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3日日曜日

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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