これまでのあらすじ:
2016年3月、フェルト生地を手で裁断している際にレーザーカッターがあれば複雑なカットが容易にできるなあと思って、安価になってきたレーザーカッターを購入しようと思ったのがきっかけ。調べていくうちに、合板も切れたほうがいいと思うようになって、CNCルーター(CNCミリング)についても考えるようになった。
Arduinoは以前から使っており、CNCシールドがあると気付いて自作も可能と思うようになった。当初はShapeOkoやX-CARVEを参考にMakerSlide、OpenRail、V-Wheel、2GTタイミングベルトなどで5万円くらいで自作しようと思っていた。AliExpressでも部品が安く買えることが分かって、しばらくは部品探し。探せば探すほど安くて本格的な部品も見つかってくるので、そんなにケチらなくてもいいのではないかと徐々にスペックアップ。最終的には剛性や精度のことも考えてボールスクリューやリニアスライドを使うことになり、予想以上に重厚な3軸CNCマシンをつくることに(約7万円)。
構想から約5週間(制作約3週間)でルーターとレーザーともに使えるようになり、現在はgrbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中(Macで)。余っていたBluetoothモジュールをつけてワイヤレス化。bCNCのPendant機能でスマホやタブレット上のブラウザからもワイヤレス操作可能。


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3月30日水曜日

CNCマシン:スピンドルについて

いま手持ちのスピンドルとしてマキタのトリマーがあります。
・ボディ直径:65mm
・チャック孔径:6mm
・回転数:30,000RPM
・消費電力:350W
・重量:1.5kg
という普通のトリマーです。
ガタつきや緩みなくCNCマシンのZ軸に固定できれば、充分使えるとは思うのですが、これもまた欲が出て来て、最終的にはブラシレススピンドルモーターに置き換えたいと思っています。

ちなみにShapeokoWikiを見ると、Forumで好きなスピンドルは何か?という投票を行っており、
Dewalt DWP-611が圧倒的に人気あります。

日本で買うと、Yahooで27,266円が安いほうかな(とは言っても輸入販売で到着までかなり時間がかかる)。Amazonでは3万円以上する。それでは、AliExpressではどうかと言うと売ってませんね。Amazon.comでは119.99ドルです。現地ではそんなに高いものではないですね。日本で買うと2〜3倍の値段。日本からAmazon.comで直買いはできないようです。日本へは配送しないということです。Ebayなら新品17000円くらい(送料、税込み)なので、どうしてもという人はEbayから即決で買うのがいいかもしれません。
スペックをDewaltサイトでチェックしてみると、以下のような感じ。

Specifications

Amps7.0Amps
Horsepower1-1/4HP
No Load Speed16,000-27,000rpm
Collet Diameter1/4"
Plunge Stroke1.5"
Base Dimension4"
Spindle Lock12 position
Tool Weight4.6lbs

手持ちのマキタトリマーと比べると、回転数はやや下だけど、トルクが2倍くらいありそうです。特に人気なのは、LEDがついていたりスピード/トルク調節できるところでしょうか。材料にあわせて、ちょうどいい強さで削れるのはいいと思います。ただ、電源が120Vだったり、コレットがインチだったりと、そのまま日本で使うには少し面倒なのかも。

それなら日本の日立やマキタではどうなのか?手持ちのトリマーはちょっと古いので、最近のものをチェックしてみようと思います。1.5万円程度でDewaltよりもいいものがあれば、そっちのほうがいいですね。

ちなみに電動工具などに使える15Aのスピードコントローラーは5000円くらいで売ってますね。これとか↓。

Posted at 2017.6.24
山真 SM-20A スピードマスター ブレーカー式スピードコントローラー
山真製鋸
販売価格 ¥4,292
(2017年6月24日16時11分時点の価格)

マキタや日立ではルーターではスピード調節できるものはありますが、トリマーではないですね。
だいたいが、3〜4A、30000〜35000RPMという感じです。
しかし、リョービの以下のものなら調節できるようです。

Posted at 2017.6.24
リョービ(RYOBI) 電子トリマ TRE-60V 軸径6mm 628616A
リョービ
販売価格 ¥18,835
(2017年6月24日16時11分時点の価格)

リョービ 電子トリマ TRE-60V



取付ビット軸径:
6mm
回転数:
16,000~30,000min-1
電源:
単相100V
電流:
5.9A
消費電力:
550W
質量:
1.2kg
サイズ:
幅114×奥行90×高さ191mm

スペックは以上のような感じで、Dewaltに匹敵しますね。


固い素材ほどスピードを落とすようですね。
Dewaltよりは少し高いけど、実質2万円くらいで買えるようです。たしかに、Dewaltは値段と性能で見ると人気があることがわかります。
ここまでこだわると機材オタクのようになってしまうので、とりあえずは手持ちのトリマで充分です。
使ってみて何か問題があれば、5000円くらいのスピードコントローラーを追加すれば大丈夫でしょう。
径65mmのスピンドルクランプがAliExpressで2680円。これをZ軸につけるといいのかな。

いちおう、上記のスペックと同じくらいのブラシレススピンドルモーターがAliExpressで探すときの手がかりにはなります。せっかくブラシレスでも手持ちのトリマより出力が弱ければ意味ないですからね。

ただ、アルミを削るなら手持ちのマキタのトリマでは無理そうなので、10000RPMくらいのスピンドルが必要そう。
こんな↓感じのでしょうか。

ドライバーもついて、これで13705円、
400W
12000RPM
トルク0.529N.m
直径55mm
重量1.1kg

これ↑は、外部に可変抵抗器などをつけてスピード調節するときの配線図。

これ↑が、PMWでArduinoなどからスピード調整する場合の配線図。
PWMで接続しておけば、いちおうMac上のGrbl Controllerからもスピード調整できます。
こんな感じで配線図があるので、すぐに使えそうです。ただ電源が48Vなんですね。48Vの電源は持っていないので、これまた購入しないといけないことになります。
まだ先だとは思うけど、いちおうこれもWishListへいれておこう。

後から気づきましたが、このブラシレスモーター軸先端に付いているER11コレットだけの部品もありました。
AliExpress.com Product - 1pcs spindle machine tool clamping rod ER11 5 mm shaft motor lengthened clamping knife engraving machine drill set take cnc part621円(送料込み)これには軸径3mm、1/8インチ、4mm、5mm、6mm、1/4インチ、8mm、10mmなどあるようです。このショップでは、注文の際に軸径を指定、指定なしだと自動的に5mmになってしまうので要注意。CNCマシンのスピンドルモーターの軸径に合わせて直接取り付ければ、すぐにER11コレットが使えるという結構便利な部品(ER11コレットに付いては以下のリンクでも書いてあります。)。

関連:
ブラシレスモータースピンドル+ER11コレット
スピンドル用LED照明

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