CNCマシン：制作中１２（配線作業その３）

X軸とY軸との交点に必要な配線用ブラケット制作から開始。どの部分にコネクターをつけようか悩みましたが、すぐに取り外すことができるX軸のモーターマウント上に取り付けることにしました。

手前左から、コネクター（ピンヘッダ＋ピンソケット）、コネクター用ブラケット、右に見えるのがケーブルドラッグチェーン用ブラケット、モーターマウント上にM3のタップを２カ所切って、そこにコネクター用ブラケットを取り付けます。こんな感じで、必要に応じてブラケットをつくったり細かい作業が多いです。

これらを組み立ててハンダ付けし、ようやくX軸とY軸をつなぐ配線が終わったところ。Y軸に沿った２個目のケーブルドラッグチェーンに8芯ケーブル3本通しました。

8芯ケーブル3本だとかなり弾力があるのですが、なんとかねじ曲げてすっきりまとまりました。いちおうどのネジにもアクセス可能にしておきました。

ハンダ付けしてあるところは前回同様黒いホットボンドで固めてあります。今回は、ホットボンドを盛りつけたあとにコテ（クラフトテープの粘着しにくい表面）で押さえたので、内部に充填しつつ表面もいくらか平らになっています。X軸（Z軸も含む）をY軸から切り離すときに、このコネクターを外す感じです。いちおう通電テストもしてみましたが大丈夫そうです。

次は、これら8芯線3本がケーブルドラッグチェーンを通った後に、Y軸モーター2個+Y軸リミットスイッチ2個と合流します。合計で36線となり、最後にCNCシールドや電源が入っているコントロールボックスにつながる予定です。

続き:「専用台の制作」

CNCマシン：制作中１１（配線作業その２）

前回のZ軸裏の部分が大体できました（Z軸につくレーザー＋FAN+LED+EXTRAの合計8線はまだ）。結束バンドで力が加わりそうなところはブラケットといっしょに固定。ケーブルドラッグチェーンが垂れる部分をLアングルで支える部材を付け加えました。これで、正面から見れば、ケーブルドラッグチェーンはX軸のちょうど真裏で動くので目障りではありません。

まあ、それなりにすっきりしました。けっこう時間かかります。ケーブルの取り回しを考えて、そのための小さなブラケットをつくり、細かい作業が多いです。8芯ケーブル2本が取り付くピンソケット部分とケーブルドラッグチェーンに入る手前の部分は、いちおう結束バンドで押さえておくことに。結束バンドを通すために、ピンソケットがついている短いアングルはスペーサーで少し浮かしてあります。

その場その場で解決しながらつくっているので、あーでもないこーでもないと考えている間に時間がたってしまいます。しかもブラケットが取り付く穴を本体にもあける必要があるので、いちいち分解しては、ボール盤へ持って行き作業をする感じです。

つぎは、この↑部分。ここは前回の線＋X軸モーター＋X軸リミットスイッチで、合計24線ケーブルドラッグチェーンを通ります。8芯ケーブルなら3本ですが。
ここは、前回より大変そうです。まだ、どこに何を配置するか決まっていません。だいたい以下三つがここに集中しています。
・前回のX軸裏ケーブルドラッグチェーンを通ってきた8芯ケーブル2本の着地点コネクター
・X軸モーターとX軸リミットスイッチの端子をまとめたコネクター（合計8線）
・つぎのケーブルドラッグチェーンの入り口（8芯x3本）
あまりスペースもないのでまた新たなブラケットを付け加えなければいけませんが、どこにどのようにつけようか思案中です。必要に応じて、既存部品の改造もでてくるかと思います。そうなると、また分解して穴あけし、組み立て状態を見るという繰り返しになります。

次：配線作業続き。

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：設計中

部品が届くまでもうしばらくかかるので、その間にCNCマシンの設計をCADで行っています。
部品の寸法はだいたい分かるので、実際に組み合わせたときに、外形や作業エリアがどのくらいになるのか検討中です。それぞれの部品は思っていたよりもゴツいので、けっこうスリム化するのが難しい感じです。

これは↑、真上から見た図面です。ボールスクリューの長さがX:Y=900mm:1100mmと決まっているので、できるかぎり作業エリアが大きくなるように工夫しています。ベアリングユニットやカップリングなどにボールスクリューが差し込まれるので、実際の長さよりは短くなってしまいます。
目標としては、Y軸で最低でも900mm確保したい感じです。いまぎちぎちにつめて990mm。これが物理的な限界だと思います。実際はもう少し短くなって、900mmを下回らないように気をつけないといけないです。X軸は、790mmが限界です。こちらはA1サイズの短手約600mmくらいを最低ラインにしています。
Z軸が結構大きくなったのですが、これ以上小さくするは難しそうです。かなりコンパクトに詰め込んだけれども、奥行き（Y軸方向）が265mmくらい、横幅（X軸方向）が150mm、高さはボールスクリューが350mmあるので、それにNEMA23がつくので420mmくらい、重さも結構重いはず。しかもトリマーもつけたら4~5kgくらいあるかも。
径65mmの穴のあいたブラケットがトリマーホルダーです。トリマーの中心軸がX軸（横方向）の中心から約145mmほど飛び出しています。
Y軸の外側にボールスクリューがついており、図面下のほうの四角がNEMA23（2個）です。もともと、NEMA23がフレームの角から図面でいう下のほうに飛び出していたのですが、それだとZ軸のトリマーホルダーがすぐにX方向フレーム（図面一番下）にぶつかってしまうので、全体的にモーターの位置を上のほうにずらしてみました。そうしないと、1100mmあるにもかかわらず、Z軸のトリマーの出っ張りのせいで900mmを確保するのは難しく、無造作に配置すると案外作業エリアが確保できないということに気がつきました。ほとんどパズルのように、パーツ配置の組み合わせをあーでもないこーでもないとやって、ようやくベストな配置が見えてきた感じです。ミリ単位で部材や部品同士がぶつかりあわないようにしたり、ネジが締められるようなスペースを確保したりと、結構大変です。あとは実際の部品が届いてからじゃないと分からないところもあります。部品が本当に寸法通りかも分からないし。現物でチェックした後にアルミフレームを注文する感じです。

ほかにも足りない部品はまだあるのですが、

これ↑は、ルーターホルダー（2734円）です。部品としては高いけれど、しっかり固定しないと振動でブレそうなので、あったほうがいいかと。トリマーの直径にあったものを選ぶように。
あとは、こんなものとか。

これ↑は、移動するZ軸やX軸の配線がからまったりしないようにするキャタピラ状のキャリッジ：ケーブルドラッグチェーン（785円/m）。これはなくても大丈夫かもしれませんが、あれば便利かもしれません。ただ、このチェーンがのる溝のようなものもつけないいけないかも。あとからでもいいかな。

あとこんなのも見つけました。

これは3Dプリンターのノズル部分（6304円）です。ステッピングモーターでフィラメント樹脂を送って、ヒーター付きノズルから溶けた樹脂がでてくるもの。結構安いですね。たしかにCNCマシンがあれば、この部品をつければ3Dプリンターにもなるはずです。Z軸のボールスクリューが350mm（たぶん実質200mmくらい）なので、それなりに上下に動かすこともできるはず。
ルーター（トリマー：木材）、ミリング（金属）、レーザー、3Dプリンティング、これら全部ができればすごいですが、そんなに欲張らなくてもいいかなと。試しにやってみる（遊んでみる）にはいいかもしれません。