-SpecNameLength-2)

修正以上程式,拿掉:
Parameter ("FileName") = FilName

原因是我的範本擋案中有 "FileName" 這一個自定 "文字" 參數,但是網友的不見得有,在執行時會發生找不到參數的錯誤訊息,拿掉該段程式應該就可以了。

以上的程式範例是以檔案名稱使用兩個“_”符號將檔名分隔成三段,
例如檔案名稱 “ABC123_1234_固定板”,
執行 iLogic 規則後,
ABC123會填入到"Vendor",
1234填入到"Part Number",
固定板填入到"Description"欄位;
類似的規則可以改寫成處理元件檔名。

如果能妥善利用 iLogic 功能,
可以協助降低設計師部分重複性作業所花費的時間與可能產生的錯誤。

其他相關參考:

自動檢查並建立不存在的 "iProperties 自訂性質",可參考:iLogic應用 檢查並建立iProperty自訂(Custom)性質

自動檢查並建立不存在的"使用者參數",可參考:iLogic應用 檢查並建立使用者參數