自作CNCマシン・レーザーカッターについて: 初期アイデア

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2016年3月29日火曜日

CNCマシン：そろそろ決めよう

当初は、Smart Lazer Miniを購入しようと考えていたので、作業エリアはA4程度だった。でも、弱いレーザーでは切れるものに限界がありすぎるから、それならルーターもつけちゃおうとなった。そうしていくうちに自作熱が跳ね上がり、というか欲が出て、サイズも大きくなり、いまではステッピングモーターもNEMA17から23になってしまった。
作業エリアは大きいほうがいいけど、なんとなく材料発注にきりのいい1000x1000mmにしていた。でも、3x6版の900mm幅の合板をまたいで切ることができないということが、なんとなく気になっていた。1000mmとは言っても、外形が1000mmであって、作業エリアはきっと両端から100mmくらい減って、実質800x800mmになってしまう。大きいわりには、A1サイズ841x597mmもぎりぎり入らないし、なんとなく中途半端だなと感じていた。

ということでサイズに関しては、1200x800mmにしようとさっき思った。こうすれば、900幅も入るし、A1も入る。場合によってはA1にプロッターとして描くこともできるだろう。
正確にはX軸が800mm、Y軸が1200mm。つまり800x1200mmという縦長。X軸が1000mmから800mmにダウンした分だけ剛性も上がる。そうなれば、Y軸はもっと長くてもいいけど、デカすぎるのも邪魔だから、ちょうど今使っている4x8版1200x2400mmの作業台の片側に載せる感じ。使わないときは、壁にでも引っ掛けておけばいいかなとも思ってる（そんなに簡単に壁にひっかけておけるくらい軽いものになるかは分からないけど）。

前回で内容が大幅にかわってしまったけど、まだV-WheelとOpenRailを使う元のアイデアも悪くはないと思っている。1000mmが800mmになるのはいいけれども、1000mmが1200mmになると材料的な問題もでるんじゃないかなと、それでずっと1000mmにしていた。でもOpenRailを扱っているAliExpressのメーカーに送っておいたメールの返事が今日来た。OpenRailは、1000mm以上もあるのか？たとえば1200mmは可能か？というメール内容。返事はOKだった。最高1500mmまであるらしい。ということもあって、1200mmにしようとなった。

というわけで、もう一度800x1200mmに合わせて部品リストをつくり直そうと思う。きっとこれで決まるはず。というか決めよう。

2016年3月28日月曜日

CNCマシン：発注部品（仮）

大体目処はついたので、そろそろ部品を発注しようと思います。
CNCマシンのサイズは縦横約1000mm。Z軸は上下に200mmくらい移動できればいいでしょう。まだレーザーモジュールは保留。

発注先は、AliExpressとミスミ。主にはこの二つ。
InventablesやOpenBuildPartStoreにも注文したいけれども、送料がかなりかかって1.5〜2倍くらいの値段になってしまうので、できるだけ上記二つに絞って注文できる範囲で。

AliExpress：（電気系、特殊な部品類）
・XY軸用ステッピングモーター NEMA23：57BYGH420（3個セット）　7452円
・Z軸用ステッピングモーター NEMA17：17HS8401（1個）　1590円
・ステッピングモータードライバ DRV8825（4個セット）　797円
・Shapeoko2 Z軸キット（１個） 9040円
・タイミングプーリ/2GT/20歯（3個）+ベルト（5m）セット　3091円
・タイミングベルト用アイドラー（12個セット）2721円
・OpenRail　Linear Rail（1mx6本）　5151円
・V-Wheel（12個セット）　2588円
・Eccentric Spacer（10個セット）　1591円
合計：34,021円

ミスミ：（主にアルミフレーム類）
・X軸用アルミフレーム4080（1m、1本）　1770円
・Y軸用アルミフレーム4060（1m、2本）　3460円
・Y軸連結用アルミフレーム2060（1m、2本）　2100円
・コーナー用ブラケット（8個）　1520円
・エコノミー先入れナット（100個セット）　1400円
・極低頭六角穴付きボルトM5、8mm長（80個）　2080円
合計：12,330円

全体合計：46,351円

とりあえずこんな感じでしょうか。これで部品的には９割くらい揃ったかな。
AliExpressで購入するShapeoko2のZ軸キットが9040円で高いけれども、自作してもそれなりに（5000円以上）かかりそうなので、今回はキットを流用。
アルミ板やケーブルなどまだ足りない材料もあるけれども、それは他でもすぐに調達できるので、発注しなければ入手しにくいものだけをとりあえず列挙してみました。
一応、安定化電源12Vと24Vは持っているのでそれを流用。
スピンドルなしで約５万円という感じです。

レーザーカッターだけにするなら、Z軸もいらないし、NEMA17だけでいけそう。もう少し華奢なつくりにして、そのかわりレーザーモジュールを5.5W（26300円）にすれば、５万円くらいでつくれそう。
いずれにせよ、ミリング＋レーザーCNCマシンが10万円以下で完成するんじゃないかな。やっぱり自作のほうが楽しいし改造しがいもあるし安くあがる。

追加の部品：（組み立てながら必要に応じて）
・XY軸スライダー用のアルミ板＋ネジ、スペーサー類
・ケーブル、端子、スイッチ類
・マイクロスイッチ（リミット用：6カ所）
・その他、補強用、脚用素材

後々購入予定の部品：（ある程度出来上がってから）
・CNC Shiled V3.10（GRBL0.9品ピン配列対応）
・TTLドライバ付きのレーザーモジュール（3〜5.5Wくらいのもの：予算1〜2.5万円くらい）
・専用ルーター/トリマー（できればブラシレスモーターで）
・専用安定化電源

AliExpressは、何回か単品で頼んだことはあるのだけれど、だいたい平均して送料無料の場合は3週間はかかったと思う。トラッキングしても出来なかったり、ずっと税関で止まっていることがよくあった。今回のようにいろんなものを一度に頼んでも、メーカーがそれぞれ違うから、別々に送ってくるんだろうな。早いのもあればなかなか届かないのとか。まあ、いまから頼んで一ヶ月後って感じかな。安いから仕方ないと思うしかない。それに比べればミスミは即日配送で早すぎる。
明日再度チェックして注文しちゃおう。

2016年3月25日金曜日

ステッピングモータとドライバの選定

CNCミリングマシンとなると、実際に固い素材にスピンドルの刃が当たって削っていくことからも、トルクの高いステッピングモーターのほうがいい。しかし、トルクの高いモーターだとアンペア数も高くなるために、ドライバの許容アンペア数を超えてしまうので、それぞれの比較をすることに。
候補としては最新のCNC Shield V3.10（追記：現在の最新版はV3.51）を使いたいところではあるが、中国製のCNC Shield V3.0になるとかなり安いので、とりあえずはV3.0で（とは言っても純正のV3.10もそれほど高価ではないので後々V3.10へ）。
開発しているProtoneerによると、公表しているCNC Shieldのガーバーファイル（回路設計図）を中国の製造業者が何の断りもなしにコピーしCNCシールドを格安販売していることに怒っているようで、今後（V3.10以降）はガーバーファイルは公表しないと言っている。
CNCミリングマシンの仕様は、X-CARVE（もしくはShapeoko2か3）を参考に。

＊ここではCNCシールドを使う前提なので、そうなるとおのずとPololuのA4988かDRV8825となってしまいます。DRV8825のほうが2.5Aまで大丈夫なので、ステッピングモーターは2.5A以下のものを選ぶという順番で考えています。もしCNCシールドを使わず、Arduinoボードにステッピングモータードライバを直接配線するのであれば、アンペア数の高い他のドライバを選ぶことで、モーターもより強力なものを使うことも可能になります。

ステッピングモータードライバ：
・CNC Shield　V3.0+A4988：2A
・CNC Shield　V3.0＋DRV8825：2.5A
・gShield（DRC8818）：2.5A（Shapeoko3、X-CARVEで用いられている）
・L6470：3A（ピーク7A）
・TB6600:4.5A（高出力なら以下。Amazonでも購入可。850円）

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AliExpressだと以下（666円）。

AliExpress.com Product - 42/57/86 TB6600 stepper motor driver 32 segments upgraded version 4.0A 42VDC

注意：コメント頂いたanoseさんによると、上記（AliExpressで販売）の商品は、TB6600のかわりにTB67S109AFT（内部のドライバIC）が入っているらしいです。この中国製ドライバユニットはAliExpressの他のショップでも販売しているため、注文の際には本当にTB6600が入っているかどうか確認したほうがよさそうです。

シールド上のドライバにはヒートシンクが必要。クーリングファンも付けようと思う。
X-CARVEを見てみると、gShieldでNEMA23のステッピングモーターもつかっている。gShieldはXYZ用の３つのドライバ（DRC8818）を装備、しかもY軸方向のひとつのドライバにパラレルでモーター2個を付けても大丈夫らしい。
CNC Shield V3.0の場合はドライバを４つ（XYZ+A）装備可能で、Aの箇所がXYZのコピーもしくは単体独立でも使える仕様となっている。

この段階では、
「CNC Shield V3.0＋DRV8825（2.5A）」を使おうと思う。
アマゾンではドライバ５個セットで以下のような感じ（1099円）。

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これも中国製だろうから、直接AliExpressで買ったほうが安いかもしれない。

AliExpress.com Product - Free shipping! New cnc shield v3 engraving machine / 3D Printer / + 4pcs DRV8825 driver expansion board が、793円送料無料で売っている。

やっぱり安い。とりあえずこれでいいかも。

ステッピングモーター：
次は、ステッピングモーターについてだけれども。X軸１個、Y軸2個、Z軸1個の合計４個必要。
トルクから言えば、NEMA23にしたいけれども、NEMA17のトルク高めのでも大丈夫かと。NEMAというのは規格であって、ステッピングモーターの場合NEMA23やNEMA17というように数字が大きいほど強力。

RepRapのNEMA17リストで見ると、
NEMA17クラスで、トルク65N・cm=6.62805kgf・cmが最高。

NEMA17と23の違いは以下のような感じ。
・NEMA17
　　　外形42mm角、軸径5mm、重量350g前後、価格2000円前後
・NEMA23
　　　外形57mm角、軸径6.35mm、重量1000g前後、価格4000円前後

X-CARVEでは、オプションで以下のNEMA17かNEMA23を選択できる（Shapeoko3ではNEMA23のみが標準装備）。
NEMA17 60　oz-in（4個で$80）　　1.68A 2.8V （部品買い一個$16.94：なぜか安い？？）
NEMA23 140　oz-in（4個で$150）　　2.8A 2.3V （部品買い一個$39）

このトルクを参考にすると（トルク自動換算してみると）、
NEMA17： 60　oz-in　= 0.42375　N・m = 4.32　kgf・cm
NEMA23： 140　oz-in　= 0.98875　N・m = 10.08　kgf・cm

同様なものを他で探すと（以下）。

NEMA17（4.32　kgf・cm以上）相当のステッピングモーター：
秋月：ST-42BYH1004　　4.4 kgf・cm、1A、5V、ステップ数400、1900円
千石：42BYGHM809　　4.48668kgf・cm、1.7A、3V、ステップ数400（Sparkfun製）、2800円
マルツ：42BYGH47-401A　 5.5kgf・cm（Seeed製、以下と同様/納期3~4週間）、1910円
Seeed：42BYGH47-401A　 5.5kgf・cm、1.5A、24V、ステップ数200、$14.50
Digikey：42BYGH47-401A　　（同上）、1761円
AliExpress：42BYGHW811　　4.89456kgf・cm、2.5A、3.1V、ステップ数200、6658円（５個/送料込）1332円/個
AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm、1.8A、不明V、ステップ数200、1590円（送料無料）
AliExpress：17HS4218　　6.628kgf・cm、1.8A、不明V、ステップ数200、2267円（送料無料）
AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm、1.5A、不明V、ステップ数200、5358円（2個/送料込）2679円/個（単体で買うと3030円）

NEMA17クラスだと以上のような感じ。結構高トルクもあるので、NEMA23にしなくてもよさそう。NEMA23だとドライバの許容アンペア数を超えてしまうこともあるため。
追記：
A4988は2Aまでだけれども、電流制限設定を行うことで、2.8Aのモーターでも動かすことはできるらしい。ただし、2.8Aを2.0Aに制限してしまうので、本来のトルクも下がってしまう（ドライバのまとめはこちら）。

そして以下がNEMA23。

NEMA23相当のステッピングモーター：
秋月：ST-57BYG076 13kgf・cm、0.6A、12V、ステップ数200、4000円
千石：57BYGH420　　　9.17kgf・cm、2A、3V、ステップ数200（Sparkfun製）、3980円
Wantai：57BYGH420 9kgf・cm、2A、3.6V、ステップ数200、３個7452円（送料込）、Shapeoko標準装備品（１個あたり2484円）

AliExpress.com Product - Best Selling! 6-lead Nema 23 stepper motor 57BYGH420 127oz-in 56mm 2A CE ROHS ISO CNC Mill Laser Engraving この↑NEMA23は2Aで比較的扱いやすい（2462円送料込み）。

まとめ：
NEMA17で、5kgf・cm（0.49N・m、70oz・in）前後、1.5A前後という感じでしょうか。
NEMA23で、10kgf・cm（0.98N・m、140oz・in）前後、2〜3A前後。NEMA23で2A以下のものは少ない。たしかにNEMA23だと力強く、ワンランク上という感じです。Shapeoko標準装備のWantai製NEMA23なら使えそうです。57BYGH420単品購入なら2822円。重さ800g。
＊ステッピングモーターの配線についてはこちらのページ後半に書いてあります。

ちなみにY軸にはステッピングモーターを2個つける予定なので、その分強くなるはず。X軸は１個のステッピングモーターで駆動するので、X軸にはそこそこ高トルクのものが必要かもしれません。Z軸は台形ネジを使うかもしれないので、高トルクは必要ないかもしれません。
よって、X軸においては高トルク優先で。ということで以下のような感じ。

オールNEMA17なら、
X軸（１個）：AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm（3030円）
Y軸（2個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円×2個=3180円）
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で7800円。

もしくは、NEMA23（３個セット買い）も入れて、
X軸（１個）：Wantai：57BYGH420　　9kgf・cm（XY軸３個セットで7452円）
Y軸（2個）：Wantai：57BYGH420
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で9042円。

オールNEMA17でコンパクトに行こうかと思ったけど、XY軸はやっぱりNEMA23のほうがいいかな。と、だんだんスペックが高くなってしまう。

Z軸に関しては、以下のようなLead screw付きのステッピングモーターでもいいかもしれない。

これ↑は、M8棒ネジがついているタイプ。
モーターとしてはNEMA17クラスであり、
42HD4027-04、トルク4.0kgf・cm、1.5A、3.3V、ステップ数200、2942円（送料込）
棒ネジ部分：M8、ピッチ8mm、300mm長
この場合だとXY軸のモーター含め、オールNEMA17なら合計9152円となる。
NEMA23との組み合わせなら10394円。

しかし、以下のようなものもある。

AliExpress.com Product - SWMAKER Shapeoko 2 CNC machine nema 17 Z axis assemble kit(no motor) M8*1.25 delrin nut9040円（送料込）
モーターはついていないけど、Shapeoko２の部品で、ここまで出来上がっているキット。
モーターは先ほどの、AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）でも使えばいい。
Z軸をつくるのが面倒であれば、これでもいいかも。

そうなると先ほどの、
X軸（１個）：AliExpress：42HS6315A4　　7.65kgf・cm（3030円）
Y軸（2個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円×2個=3180円）
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
合計４個で7800円、それにこのキット9040円をプラスして、16840円。
もしくは、
X軸（１個）：Wantai：57BYGH420　　9kgf・cm（XY軸３個セットで7452円）
Y軸（2個）：Wantai：57BYGH420
Z軸（１個）：AliExpress：17HS8401　　5.3kgf・cm（1590円）
との組み合わせで、合計18082円。

Z軸のスライド機構も含めて、この値段であればまあまあいいかもしれない。

ただ、このキットだと棒ネジは普通のM8っぽいので、どのくらいバックラッシュがあるかが疑問。
ということで「Shapeoko2」の組み立てマニュアルをチェック。
Z軸については、この章に組み立て方が書いてある。

上の組立図内の②が棒ネジを通す部品「13x35x20mm Derlin Lead Nut」。
AliExpressではこの部品「Openbuilds OX Shapeoko CNC Z axis parts Delrin Nut TR8*8(P2) metric 8 mm ACME block nut block POM material」も売っている。バックラッシュしにくいのだろうけど、この手の部品は需要があるのか高い。
棒ネジはM8、ピッチ1.25mmらしい（まあ普通の棒ネジ）。
*POMとは、ポリアセタールと言われる樹脂で耐摩耗性が高く軸受けや樹脂製のギヤなどにも用いられている素材らしい。

しかし、こうなると「Shapeoko2」をつくっているような感じ。ただ気になるのは「Shapeoko3」では、Z軸の仕組みがLead screwを使わず、タイミングベルトで昇降しているということ。なぜそうなったのかは分からないけど、たしかにShapeoko3のほうがシンプルかもしれない。精度が下がりそうだけれど、マシンがバージョンアップしているのに、あえてタイミングベルトにしてあるのだから、それほど精度に関しては問題ないのかもしれない。
ちなみに「X-CARVE」では、Leadscrewを使っている。普通のM8棒ネジ（$11）かAcme棒ネジ（$30）のオプションがある。
ネジ山の種類には、三角ネジ、角ネジ、台形ネジがあるらしい。普通のM8などのネジはメートル法の60度の三角ネジだけれども、Acme（アクメ）ネジは29度のインチ台形ネジ。一般的なM8でピッチ1.25mm、このAcmeネジは径3/8インチ（9.525mm）、ピッチ1/16インチ（1.5875mm）。

このAcme棒ネジ部品自体、加工には旋盤が必要な上に材質がステンレスであるから固くて大変そう。

「Shapeoko3」は、このような外注しなければ加工できないような部品をあえて使っていないのはDIYらしさがあっていいのかもしれない。精度を上げようとすれば、より専門的な部品や加工が必要になるけれども、そうするだけ敷居が高くなってしまう。やはりいかにシンプルにつくるかということも大事かもしれない。故障やトラブルの際にも自力で解決できるような構造のほうが望ましいであろう。
ということで、Z軸に関しては、上記のどれかになるだろうけど、もう少し検討することに。
しかしながら、ドライバ、ステッピングモーターに関しては、選択肢をかなり絞ることができた。上記のどれかになるだろう。

2016年3月23日水曜日

自作CNCマシン全体構想

望んだスペックのCNCマシンをほぼ自作でつくろうかと構想中です。
ということで、スペックを分かる範囲で以下に箇条書き。

ヘッド部分：
・ルーター（手持ちのマキタ、将来的にはブラシレスモーター）
・レーザーモジュール（2.5W以上）、TTLドライバ付き（PWM調節可）
　　＊PWM使用の場合、GRBL v0.9が必要。
　　＊ちなみに、安い中国製CNC ShieldはV3.0の場合GRBL0.9のピン配列に対応していないため、Z+とZ-がPWMピン、SpnEn端子がZ+（あるいはZ-）となる。

ハード部分：
・サイズ：1000x1000mm
・作業エリア：約800x800x100mm
・X軸レール：V-slot　アルミニウム（20x60x1000mm）計2本
・Y軸レール：V-slot　アルミニウム（20x60x1000mm）計１本
・Z軸レール：未定（たぶん台形ネジ＋V-slot）バックラッシュ軽減
・ホイール：Solid V Wheel、計16個（Eccentric Spacerで調整可）
・タイミングプーリー（ピッチ：2GT、歯数：20）
・タイミングベルト（ピッチ：2GT）

電気系統：
・モーター（計４個：X軸１個、Y軸２個、Z軸１個）：NEMA17（2.8V 1.68A）
・マイコン：Arduino Uno+CNCシールドV3.0かV3.10
・モータードライバ（4個）：A4998（ヒートシンクありで2A）またはDRV8825（2.5A）
・リミットスイッチ：マイクロスイッチ（たぶん後々つける）
・電源：安定化電源12V（アンペア数はこれから計算、たぶん15Aあれば充分？）

ソフト部分：（Macメインで操作）
・Arduino CNC Library
・GRBL Controller

CNCミリングマシンについて

CNCマシンのヘッドを交換可能にして、ミリングとレーザーカッター兼用のマシンを自作したいと考えてます。
自作CNCミリングマシンだと、国内であれば「オリジナルマインド」で部品が購入できそうですが、けっこう高め。AliExpressで中国製を買うよりは信用できますが、部品全部揃えると10万円すぐ超えそうです。なので、参考程度に眺めつつ、同時に海外のCNCマシンも探してみました。特にArduinoを使ったオープンソース的なものを。候補としては以下のもの。

・Shapeoko

Shapeoko3：
価格：999ドル
作業エリア：16"x16"x3"（406x406x76mm）
ファームウェア：GRBL
Mac対応
NEMA23ステッピングモーター使用

レールというかフレームも太めで安定してそうです。

Shapeoko XL/XXL（1399ドル）が2016年３月末にリリースされるようです。その名の通り大きめのものです。
XL作業エリア：33"x17"x3"（828x431x7.6mm）
XXL作業エリア：33"x33"x3"（828x828x7.6mm）

・X-CARVE

オプションがあり、値段が変わってきますが、最小のもので以下から。
価格：934.90ドル
作業エリア：300x300mm

作業エリアを大きめにすると、以下くらい。
価格：1213.90ドル〜
作業エリア：800x800mm

ただし、不必要なオプションなど省いていけば、1000ドル以下にもなりそう。

このサイト（INVENTABLES）では、その他パーツ類なども購入できます。
たとえば、レール付きアルミフレーム（以下）。

このタイプ↑。「MakerSlide」という片側にV型の山がついているアルミフレームがレールになります。1000mm長で20.93ドル。
そのための車輪が以下。

V型の山のついたレール上をこのV溝付きの「V-Wheel」が転がるという仕組みです。これならブレが少なくなりそうです。１個（１セット）4.85ドル。20個で75.50ドル。
Shapeoko3もX-CARVEもこのV-Wheelをつかっているようです。

ちなみにV型の山のついたアルミフレームは、日本のミスミでは売ってないはず。
V溝樹脂ベアリングは、近いものなら日本でも手に入ります。たとえばこれとか（１個100円前後）。

ただし、またAliExpressへ行ってみると、「MakerSlide」も「V-Wheel」も売ってますね。
「MakerSlide」は、なぜか高い。
送料含めて安い方から買う方がいいでしょう。
いずれにしても、このVレール付きアルミフレームは使えそうです。

ちなみに、日本製の「Smart Laser Mini」のレールとホイールは、ちょっと違う感じです。

これは↑「V-slot」アルミフレームと呼ばれています。
国内ではAmazonでも購入できるようです。

海外だと「OPENBUILDS partstore」にあります。
20x20は売り切れ中ですね。1000mmで1123円。
20x40は在庫ありのようです。1000mmで1460円。
比較的安いと思いますが、送料を入れるとかなり高くなりますね。
ホイールは、「Solid V wheel」というみたいですね。一個545円。

ちなみにAliExpressでも売ってます。こちらのほうが安くなりますね。
20x20で、684円/m＋送料863円、
20x40で、912円/m＋送料1572円というのがあります。
ホイールも２０個セットで3990円送料無料。

「MakerSlide」＋「V-Wheel」にするか、「V-slot」＋「Solid V wheel」にするかで悩みますが、どちらもガタが少なくて済みそうなので、マシンの設計次第で、どちらがいいか決めたいです。
ここまで来ると、部品調達も何とかなりそうなので、自作できそうな感じになってきました。
マシンのX軸とY軸の仕組みについては、このどちらかを使って行けそうです。あとはミリングマシンにしたときのZ軸上下方向の動きをどうするかという感じです。
ルーターやレーザーモジュールを片持ち梁で付けるようになるので、あまりハングオーバーしないように、スリムな仕組みにしたいと思っています。
場合によっては、以下のような台形ネジを使おうかなとも検討中。

これ↑もAliExpressで見つけたものです。一応バックラッシュ対策もとれるのでよさそうです。
1937円送料無料。

この辺の部品を組み合わせれば、そこそこガタのないものがつくれそうです。
ルーター、電源は手持ちのものを使い、あとはレーザーモジュールを何Wにするかという感じです。

追記：その後内容を新しく書き換えたほうはこちら。

レーザーカッターの種類について

CNCミリングマシンとレーザーカッターを比較すると。
おそらくCNCミリングマシンのほうが剛性が必要そう。
ヘッドをルーターからレーザーに変えれば、仕組みはいっしょなので、レーザーカッターとしても使えます。ということで、もし自作するなら、両方できるようにしようかと。

レーザーカッターは40Wや50Wの強力なものになると、CO2レーザー加工機となって、アクリル5mmとかも切断できるみたいですが、20万円以上と急に値段が高くなってしまいます。

上記は、「Smart Laser Mini」（税込み59,184円）の上位機種である「Smart Laser CO2」（税込み268,704円）。たしかにこうなると高い。しかも仕組みも複雑そう。とくにレーザー周辺の部品や排気装置など、いろいろ必要そう。なので、このスペックは望まないことに。CO2レーザーじゃなければ、AliExpressで検索すると5.5wというパワフルなものもあります。「Smart Laser Mini」が1.6Wなので、３倍以上、かなり強そう。ただし中国製なので、どの程度信用できるかは分かりません。

これ↑で390ドル（42,796円）。この値段で5.5Wが買えるというのは、たしかに魅力的です。
以下は41238円。

AliExpress.com Product - 5500mwA laser toy grade DIY desktop micro laser engraving machine engraving machine marking 350*500 working face
おそらくレーザーモジュールの強さでかなり値段は変わってくるので、レーザーモジュールだけ調べてみると、

これ↑は、5.5Wのレーザーモジュール、230.75ドル（26,300円）。送料無料です。写真で見る限り、一応TTLドライバもついているんでしょうけど。この手のものは、買う前にメールできちんと確認とったほうがいいですね。
先ほどの390ドルのキットから、このレーザーモジュール分差し引くと、フレームやステッピングモーター、マイコン基板などその他の部品は約16,000円くらいということになります。やはり価格の半分以上はレーザーモジュール代という感じです。

レーザーモジュールに関しては、もしパワー不足だと感じれば（CO2レーザーは無理だとしても）、必要であれば5.5Wへ後から交換してしまうのもいいかと。

ということで、ますます自作度アップしてきましたが、レーザーモジュールは交換可能としても、フレームやレールの剛性のほうが大事かもしれません。この中国製のものは全体的につくりが甘そうなので、精度低そうな気がします。安いので、中国製キットを買って、もし精度が出ていなければ、改良するのも手ではあります。そうすれば、「Smart Laser Mini」（税込み59,184円）の値段以下でも、サイズや出力アップしたものが案外つくれそうです。

ということで、レーザーカッターについては、レーザーモジュールも含めて部品はなんとかなりそう。
AliExpressで売っているレーザーカッターキットは、Arduinoで動くようなものが多いです。Arduinoボード自体も純正ではないですけれども。自作レベルであれば、この程度のものでもいいかもしれません。そのままでは使えないのかもしれないですが、改良すればなんとかなりそうです。

関連：
・中国製レーザーモジュールについて
・国産レーザー加工機と中国製レーザー加工機について

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