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4月18日月曜日

CNCマシン:制作中7(XY軸接合部)

XYZ軸が大体できあがったのですが、それらを組み立てる際に直角や平行がとれていないと精度がとれないばかりか、ベアリングに変な負担をかけてしまい壊れる可能性もあります。まずY軸2本のレール間の距離が等しくなるように平行に配置し台の上に固定しておきます。その状態でX軸を載せていくのですが、ひとつ問題発見。



























これ↑は、X軸(横)とY軸(縦)の接合部ですが、X軸とY軸の角度を微調整しようとしたら、この状態では無理だということに気づきました。いろんな部品が込み入っていて六角レンチが入る隙間がないということです。
この画像でいうと、ちょうどカップリング真下に見える、突き出た4本のネジ(ネジ先端部分が見える)。いろいろ考えた末に、下から突き刺してタップを切って留めるという方法にしたのですが、それでもダメでした。X軸とY軸をこのように一旦組んでしまうと、もう調整不可能。上はカップリングが邪魔し、下はY軸レールが邪魔して、このネジにアクセスできません。バラした状態で固定する以外ないというわけです。
同じようにX軸の反対側(対となっているもうひとつのY軸)の接合部は以下。



























こちら↑も同様に下からネジ4本突き刺さってタップが切られていることで固定されています。カップリングなどないのでなんとかなりそうですが、この状態では下のネジ頭に六角レンチを入れることが不可能。この場合なら下からではなく、上から普通に突き刺せば良かったのかもしれません。しかしナットで留めることはできないので、下の部材にタップを切らなければいけません。そうすると違う位置にまたネジ穴をあけることになってしまいます。こちらはそれでもいいのかもしれませんが、また違うところにネジ穴あけるの嫌なので、いろいろ考えた末、この接合部にもう一枚部材をはさむという方法をとることにしました。X軸とY軸との角度を微調整するために、モーターやカップリングを外したり、狭い空間でぎりぎり六角レンチを回さなくてもすむようにと。
ということで部材切り出し。以下。



























手前のアルミ板2枚が、さきほどの問題を解決するための部材。これをX軸とY軸との間に挟みます。奥の変則Lアングルは、Y軸のボールスクリューとスライドブロックをつなぐ部材です。以下の部分です。



























下部に見えるボールスクリュー上を移動するベアリングナットブロック(4つ穴)とその上にある150mm幅のLアングルをつなぐ部材です。ただの平板でよかったのですが、さきほどのX軸とY軸との接合部にアルミ板を使ってしまったので、手持ちのスクラップから取り出したLアングルを利用しただけです。

という感じで、おおまかにはXYZ軸それぞれできあがってはいるのですが、細かい部分でいろいろ問題がでてきたりして、その都度試行錯誤しながら微妙に改良している感じです。


作業のつづき:
とは言ってもあまり進みませんでした。途中レーザーの実験もしていたので。



























Y軸のボールスクリューナットブロックとレール上のスライドブロックの連結部品です。これでがっちりつながりました。ブレはほとんどない感じ。あとはこの上面のソケットスクリューを廃止して、左右4個ずつあいている穴に段付きドリルビットでザグリを入れて、極低頭ボルトを差し込みます(真ん中4つの穴はもう使わない)。その上から、X軸と接合するアルミ板を重ねます(それを留めるネジ穴も新たにあけなければいけない)。
つまり、Y軸はこの状態で完結できるようにしておき、後付けされるX軸が簡単に載せられるようにしつつ、ネジ締めも容易にできるように改良します。

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