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tags: 儀器使用說明
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# carvera CNC 使用說明
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[TOC]

## 官方說明書
+ [Makera carvera Wiki](https://wiki.makera.com/en/home)
+ [carvear manual](https://www.makera.com/pages/carvera-manual-examples)
+ [Makera Youtube](https://www.youtube.com/@Makera)
## 注意事項
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+ 若遇到任何未預期或不確定的情況，**請立刻按下緊急停止按紐**
+ 加工前先在carvera controller software 或切片軟體中確認加工軌跡，**待機器運作穩定後，才可離開機器。 若條件允許，建議加工過程中皆有人員在場**。
+ 加工前須確認蓋子已蓋上，過程中請勿打開蓋子
+ 加工前須確認固定螺絲無突出至底部，以免刮傷機器、影響加工精度
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## CNC 硬體簡介
### 緊急停止按鈕
緊急停止按鈕以線路與 carvera CNC 連接，按下後，機器會立刻停止動作，按鈕會自鎖。相對地，若按 carvera controller software 中的暫停則未必會立即停止。按下緊急按鈕後，若要繼續使用機器，需要 1. 順時針旋轉按鈕解鎖，並在 2. carvera controller software 中解鎖。
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+ 想要機器停止，但不急迫 -> 在軟體中按暫停，再次啟動後，可以繼續原先的工作
+ 想要機器停止，很急迫 -> 按緊急停止按鈕再次啟動後，未必能繼續原先的工作
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:::danger
+ 緊急停止解除，欲繼續使用機器時，先**在 carvera controller software 控制區升高 Z 軸（工具）高度後，再進行其他操作，避免機器出現未預期動作，導致斷刀**。
+ `Goto...` -> `Clearence` 的預設行為是先升高 Z 軸高度後移開工具，然而在緊急停止後，曾發生先水平移動，而非升高高度。
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> 
> 緊急停止按紐，按下後會自鎖，順時旋轉解鎖

> 
> 打開右側手動控制面板，按下 `Z+` 可升高工具高度

### 載台
載台上有螺絲孔，配合固定工具來固定欲加工的塊材。須注意螺絲孔為「通孔」，**使用較薄材料時須注意螺絲有無凸出載台底部，避免螺絲刮傷機器**，共有 3 種長度的螺絲可供選擇。
{載台、螺絲照片}
### 工具區
### 無線探針
右側的工具區最內側為無線探針，放在位置上就會自動充電，充電時亮黃燈，充飽電燈熄滅。在控制軟體中可以看他的目前電壓，在加工開始前會輕觸塊材表面定位，使 z 軸能使用自動高度調整的功能。
:::danger
**不能在無線探針沒電（電壓顯示為 0）的情況下使用，探針不會知道自己已經接觸到材料，直接撞下去**。若超過一周沒有使用 CNC，使用前須先讓無線探針充電 30 分鐘以上，或是充到充電燈熄滅。
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> 
> 無線探針。圖源：carvera manual
### 其他工具
目前共有 4 之工具，如下圖的 1 到 4，**使用前先檢查工具是否與切片軟體中設置的位置編號相同**。建議依照下圖的方式擺放工具，並再切片軟體中使用相應的設定。
> 
> 工具組。目前有 1 ~ 4 號工具，以及 6 號測試用工具，6 號是圓桿不能切削。圖源：carvera manual

### 雷射
carvera CNC 有雷射印刷的附屬功能，須注意雷射光會射出，**避免在工作進行中將手、其他物體放到下方雷射口避免燒傷與損壞**。
### 吸屑設備
加工過程中的碎屑可以由抽系設備排除到機器內的垃圾桶，或者外接的吸塵器，在開始運行前，用手輕輕上推管子，**確認吸屑管子可以自由的上下移動**。若不行，將黑色旋鈕向外拉，並旋轉 30 度。

> 
> 若要使用吸屑功能，確認吸屑管子可以自由活動，避免在換刀及雕刻物體起伏較大時管子卡到較高的地方。

### 噴氣設備
使用較重的材料例如 PCB 板、鋁板，吸屑設備可能沒辦法有效排除碎屑，此時則可以使用噴氣設備把碎屑吹離工作區域。須注意，噴氣設備與吸屑設備只能選擇一個使用。不過目前尚未加裝噴氣馬達。

### 材料與工具轉速
原則上使用越硬的材料、越細的鑽頭需要使用較低的轉速以避免斷刀，官方所提供的材料配合的工具及轉速如下表。

:::warning
不是只能使用表格中的 材料-工具 組合，例如也可以用 V-bit 加工木頭。
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:::danger
因為表格沒有提供所有材料-工具組合的建議參數，**建議使用較低的速度開始嘗試**，開始加工後注意加工的聲音，若覺得有疑慮，請**立刻按下緊急停止按紐**。
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## Carvera Controller 簡介
[Carvera Controller](https://www.makera.com/pages/software) 為控制 Carvera CNC 的官方軟體，可以上傳並運行 G-code（給機器的指令）。須注意**此軟體無法把 3D 立體檔案，如 `.stl` 切片，轉換為給機器的 G-code 指令**。因此，若手中有 3D 檔案，需要經過其他轉檔軟體產生 G-code 後，經由 Carvera Controller 傳給機器運行。 有關產生 G-code 的方式，參見 [其他配合軟體](https://hackmd.io/GanySYXgRoKjgAZwlvf3xw?view#%E5%85%B6%E4%BB%96%E9%85%8D%E5%90%88%E8%BB%9F%E9%AB%94)。

### 介面與常用功能
+ 最頂端的是狀態工具列，由左而右可以知道連線、目前的 X、Y、Z 位置、旋轉軸 A 角度（目前還沒添購，無旋轉軸）、工具轉速與移動速度、抽氣設備、工具選擇，以及雷射的狀態。
+ 在最右側的小箭頭，則可以展開手動控制區。
+ 左下角可以開啟 gcode 檔案，並對加工起始的動作進行設定，例如是否要掃描邊緣、調整原點位置、是否要自動調整 z 高度，和無線探針對錶面進行取樣的密度。


## 其他配合軟體
[官方的 Youtube 影片](https://www.youtube.com/watch?v=6Yla9M-TJ5U&t=526s) 介紹了三種可以將 3D 模型檔案轉換為 `.gcode` 檔案的軟體，分別是 **Fusion 360**、**VCarve**，以及 **Kiri:Moto**，以下文字將會提到 Fusion 360 並詳細說明 Kiri:Moto，最後另外簡介 **Blender**。
### Fusion 360
:::info
:heavy_check_mark: 可直接導入的刀具檔案
:heavy_check_mark: 產生 G-code
:heavy_check_mark: 繪製與修改 3D 檔案
:x: 免費軟體
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[Fusion 360](https://www.autodesk.com.tw/collections/product-design-manufacturing/fusion-360) 是相當強大的電腦輔助設計軟體（還有更多功能），在 [Makera wiki](https://wiki.makera.com/en/software) 中可以下載 carvera 工具檔案，載入後 Fusion 360 即可根據刀具形狀計算加工路徑，將 3D 模型檔案轉換為 `.gcode` 檔案。網路上有許多教學，缺點是需付費，而學生版帳號容易申請失敗。
> 
> 可以直接下載刀具檔案，相當方便。
### Kiri:Moto
:::info
:x: 可直接導入的刀具檔案
:heavy_check_mark: 產生 G-code
:x: 繪製與修改 3D 檔案
:heavy_check_mark: 免費軟體
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[Kiri:moto](https://grid.space/kiri/) 是一個免費網頁軟體，可以把 3D 模型檔案切片，轉換為轉換為給機器的指令，也就是`.gcode` 檔案，並預覽加工路徑。它可以單獨使用，也可以嵌入在另一個網頁版、免費的電腦輔助設計軟體 [Onshape](https://www.onshape.com/en/) 中，可以在 Onshape 中設計 3D 物件，接著在 Kiri:Moto 中切片轉檔。缺點是 **Makera 沒有提供直接載入的刀具參數，需要手動輸入**。
spoiler **Kiri:moto 使用教學**
1. 在 `Files` 載入檔案後，左上角的 `Mode` 選擇 `Makera Carvera`
2. 在 `Setup` -> `Tool` 中添加刀具設定
3. 右側的 `Tabs` 可以設置不要切穿的區域，防止切下的塊體脫離被固定的部分，加工完成後再用小鋸子之類的東西，手動把要脫離的區域切下。如果不加 Tabs 但切下塊體，沒有被固定的塊體會晃動讓加工失敗。

4. 右側的 `Stock` 設定材料大小，確定 3D 模型檔案的體積沒有比欲使用的材料範圍還要大。材料大小有兩種設定方式：
a. 直接設定尺寸：不打勾 offset，直接輸入材料的長寬高
b. 設定相對尺寸：打勾`offset` ，設定材料大小會變為載入的 3D 檔案大小，加厚一圈，加多厚就是由`offset`決定。

5. 右側的 `Limit` -> `Z anchor` 調整模型在材料中的位置，top 表示 3D 模型會緊貼著塊材的上表面，依此類推。
6. `Z Thru` 代表要切穿塊材超過多少長度，通常會在快材下面墊一塊木板，設定幾 mm `Z Thru` 來確保想切穿的地方會切穿，木板的作用是防止機器底床被刀子切到。如果 `Z Thru` 深度超過下面墊的木板就會切到機器噢！
7. `Z clearence` 是刀子在移動的時候要抬起來多高，如果發現刀子移動到下一個切割地位置時直接從表面刮過去（他應該要抬起來移動，不該刮到，抬不夠高才會刮過去），就要回來調整`Z clearence`。
8. 在下方選擇加工順序，依照不同的刀具及材料進行調整，若不確定適當的參數，可先嘗試較慢的設定。例如選擇 rough ，工具設定 3.175 8th inch ，進行粗略切削，再選擇 countour，工具設定 V bit，進行細部切削，想要把東西劃一圈切下來的話要選擇 `outline`。
+ spindle rpm: 工具轉速
+ feed rate: 工具 x、y 方向的移動速率
+ plunge rate: 工具 z 方向的移動速率
+ step down: 每層 z 下降切的深度，建議 2-3
+ step over: 兩條加工路徑的重疊比例


9. 選擇左方的 `start` -> `Slice`開始切片，切片完成後點 `Animate` 預覽切片動畫，若有問題則回到前面步驟修正
10. 確認沒問題後，`start` -> `export` 匯出 G-code

## Carvera Controller 操作說明
1. 首先確認有
+ 欲加工的材料
+ 給 carvera cnc 的 G-code
+ 知道如何緊急停止機器

若沒有 G-code，參見本篇筆記的**其他配合軟體**章節，選擇適合的軟體產生 G-code。若不知道如何緊急停止機器，參見本篇筆記的**CNC 硬體簡介**

2. 依照 [How to Secure Stock for CNC Machines](https://www.youtube.com/watch?v=TuQv5upoPPg) 將欲加工的材料固定在載台上，若打算切穿材料，在材料底下放一塊木板，可用 [雷射切割機台](/WadV37-xQQOO9BwlovrrsQ)切出相同長寬的木板
3. 左上角以 USB 或 wifi 連接 carvera CNC，在機器開機後即可在電腦尋找到 carvera wifi，無須密碼即可連線
4. 左下角開啟 gcode 檔案後，上傳並選擇

5. 選擇檔案後，點擊左下角的設定與執行，選擇做起點，根據在步驟 2 固定的材料位置選擇 Anchor1 或 Anchor2，點擊 Config 進行設定，(10, 5.5) 是距離 Anchor 幾 mm 開始加工

6. 打勾 Scan Maargin，機器會在開始時用光雷射掃描工作邊緣，若使用者發現雷射打到塊材外或固定螺絲上，停止機器，調整設定
7. 視需求打勾 Auto Z probe，若勾選，機器會在一開始用無線探針採樣高度，在加工過程中進行自動高度調整，效果參見 [What is Auto Leveling? Carvera CNC](https://www.youtube.com/watch?v=Oq6cqfWvIls)
8. 設定完成後，按 Run，機器就會開始運作，確認蓋經蓋上，待機器運作順利後才可離開。

<!-- ### Blender
:::info
:x: 可直接導入的刀具檔案
:question: 產生 G-code
:heavy_check_mark: 繪製與修改 3D 檔案
:heavy_check_mark: 免費軟體
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[Blender](https://www.blender.org) 是一個非常強大的開源免費軟體，能夠建模、製作動畫、物理模擬等等，在產生 G-code 的部分，有一個叫 [nCNC](https://blenderartists.org/t/pre-release-ncnc-v0-6-7-add-on-updated/1264862/1) 的 Add-on 似乎可以做到，目前還沒有在 carvera CNC 上測試過。 -->