IIOT и FDM-принтер: хроники семейной жизни

Как-то знакомый айтишник попросил проконсультировать в выборе ЧПУ-станка. Честно говоря, в их «епархии» та же байда, что и в 3Д-принтерах. Найти за разумные деньги и с нужным функционалом достаточно трудно. Да тут еще и 4-я технологическая революция с её интернетом вещей… На последнее мне ответили, что где мы, а где 4-я, нам бы 3-ю догнать.

Так где мы, а где 4-я с IIOT (индустриальный интернет вещей)?

Не буду лазить по просторам инета и википедиям, а постараюсь высказать собственное, может и абсурдное мнение инженера. Начну издалека и заранее прошу, если моё изложение не будет понятно в чём-то — изуродован русской классикой.

Когда-то давно, в Древней Греции, считалось зазорным для человека работать физически. Для этого имелись рабы. Так формировался материальный мир: философ придумывал, раб воплощал в материале. Потом рабы трансформировались в колонов, потом в крепостных, потом в рабочих. Но суть не изменилась: создатель идеи и конечный продукт разделен большой цепью других людей, которые, как обычно, ничего не понимают и ничего не умеют, и только портят изначальный замысел. Поэтому, тратится масса времени на заседания, согласования и соревнование в знании ненормативной лексики. Типа того, что ниже.

Я: … 4-я техреволюция, интернет вещей, а мы всё наступаем на одни и те же грабли. Не нужно тратить на мусор деньги.

Он: Так мы то по факту и до 3-тей то не дошли (я про Россию)

Я: …. .Как вы всё любите вступить в … …и еще и оправдываетесь, что мол всё вокруг …. ..Ортодоксальность в религии хороша. У нас в цеху стоит 3д-принтер, …. Как раз полная 4-я с IIOT. Фигачит круглые сутки без участия юзвера. Так что не прав ты - революция там, где её делают, а не где её камлают.

Так что же это такое IIOT на конкретном примере? К нам обратились партнеры с насущной проблемой вчера сделать вот такую модель:Модель должна трансформироваться, показывая всю прелесть задумки авторов. Как потом показало общение с потенциальными заказчиками, именно возможность «поиграть» с моделью давала больше, чем любые видео, плакаты и бла-бла-бла. Суть идеи в том, что из обычного контейнера получается помещение площадью под 70 м2 в духе IIOT — без участия человека.

На всё-провсё у нас ушло 4 дня методом аддитивных и сепаратных технологий. Работало три человека, отвлекаясь на дела насущные. Так как это делалось?

Прежде всего, вся информация передавалась через инет, обсуждения по мессенджеру. Модель доводилась до «ума» в режиме 24 часа с возможностью поглощать плюшки дома на кухне и спать в теплой кровати, а не на кульмане (кульман — древнее устройство для изготовления чертежей вручную). Доля сепаратных деталей формировалась в портфеле для лазерной резки и отправлялась в dxf-формате подрядчику. Аддитивные детали сразу направлялись на FDM-принтер. В результате, к последнему дню мы живьём собрались в цеху для сборки. Хотя, надо быть честными, один человек там был чаще, поскольку требовалась токарно-фрезерная сепаратная технология.

В результате на выставке предстала такая модель:«Крылья» раскладываются, опоры убираются, солнечные элементы двигаются. Палатку не успели сшить — заказчик божился, что будет, но…

Если бы не реальный IOOT, мы бы не успели. Основной косяк нам дал подрядчик по лазерной резке — сбита ортогональность осей. Но это решаемо, когда есть напильник, шпатлевка и всё можно покрасить.

Как уже можно понять, IIOT — это сеть надлежащих ЧПУ-станков с интернет-связью. Если наш FDM-принтер заточен под это, то и не было проблем. Если лазерная резка управлялась вручную — то и проблемы тут как тут. Ну, и не каким боком сюда не вписываются токарные и фрезерные станки времен 2-й революции.

Так как «вживую» работал IIOT на FDM-принтере?

Проектирование изделия велось в CAD-системе. Для промышленных целей обмен данными деталей производится в step-формате, для художественных — OBJ. Step-формат основан на примитивах типа кубики, цилиндрики и имеет открытый человекочитаемый код. Родом из перфокарточного IGES-мира. Формат OBJ содержит только 3D геометрию поверхности: позицию вершины, связь текстуры с вершиной, нормаль для каждой вершины, а также параметры, которые создают полигоны. Так что, эти два формата вполне перекрывают весь спектр объемных изделий. Для плоских изделий де-факто «устаканился» dxf-формат. Эти два последних формата тоже имеют человекочитаемый вид, хотя есть и двоичный вариант.

Так что, научившись работать с этими тремя форматами, вы можете обеспечить устойчивый обмен информации в сети IIOT. Конечно, можно базироваться на решениях КОМПАС, Inventor, SolidWoks и т.п., но если вы настроены работать с неограниченным кругом заказчиков, то стоит присмотреться к этой тройке: step, obj, dxf.

К сожалению, аддитивный мир погряз в stl-формате, поэтому он и является конечным бенефициаром для FDM-принтера. Так что, получив информацию в step/obj, мы её конвертируем в stl. Далее файл попадает в слайсер, который мы с благодарностью взяли у столпа аддитивного мира — Жозефа Прюши.У него есть «волшебная кнопка» которая передаёт задание сразу в OctoPrint.Далее в OctoPrint мы «тыц» на кнопку печати:И наслаждаемся печатью, валяясь на пляжах Барбадоса:После печати принтер автоматически сбрасывает деталь в корзину и можно начинать новую деталь. OctoPrint не поддерживает пакетную печать, поэтому будем благодарными за помощь в реализации этого режима. Раньше это не сильно напрягало, поскольку телеграмный бот сообщал о окончании печати и простои принтера были минимальны. Нонче сие невозможно, поэтому приходится постоянно смотреть состояние печати.

Как печатает и сбрасывает готовое изделие FDM-принтер можно подсмотреть на нашем канале в YouTube.

Вот так, не покидая уютное кресло конструктора, мы получаем корзину никому не нужных деталей для дальнейшей работы.Дальнейшая сборка/склейка/ покраска в сферу IIOT еще не включена. Таким образом, пока реализована концепция FDM-принтера как «черного ящика» о которой можно почитать на нашей странице в ВК.

Резюме. По мне, IIOT -это технологическая среда, в которой между конструктором и готовым изделием отсутствует чужая воля. С одной стороны — это хорошо, но с другой стороны — в косяках виноват только ты ;о)