胶合板和电动工具的数学可视化

张贴了ned gulely.,2019年7月25日

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这是霍利斯波特（他是右边的一个）。他在Mathworks的社区团队中工作。在霍利斯旁边的桌子上是一个L形膜，与形成MathWorks徽标的形状相同。如果你想用胶合板做这样的东西，我相信你可以想象一个乏味的过程，这个过程会收敛到这个结果。这将涉及胶水、挑剔的模板和大约一百万小时的拼图时间。还有，手疼。

但是霍利斯并没有使用模板和拼图。首先，他交了一个牙齿锋利的机器人小朋友。他教他的机器人如何与MATLAB对话，然后他把两个机器人放在车库里（以及大量供应的半英寸胶合板）。这个雕塑是他们结合的结果，现在MATLAB和机器人是最好的朋友。

我承认，我可能在某种程度上美化事实。对于“机器人”，你应该读马斯洛。maslowcnc.是一个自己动手的数控路由器。当我说MATLAB可以和机器人对话时，我真正的意思是Hollis写了一些MATLAB代码，可以生成必要的G代码驱动路由器的刀具路径。

我知道你对这个项目有兴趣，所以我问霍利斯几个问题。曾经是绅士，霍利斯足以回应。

奈德：你是怎么知道马斯洛的？

霍利斯：我第一次遇到Maslow CNC在Kickstarter上2018年初，在成功融资和社区发展之后。我只对CNC略知一二，通常用昂贵的工业设备来思考。4×8材料的立式系统，占地面积有限，投资低于500美元？难以置信，我想。最有趣的是，整个项目都是开源的，所以最初的套件都已经发货了，其他分销商也很快加入进来，并加入了社区改进。

ned：你总是想到自己是一个制造商吗？

HOLLIS：绝对，尽管在幸福主义者，Tinkerer，DIYER等的其他标签下，我总是把事情归结在一起，有时有用，有时是愚蠢的。有时这意味着学习6502个汇编代码，其他时间意味着学习缝制。在这里，它意味着在Matlab中学习G代码，路由器，Arduino和Surface Plots在我的办公室里有一些需要的艺术。思想过程几乎总是始于“嘿，我打赌我可以做到这一点......”

ned：l-membrane你尝试的第一个项目吗？你是如何选择这种形状的？

霍利斯：L-膜是我和马斯洛在几个简单的测试标志后的第一个大型项目。我的灵感来自于类似的项目3D打印薄膜和令人难以置信的matlab zoetrope..大规模的胶合板膜似乎是一个很好的项目，可以直接从网格产生G-Code。为了保持物质用下来，我决定用空隙来相互阻碍它，这给了一个伟大的复古徽标效果。它围绕着美学上凉爽的形状，它的凸面为我提供了更简单的轮廓。

奈德：你对这个项目有什么反应？

霍利斯：即使有人不知道它是什么，他们也很喜欢它。然后，它给了我一个起点，让我来谈谈MathWorks，L形膜，以及它的起源与克利夫·莫勒的博士论文。当被问到它是在哪里制造的时，我非常满意地说，“在我车库里的笔记本电脑上！”其他人立刻开始把自己最喜欢的数学公式想象成一件艺术品。在我把它带到办公室后，克利夫自己做出了最好的反应。他喜欢它。

奈德：安装钻机容易吗？社区是如何帮助你进行马斯洛CNC的？

霍利斯：它起初是令人恐惧的。我于2018年12月收到了我的套件，等待直到3月份潜入。在与他人交谈时，这似乎很常见。套件足够便宜地让像我这样的爱好者，并在这样一个小盒子里发货，它可以有点太容易把它们塞到一边。添加到（当时）没有明显的装配说明。我刚有一盒零件和USB棒。在我加入社区之前。有主要的社区https://forums.maslowcnc.com/，以及Facebook群组https://www.facebook.com/groups/maslowcnc/，既充满信息，又有聪明友好的人。我能够赶上许多迭代，不久之后我就非常清楚哪些部分去了哪里。我在GitHub上使用了该条的螺栓连接框架说明(https://github.com/MaslowCommunityGarden/Bolt-Together-Maslow-Frame/blob/master/INSTRUCTIONS.md)，然后当我遇到障碍时，其他用户非常快速和热情，快速解决常见问题，如初始Z轴精度和链条张力。从那时起，我就有机会将这些信息转发给其他新用户。

奈德：你需要很大的空间来安装吗？

霍利斯：一点也不。马斯洛车是以一个小角度直立的，并且有一个DIY框架，可以很容易地修改成靠墙折叠。我想说的是，它的工作足迹大约有10英尺宽，3英尺深。我的车舒适地停在一个只有一辆车的车库里，里面可以停放一辆小汽车和一辆摩托车。不过，老实说，这辆车在里面的时间很少项目队列稳步增长。

奈德：你的项目中的MATLAB部分很难写吗？有没有MATLAB Maslow制作者的资源？

霍利斯：最棘手的部分是获取薄膜的等高线图。我完全忽略了这一点外形函数，取而代之的是边界线性矩阵的横截面。在对收缩因子进行了一天的微调并压缩了结果向量之后，我看到了一篇关于MATLAB答案的帖子外形. 它完全否定了数小时单调乏味的工作，在一行字里给了我所需要的东西。因此，首先，要准备好MATLAB的答案和示例。

这是帖子的帖子帮我写了G代码。

当然，别忘了检查马斯洛膜的来源！

ned：你的一些惊喜和经验教训是什么？

霍利斯：制作数字，然后驱动CNC钻机，让我的MATLAB代码有一种意想不到的发自内心的感觉。作为一个例子，我为一个试切生成了一个单层，并设置了凹陷的标签，以将最后一块作为矩阵的一部分固定到位。由于我没有考虑到布管钻头的直径，所以图中看起来足够大的部分变得非常薄。当路由器绕着特征函数移动时，它挣脱了，我很快在缝隙中插了一支铅笔，让它在剩下的切割中保持稳定。虽然这件作品准确流畅，但我不推荐那种特殊的解决方案。

同样，我发现我生成的切割顺序对时间和准确性有重大影响。早期的一项工作试图通过短段切割到最大深度来创建标签，然后扫过以敲出标签的上部。预览模型时，一切看起来都很好。但当切割开始时，我很快发现了自己的错误。所有这些无序的切割都花费了更多的时间，因为路由器提升了它的钻头，移动到胶合板上，结果刚好回来完成。更糟糕的是，如果一个更深的通道已经被切断，路由器倾向于进入空腔，使其短暂偏离轨道。所以，我真的必须考虑切割的精确顺序、深度以及路由器的实际移动方式。有G代码优化器从那以后，我学到了很多东西，但老实说，我真的从MATLAB的效率和物理成本之间获得了很多价值。

NED：如果我想开始使用Matlab驱动的Maslowcnc机器，你会为我提供什么建议？

霍利斯：了解MATLAB和马斯洛社区，尤其是答案和文件交换.不要害怕提问。批判性地，使用G代码预览器，如ncviewer.com.。路由器是一个非常强大的工具，从链条上悬挂下来，事情可能会以一种非常具有破坏性的方式出错。说到路由器，大多数用户都在为他们的Maslow配备Ridgid R22002路由器，所以我也照做了。在这样一个社区驱动的项目中，走现在已经走得很好的道路，如果你进去，你很可能会找到帮助麻烦。

ned：你的下一个项目是什么？你认为这将成为你常用的工具吗？

HOLLIS：我有一个觉得周末几天会通过路由器的嗡嗡声。我是一个1870名新英格兰民间维多利亚式家居家的骄傲老板，有很多有趣的木工细节，可悲的是粗糙的形状。他们中的许多似乎有一个可疑的公式曲率，即我可以首先实施作为Matlab数字......