grbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中。
BluetoothモジュールおよびbCNCのPendant機能でスマホからもワイヤレス操作可能。
その他、電子工作・プログラミング、機械学習などもやっています。
MacとUbuntuを使用。

CNCマシン全般について:
国内レーザー加工機と中国製レーザー加工機の比較
中国製レーザーダイオードについて
CNCミリングマシンとCNCルーターマシンいろいろ
その他:
利用例や付加機能など:
CNCルーター関係:



*CNCマシンの制作記録は2016/04/10〜の投稿に書いてあります。


2016年4月4日月曜日

CNCマシン:ステッピングモーター到着

先ほど、ステッピングモーター(4個)到着しました。6日で届いたということになります。
いちおうDHLで送ってきました。
梱包もちゃんとしてます。これは、57BYGH420というNEMA23クラスのステッピングモーターで、3.2V、2A、静止トルク9kgcm。自作CNCでは比較的よく使われているものだと思います。NEMA23にしてはアンペア数が2Aと低めで扱いやすく(ドライバA4988でも使える)、NEMA17に比べれば、1.5〜2倍くらいトルクの強いモーターです。アプリ割引やセール割引もあったので、4つで9120円(DHL送料込み)。ひとつ2280円ということになります。いまAliExpressを見てみたら、9549円(中国航空便送料込み)で、DHLにすると10760円となっていました。少し得した感じ。
はじめ3個セット販売している店で4個セットにして売ってもらうほうが安いかなと頼んでみたけど、結局単品で売っている店で4個買った方が安くなった。送料は4個だからといって、4倍になるわけではないので、しかも期間限定割引もあったので、セット販売の店より1000円近く安くなった。
日本でこのくらいのNEMA23を買えばひとつ4000円くらいはするので、半額近い値段だと思います。

あとで、時間があるときにCNCシールドにつないでGrbl Controllerで試運転してみたいと思います。

このほか、ボールスクリュー+ガイドレールセット、スピンドルホルダー、DVR8825、レーザーゴーグルなどいろいろ注文してあるのですが、同じ日に注文したのにも関わらず、メインの部品となるボールスクリュー+ガイドレールセットだけが、いまだに発送待ち。いちおうFedDex IEなんだけど、発送にまわすまでが意外と時間かかる。
この調子でどんどん届けばいいのだけれども、やっぱり遅い。ボールスクリュー+ガイドレールセットの注文履歴を見ると、もともとは7営業日以内に発送となっているのに、今日みてもあと6日以内に発送となっている。勝手に発送締め切り日伸ばすなよ。

ちなみにアルミフレーム30150の安いとこAliExpressで見つけた。以下。
サイズ30150が6048円/m(EMS送料込)。使うならここにしよう。このショップでは、いろんな種類のアルミフレームを取り扱っている。

CNCマシン:おさらい(必要なもの)

再度情報整理で、CNCマシンを自作するために必要なもの:
このブログでは、手っ取り早くCNCマシンをつくるということで、まずはArduinoを使用するところから始まり、そうするとArduinoにアップロードするプログラムはGrbl、そして配線を楽にしてくれるCNCシールドを使用するという感じです。
最初はステッピングモーターなどの複雑な動きを制御するのは難しい(かなり専門的な計算やプログラム、あるいは電子回路設計技術などが必要)と思っていましたが、それらは全てGrblがやってくれるので、あとは必要な部品を組み合わせて、ソフトと通信させればいいだけです。確かに専門的な知識はあった方がいいですが、それは作りながら学習していく感じでも大丈夫だと思います。今の時代はオープンソースのハードウェア、ソフトウェアがたくさんあるので、昔よりもかなり敷居は低くなったと思います。
尚システムに関しては、主にX-CARVEShapeOkoを参考にしています。

実際の加工作業の流れとしては(このブログ上でやっているやり方)、
CNCルーターの場合(合板などの2Dカット):
Inkscapeで図形(図面)を描画(svgファイルで保存)
・上記svgファイルをJscutで読み込み、切削用パスを作成しつつGコードに変換(gcodeファイルで保存)
・上記gcodeファイルをbCNCで読み込む
・材料を作業エリア内に固定する
・bCNCのジョグボタンで材料の位置へ移動し加工原点を設定する
・bCNCでGコードを送信する
・あとはCNCマシンが自動でカットしてくれる(集塵機も使用)

CNCレーザーカッターの場合(ダイオードレーザーで):
Inkscapeで図形(図面)を描画
・Inkscape内のLaser Tool Plug-inで出力設定など行い、Gコードに変換(gcodeファイルで保存)
・上記gcodeファイルをbCNCで読み込む
・材料を作業エリア内に固定する
・bCNCのジョグボタンで材料の位置へ移動し加工原点を設定する
・bCNCでGコードを送信する
・あとはCNCマシンが自動でカットしてくれる(要レーザー用ゴーグル)

という感じですが、ソフトやマシンの事前設定がある程度必要です。

全体の構成:
基本的には、CNCシールドを装着したArduino Unoを中心に、ステッピングモーター、リミットスイッチ、スピンドル、電源などが接続されます。Arduino UnoとパソコンはUSB接続され、ソフトを使ってGコードを送信します。


パソコン関係:
・パソコン(主にはMacで/Winも可)
  以下インストールするもの
   ・ブラウザはGoogle Chrome(SafariやInternet Explorerは以下のソフトには不向き)
   ・Arduino IDE、Arduino開発環境ソフト
   ・Grbl v0.9または最新版Grbl1.1(G-code interpreter)、Arduinoへアップロード
   ・Universal G-Code Sender(Gコード送信ソフト、Javaベース:Win、Linux、Mac対応)
      bCNC(Pythonベース)など、このソフト以外にもあります(G-Code Senderリスト
   以下は必要に応じて
   ・Inkscape(フリーベクター描画ソフト:Illustratorの代替ソフト)
   ・Laser Tool Plug-in(レーザー用のInkscapeプラグイン)
   ・XQuartz(Macは必要:Inkscapeを起動させるシステム)
   ・Jscut(Web上で図面データをGコードに変換してくれる)
   ・Python2.7(3.0ではなく):Macはインストール済みのため不要、Winの場合は必要


電子工作・電気関係:
・Arduino Uno(CNC制御基板)、上記Grblをアップロードしておく
・Arduino用 CNCシールド(中国製V3.0最新版V3.51開発元サイト
・USBケーブル(PC-Arduino間)
・ステッピングモーターNEMA17かNEMA23程度(3~4個)
・ステッピングモータードライバ(3~4個):A4988(2A)またはDRV8825(2.5A)
・安定化電源DC12Vもしくは24V/5A~10A(最低W数に関してはShapeOko Wikiへ
  NEMA17を4個駆動で100〜120W、NEMA23を4個駆動で150〜200W程度
AliExpress.com Product - 240W 24V 10A Switching Power Supply AC-DC 100~240V to Triple DC output 24V for CCTV& LED Device & CNC Stepper Driver100V/10A スイッチング電源 1829円送料込み
AliExpress.com Product - Osoyoo CNC Shield + UNO R3 Board + A4988 Driver w/ Heatsink Kits for Arduino 3D Printer Free ShippingArduino+CNCシールドセット(1457円送料込み)

AliExpress.com Product - Best Selling! 6-lead Nema 23 stepper motor 57BYGH420 127oz-in 56mm 2A CE ROHS ISO CNC Mill Laser Engraving Nema23ステッピングモータ(1個:2116円送料込み)
トルクも高いので、CNCルーター用としても使える。
CNCレーザーだけでいいのならトルクの低いNema17でも大丈夫。


ここまでの基本制御システムだけで1万円程度。
あとは本体のサイズ、剛性/精度の確保、ヘッドのパワーによってコストは変わります(以下)。


機構関係:
・XYZ軸用送り機構(以下のいずれか)
   ・タイミングプーリ、タイミングベルト(大きいものには幅9mm)
   ・送りネジ(普通の棒ネジ、台形ネジボールネジ)+専用ナット
精度を求めるならボールネジがベスト。しかし高価、低速。
タイミングベルトを使う場合、2GTや3GT(規格)ならバックラッシュゼロ(理論上)。安価。

・XYZ軸用ガイドレール/スライド機構(以下のいずれか)
   ・MakerSlide+V-Wheel
   ・OpenRail Slide Rail+V-Wheel
   ・v-Slot Rail+Solid V-Wheel
   ・リニアシャフト+リニアブッシュ+両端サポート
   ・リニアレール+リニアベアリングブロック+両端ベアリング
   ・リニアガイド+スライドブロック

AliExpress.com Product - 2 X SBR16-400mm/600mm/1000mm linear rail + 3pcs SFU1605- 450mm/650mm/1050mm ballscrew +3sets BK12/BF12 Support +3pcs Couplingこれ↑は、AliExpressのCNC3軸マシン用の機構部品セット(約30000円/送料込み)。サイズもいろいろあります。ボールスクリュー式なので精度はいい。


・全体の構造体
   ・組み立て式溝付きアルミフレーム
   ・金属製アングル、チャンネル、角パイプなど


SUS(エスユウエス) SF2-30・60 SF9-332 900mm 4本入 (アルミフレーム)
SUS(エスユウエス)
売り上げランキング: 196,611


用途別工作用ヘッド:
   ・スピンドルモーター(金属切削)
   ・ルーター/トリマー(木工)
   ・レーザーモジュール(要防護ゴーグル/1.6Wで木材2mm、5Wで木材4mm程度)
   ・3Dプリンタノズル
   ・プラズマカッター(金属切断)
AliExpress.com Product - 5500MW laser engraving machine 5W high power laser modules focusing head point wavelength 450m12v5500mwダイオードレーザーならこれが安い(約15000円送料込み)。
AliExpress.com Product - 600W CNC Brushless DC Motor Driver + 400W Spindle Motor For Engraving Machineブラシレススピンドルならこんな感じ↑。約10000円(送料込み)。


その他:
  ・ケーブル、端子類、ネジ類
    ・ケーブルドラッグチェーン
  ・スイッチ・コントローラー類
    ・メインスイッチ/非常停止スイッチ
    ・XYZ軸用リミットスイッチ
    ・AC電源出力コントローラー(ヘッド出力手動)
  ・レーザー用ハニカムボード
  ・レーザー防護ゴーグル
  ・専用集塵機
  ・工具/計測器/機材など
    ・テスター(電圧、電流の設定やチェック)
    ・ノギス(部材の正確な厚みなどを計測)
    ・ダイヤルインジケーター(機構組み立ての際、平行/直角出しに必要)
    ・ボール盤(ハンドドリルだと正確に穴が開けにくい)

AliExpress.com Product - Protective Goggles Safety Glasses Eye Spectacles Green Blue Laser Protection free shippingレーザーゴーグル、115円(送料込み)。
特にレーザーを扱うには、目の損傷を避けるためにレーザー防護用ゴーグルが必要。





ある程度の知識やスキル:
・電気、電子工作やArduinoの知識。
・金属加工スキル、あるいは加工機材(最低でもボール盤)を持っているなど。
・パソコン・プログラミング・オープンソースの知識やスキル。
・できればCADの製図スキルや3Dモデリングスキル。
以上のような素養がないと、Web上の説明を読んでも何を言っているかわからない。つくることはそれほど難しくないけれども、実作業における調整やメンテナンスをするには、仕組みをある程度理解していないときついと思う。
それから、Arduino、Grblなど情報源が海外に多くあることから(海外ショップも含め)、英語に対しては抵抗感がないほうがいい。英語を翻訳するのが苦手なら翻訳サイトを使えばいいと思う。それすら面倒だと収集できる情報量がかなり限定されてしまう。特にShapeOko Wiki(英語)には自作CNCに関する情報がかなり揃っているので、ここを見るだけでも充分。


安くつくるには:
中国製の安いキットを買って部品だけ流用すれば、既製品の半額以下で製作できる(例えば10万円の製品が5万円以下、50万円の製品が10万円程度で自作できる)。作業エリアA4サイズくらいなら、3万円以下で自作することができるはず。Amazonでも安いキットを買えるけれども、AliExpressのほうがもっと安い。ものによっては半額以下。
Arduino制御の中国製キットも多いが、もし中国語Win用ソフト+専用ステッピングモータードライバ基板が付属しているのなら、Arduino CNC Shield(1500円〜2000円)にすれば、Win/Macともに使用可能で特に問題ない。
問題があるとすれば、直動機構の精度やフレーム構造の剛性の欠如。バックラッシュ、ガタつき、揺らつきを改良する必要がある。
レーザーカッターの場合は、XY軸だけなので比較的安価につくれる。あとはレーザーモジュールの出力次第(値段次第:5Wのもので17,817円)。ステッピングモーターはNEMA17(静止トルク:5kgfcm程度)でも大丈夫。
ミリングマシン、ルーターマシンの場合はかなり剛性が必要。ステッピングモーターもトルクが高いほうがいい。NEMA23以上(静止トルク:10kgfcm以上)とか。

たまに、中国製レーザーカッターキットを購入したけど(安さに惹かれて)、マニュアルもなければソフトも中国製で使い方が分からないと言って(使うのを諦めて)、ヤフオクに安く出品してある。もし望んでいるスペックに近いものであれば、そういうのも狙い目かもしれない。

剛性や精度について:
自作あるいはキットや既製品を改造して作業エリアや出力の大きいものをつくる場合、細い部材を継ぎ足して複雑な構造にすると、振動に対してぐらついたり、局部的に大きな力が加わったときに弱かったりする。崩壊しない構造体をつくるのではなく、振動やぐらつきに強い構造体にしなければいけない。そのためには、断面が大きい太い部材をつかって、出来るだけ少ない本数で構造体をシンプルに構成した方がいい。ビルのような建物の構造(ラーメン構造)というよりは、橋や高速道路のような土木っぽい大胆な構造にしたほうがいい。

ソフトや電気系統よりも、直動のメカニズムを精度よくつくることが一番難しいと思う。しかし、V-Wheelや中国製の安い直動部品を買えば、かなり精度はあがるはず。
引き戸用車輪(戸車)などを流用してもっと安くつくることもできるが、精度をあげるには加工上の工夫が必要となってくるため、安価な中国製部品を使ったほうが余計な苦労せずに済む。
手っ取り早いのが、日本ならオリジナルマインドなどから、自作CNCパーツを組み合わせてつくること。でも、かなり高価になる。AliExpressでも似たような自作CNC、自作3Dプリンター屋があるので、そこで部品を集めて、それらを組み合わせれば、かなり安くつくることができる。この場合、自作と言っても、ただ部品を組み合わせるだけなので、金属加工スキルもあまり必要ない。ただし、部品の図面や仕様書をよく見て、それにあう部材やその他の部品を選ぶことができないといけない。その分の知識は必要となる。

日本の安い部品かそれとももっと安い中国製か:
おそらく自作しようと思う人は、できるだけ安くつくろうと思うはず。専門的な工作機械であるCNCマシンを、100円ショップやホームセンターで手に入る材料でつくること自体にDIY/ハッキング的な意義があるかもしれない。しかしAliExpressのように本格的な中国製部品がものすごく安く手に入るようになってからは、無理にハッキングせずとも(スライド機構の代用部品として戸車を使うなどしなくても)、安価でそこそこの精度のものを手っ取り早くつくれるようになった。AliExpressでも、ものによってはまだ安くないものもあったり、あるいはショップによっても値段が違うことも多い。しかしよく探すととんでもなく安いものがあったりする。日本の1/10くらいの値段で。そうなると100円ショップやホームセンターよりも安く、しかも質もそれほど悪くないこともある。逆に質と値段から考えると100円ショップは高いのかもしれない。三流四流の材料を100円ショップで買うよりも、中国製の専用部材を500円で買ったほうがいいものができるという感じ。全部100円ショップの材料でつくるか、それとも部分的に中国製の500円の専用部品を入れておくか、そのバランスの見極めにはセンスが必要かもしれない。要は、日本国内だけでなく(手に入りやすいから、対応が日本語だから、信頼できるからという理由にこだわらず)、世界中の部品を検索して(場合によってはメールなどで問い合わせもしてみたり交渉もしてみる)、安さ(送料込みの値段)と性能のバランスから各自が部品選定していけるかどうかだと思う。

CNCマシン:Z軸、X軸の設計(後半)

いろいろCADでコピペしながらいくつかのパターンを描いてみて、Z軸に関してはほぼ決定。垂直な部材としてアルミフレームの15150を使った図面も描いてみましたが、結局アルミ板を使うことに。アルミフレームのピッチに左右されないで、適度なすきまをあけて配置したほうが、上手くおさまるのでそうしました。


X軸(図面の下)に関しては、30120+3030で30150をつくって、その上にレール2本配置して、その間にボールスクリューを通す方向で。ボルトを表からも裏からも留める箇所が多いので、重ならないように多少ずらしたり、隙間をつくったり、場合によってはアルミ板にネジ穴を切って、直接締め付けられるようにしたりと、いろいろイメージしながらの配置です。
現在は、X軸のモーター周辺とY軸へのつながりかたを考えています。実際に部品みながら、設計すればわかりやすいのですが、手元にないのでなかなか難しいです。この図面上では、X軸は680mm動けるようになっています。工夫すればもう少し拡張できそうですが、目標の600mmは超えているので、こんな感じのままでもいいかもしれません。
Z軸は、アルミ板に部品を配置しているので、適度な隙間があるのですが、X軸はアルミフレーム上に部品配置しているので、微妙にぶつかるところもあります。その部分は削り取るなどして、つじつま合わせる感じです。
ここまでは大体一般的な構成なので、あまり問題ないかもしれませんが、Y軸のほうがより難しそうです。
結局二転三転して、このかたちへ辿りつきましたが、おかげでかなり細かいレベルまで見えてきたという感じです。部品見ながらなら早いのですが、まだ届かないので、こんな感じで出来る範囲で設計しておこうと思います。

2016年4月3日日曜日

CNCマシン:設計行ったり来たり

CADで設計していると、ネジ穴の位置まで細かく描いて行けるので、具体的にいろんな問題も見えてきます。大きな変更はないとは思いますが、細かな改良や変更がたくさん出て来て、その都度どっちがいいか悩みます。
いまは30150を基本にやっていましたが、15150でもいけるのではないかと、さらにちょっとスリム化しようとしています。ただ、15シリーズはあまり金具とかそろってないし、先入ナットも基本M3なので、やはり貧弱な感じ。
ミスミだといろいろあるけど、肝心なものがなくて、アルミフレームならNICオートテックのほうがいいかもしれません。


そうやって悩んでいる間にも、NICでこんな変則フレームを見つけました。コの字で囲われているところにボールスクリューをいれるとちょうどよさそうだなと。上面の30mmピッチの4本の溝には、レールを2本平行に並べると言う感じ。8944円/m。

こんなコの字のは、たしかOpenBuildsにもありました。たしかに使いやすそう。剛性もとれてコンパクトにまとまる。これは4080ですね。3125円/m(送料別)。


これ↑はAliExpressにも売ってます。5742円/m(送料込み)

今回は、注文したレールのネジ穴に合わせて30mm単位にしているので、20mm単位のシリーズは使ってません。無理矢理使えなくもないのですが。というか20mmのほうがいろいろつかいやすい。レールだけが30mmピッチなので、片側だけ20mmの溝に入れて、もう片側はドリルであけた穴にネジを差し込んでもいいかもしれない。その案も考えてみましょうか。

CNCマシン:X軸再々設計

もう一度よく見てみたら、X軸断面は30150でいけるということが分かりました。
一度はダメだと思って30180まで大きくしたけれども、図面上重なってみえる部分が、3次元的には重なっていなかったので、ひとつ戻って30150で行けることになりました。おそらくこれが最終案になるだろうと思われます。今までの中で一番すっきりした構成になったかもしれません。
唯一問題は、30150が国内では手に入らないこと。AliExpressにだけ売っているので、どうしようかと。前々回の30150を使った案で言っていたように、ミスミで手に入る30120に3030を付け足して30150にするという案で、いまのところまとまってます。もちろん30150をAliExpressから入手することもあり得ますが、それもまた部品が届いてから、現物チェックしながら最終決定ということに。


これ↑が、おそらく最終形になるだろうと思われるX軸断面の案。Z軸は変更なし。
基本的に、垂直に立った30150(30120+3030)の側面にガイドレール2本、そしてその間にボールスクリューというオーソドックスな構成に辿り着きました。問題となっていたところは、ボールスクリューのナット部分とベアリングユニット部分が、ガイドレールにぶつかってしまうというところ。しかし図面上重なってみえるけど、実際は前後に配置することでボールナットはぶつからず、ボールスクリュー両端に配置されるベアリングユニットだけが、ガイドレールのベース部分で5~6ミリほど重なってしまうという感じ。しかし、その部分だけガイドレールのベースを少し削り取れば、なんとかおさまるということになりました。この構成が、一番スリムで作業的にも楽な方法だと思います。つじつま合わせの5mmスペーサーも使わないことになりそうなので、これ以上シンプルな構成はないかと。
右側のトリマーホルダーからX軸30150アルミフレームまでの厚さが223mm。前々回の厚さまで戻りました。

かなり行ったり来たりしましたが、こうやって少しずつ完成度をあげて行こうと思います。
これでAliExpressで30150を入手すれば、部品数も少なくなるしつくりやすくなる。これで、ケーブルをおさめるキャタピラ状のケーブルドラッグチェーンも30150の上部に取り付けることができそう。

やっぱり30150を買った方がいいかな。
ちなみに、Z軸にも使えますが、全体的な厚みがでてしまうので、最終的に作業エリアにゆとりができたら、使ってみてもいいかもしれません。とりあえず保留。
あとは、X軸のモーター取り付け部分とY軸のスライダー部分を再検討すれば、だいたい全貌が見えてきます。

CNCマシン:再度、X軸設計し直し

前回の設計内容で大丈夫かと思って、やや細かくCADで描いてみたら、間違いを発見。
前回30150を使った方がいいと言っていたけれども、30150ではダメで、さらにもう一列多い30180にしなければいけなかったことに気づいた。細かく図面を書いてよかった。


これはX軸断面で、図面左を見ると、既存(ミスミ)の30120アルミフレームの上下に3030を一本ずつ追加して、30180にする方法。上下からM4x25mmを差し込み、3030を貫通させ(あらかじめドリルで穴あけしておき)、中央の30120に連結させる。連結させたあと、図面右にあるように、ガイドレール、ボールスクリュー、ベアリングユニットを取り付ける。こうすることでさらに剛性アップ。ベアリングユニットは30mmピッチでネジ穴があいていないため一度5mmアルミ板をかませて固定する。その分5mm多くなってしまうので、ガイドレール上のスライダにも5mmかませて同じレベルにする。

とりあえず、X軸はこんな感じでいくことになりそう。Z軸は変更なし。ミスしないようにCADできちんと細かいところまで描いたほうがいいかも。見落としがあるかもしれないので。

ということで、AliExpressの30150(7132円/m)でも足りないので、やはりミスミで30120(1本)と3030(2本)の組み合わせで30180にするしかないかも。そうするとX軸用アルミフレームは3920円+720円x2=5360円ということになります。

ちなみに30180の倍の厚さ60180はあるかというと、


一応ありますね。これなら一本でいけます。NICオートテックで8501円/m。ミスミにはないようです。これでもいいですが、だんだんゴツくなりすぎ。剛性はかなりとれると思うけど、どうしようかな。いちおう候補には入れておきましょう。値段もけっこうするし。これならもっとスパンの大きいものがつくれそう。
30180なら、Z軸+X軸で228mmの厚み。60180だと258mm。もう少し設計をすすめてから決めよう。

Z軸、X軸の再検討

Z軸に関しては、ほぼ設計終了。頼んだセットの中のZ軸レールとボールネジが350mmもあったので、高くそびえるような感じになってしまった。一番上についているのがNEMA23。
これ↑がCADで書いたZ軸の側面図と正面図(真ん中)。他の部品との干渉を考えてボルト穴も確認。図面下にあるのが、Z軸の断面図。径65mmのトリマーを固定するホルダーがついている。Z軸は基本的に5mm厚の150x380mmのアルミ板に全てがのっている。径16mmの2本のガイドレールがかなりゴツいので、それ自体でかなり剛性があると思う。

図面左右にあるのは、Z軸側面とX軸の断面図。二つのパターンを考えており、最初は右側の案。
X軸がけっこう悩みどころで、最初は6060のアルミフレームを基本構造とし、その上下にガイドレールをはさみこむようにつけてみた。ボールスクリューは6060の左側についている。なぜ6060をつかっているかというと、ガイドレールには30mmの幅でM5の穴がついているため、6060の30mm間隔の溝とちょうど合う。先入ナットをつかって簡単に固定できると思ったから。しかし、そのあとにどこにボールスクリューをつけたらいいか悩んで、結果的にこうなった。しかもレール上のスライダーにアルミチャンネル4080をかぶせて、全体的に6060を囲む感じになった。まあなんとかぎりぎりおさめた感じ。

図面左は、もうひとつのX軸の案。本当はこうしたい。この場合はX軸のアルミフレームは30150(30x150mm)が必要となるけれども、国内で30150を取り扱っているところがない。150mmもあるのでたわまないとは思うけど、Z軸と同じように2本のガイドレールの間にボールスクリューもおさまってコンパクトになる。最初の案(図面右側)のZ軸とX軸断面を含めた厚みが264mm、30150をつかっている案は223mmで、41mm薄い。たった41mmかもしれないけれど、Y軸方向に900mm以上作業エリアを確保しないといけないので、この41mmでもかなり大きい。
AliExpressでは30150は売っている。7132円/m。けっこう高め。
これ↑の、端から2列の溝とレールの穴がちょうど合う。ほかで検索しても、このタイプはここにしかない。15150という15mm単位のアルミフレームはあるのだけれど、溝のピッチは合うけど、薄くて弱すぎる。断面図をよく見ると、芯が通っていないので蛇腹のように折れ曲がりそう。


ミスミでも扱っているのは30120までで、ひとつ足りない。
NICオートテックでもアルミフレームは扱っているけど、同じように30150はないみたい。
そこで考えたのが、30120に3030を付け足して、30150にしようかと。


これ↑が30120(3200円/m)。
そして以下が3030(720円/m)。エコノミータイプNEFSで充分。


X軸は約1000mmなので、3200+720=3920円。ただ、問題なのはこの手のアルミフレームは直角に接合はできるけれども、平行に連結できない。基本的に溝に埋め込んだ先入ナットに外部からボルトで留める方法でしか固定ができないためである。考えたのは、3030の溝から4mmの穴をドリルであけ、そこにM4ボルトを貫通させるようにいれて、30120に留めるという感じ。溝幅は8mmしかないため、M5だときついので、通常M5をつかっているところ、そこだけM4ボルトとM4先入ナットに変更すればいちおう可能となる。あとは、ガイドレールによっても、3030と30150が連結されるので、きっと強度的には問題ないはず。そうすれば、最初の図面にあったような構成にできる。
あとは値段の違い。AliExpressで7132円(送料込み:EMS)、ミスミで3920円。3000円ほどの差でしかないから、AliExpressでもいいのだけれど(EMSだし)。もう少し設計を進めて、厳密な長さが決まれば、その寸法で注文してもいいかもしれない。

いまのところこんな進行状況。また微妙に設計内容がかわるかもしれない。

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