第4章：機械外殼

    陶得材說：“給你們一個任務，就是加工個電子設備的機械外殼。這個電子設備是小型淨化器。”

    小型淨化器，主要就是檢測空氣中甲醛濃度，同時由風機抽取空氣，到達濾網，用濾網濾除污染物。包括傳感器，風機，電源，顯示屏等。

    看起來挺簡單，就做個外殼，留個口，通入空氣。留個孔，引出通信線和電源線。留個傳感器口，用來檢測。留個方框，放置顯示屏，從裏面能卡住。

    機械外殼需要注意的地方，就是有的地方需要放置電池或者是連接電源的孔。需要有放置屏幕的地方，有放置通信線路的孔。需要有可以移動這個物品的把手、提手。在外殼的內部需要有放置電池、電源的地方，有放置電子裝置的地方。還有可能要放置散熱風扇。控制器硬件和屏幕、按鍵、喇叭、電源之間的連線不能夠被其他的機械構件遮擋。

    他們也是研究了一段時間。才把這個外殼做出來，然後發現電源孔沒有提供，只好和通信線路用一個孔了。屏幕從裏面向外放置，但是連接線的位置距離電路板太遠了，導致通信的導線比較長。

    看來表面簡單的一個機械外殼，要考慮的地方是挺多的。

    外殼有的部分可以參考已有外殼進行設計，圖形化編程。

    他們到了加工車間，和工人師傅們學習工廠中的幾種數控機牀的使用方法。數控機牀是採用數字控制技術對機牀的加工過程進行自動控制的一類機牀。數控機牀是一種裝有程序控制系統的高效自動化機牀，是數控技術典型應用的例子。可以進行車削，銑削，鑽削加工等。

    “已有外殼這裏有幾個，怎麼獲取它們的外形數據，並且進行加工呢？”

    工人師傅說，“圖形化編程的一般過程是加工零件及其工藝分析，加工部位建模，工藝參數的輸入，刀具軌跡生成及編輯，刀位軌跡的驗證與仿真，後置處理，程序輸出。”

    加工零件及其工藝分析是數控編程的基礎。主要任務有零件幾何尺寸、公差及精度要求的覈准；確定加工方法、工夾量具及刀具；確定編程原點及編程座標系；確定走刀路線及工藝參數。

    加工部位建模是利用集成數控編程軟件的圖形繪製、編輯修改、曲線曲面及實體造型等功能將零件被加工部位的幾何形狀準確繪製在計算機屏幕上，同時在計算機內部以一定的數據結構對該圖形加以記錄。

    刀具軌跡生成及編輯。完成上述操作後，編程系統將根據這些參數進行分析判斷，自動完成有關基點（構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點）、節點（插補擬合線段的交點或切點）的計算，並對這些數據進行編排形成刀位數據，存入指定的刀位文件中。刀具軌跡生成後，對於具備刀具軌跡顯示及交互編輯功能的系統，還以將刀具軌跡顯示出來，如果有不太合適的地方，可以在人工交互方式下對刀具軌跡進行適當的編輯與修改。

    實際他們使用多軸數控加工中心進行外殼加工。

    多軸數控加工中心可分爲兩種設置方式：

    一種是工作臺回轉軸。這種設置方式的多軸數控加工機牀的優點是：主軸結構比較簡單，主軸剛性非常好，製造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A 軸迴轉角度≥90°時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。

    一種是立式主軸頭迴轉。這種設置方式的多軸數控加工機牀的優點是：主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直於加工面時，由於球面銑刀的頂點線速度爲零，頂點切出的工件表面質量會很差，而採用主軸迴轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。

    設計加工後，交給陶得材看。陶得材說：“然後還要考慮這個外型，最好比較美觀，能吸引客戶。”

    段駐說：“好的。我們再找人修改下。”

    陶得材說：“客戶說有的地方要再改進些，比如提手。”

    吳田說：“這個提手從兩側安裝。擋住了線路。”

    段駐說：“先這樣吧。也行還能找到解決方法。”

    陶得材說：“客戶說要對內部系統進行保密，要密封。”

    段駐說：“那就把外殼都焊接了。這樣打不開。”

    吳田說：“一般是用螺絲固定，能打開的。那好吧。”

    於是外殼被焊住了。

    小型淨化器被客戶拿去展示了。但是發現還是有個傳感器沒有放進去。但是電子元件都已經放進去固定好了。外殼焊上了。只有屏幕口能看到裏面。

    “還要放進去什麼傳感器？”

    “要放入第二種甲醛傳感器。”

    甲醛傳感器：半導體方式：通過測量傳感器的電阻變化就能檢測出室內甲醛含量。壽命長。普遍存在靈敏度低和選擇性差的不足。電化學方式：易被干擾，幾乎不能分辨出 VOC和其他 VOC的干擾，在測試中必須去除真僞，壽命短。

    “這下麻煩了。要重新做嗎？”

    “明天就要展示了。買電子元件都來不及。”

    “是啊，寄過來都要三天。”

    “那剛開始就不能焊，密封過後沒有辦法修改了。”

    “現在只能開屏幕這個口，裏面的東西怎麼重新修改和固定呢？”

    段駐想到了引力石，也許這東西能夠派上用場。

    段駐、孫實記、吳田拿着引力石，到了工廠車間。從外面拆掉屏幕，打開激光加工設備，使用引力石改變激光方向，這時候要小心翼翼，別切到其他的電子元件。最後加工出幾個圓孔，把傳感器固定在上面，用螺絲擰上，在外面放上屏幕，擰上螺絲，幸虧屏幕的螺絲在外面。

    傳感器成功放入機械殼體，淨化器又交給了客戶。