CNCマシン：制作中８（XY軸接合部＋リミットスイッチ）

X軸とY軸の接合部分を改良していました。前回のやり方だと最終的な平行や直角の調整のとき、アクセスできないネジがあったので、ワンクッションはさんだ部材を付け加えることで解決しました。これで組み立てや分解、そして調整も楽になります。

まずY軸のスライダー部分です。線対称的に奥にも同じY軸のスライダーがあります。この上にX軸がまたがるようにのります。X軸からすれば移動する土台みたいなものです。上面は穴だらけ。中央４つの穴は前回の失敗穴です。今回は使いません。

上方↑にX軸が見えます（木のブロックで持ち上げています）。X軸の端部には下からアルミ板をつけて逆Tの字型の足をつけました。これが今回付け足した部品です。このままX軸をY軸に降ろして、ネジをしめるだけです。前回は気をきかせて一部下から差し込むネジをつかっていましたが、今回は全部上から差し込むネジに変更しました。この状態であれば、Y軸はスライダー含め固定されており、その固定された状態で上からX軸をのせることができます。またX軸の高さをもっと高くしたい場合には、この部分にスペーサー的な部材を挿入すればいいと思います。

こちら↑は、X軸反対側のモーター部分。カップリングの下に見える極低頭ネジの部分が前回一番の問題でした。ネジ頭は他の部品に干渉しないのですが、スペースがせまいため締めにくい。いったんモーターマウントを外してから締めないといけません。モーターマウントはすぐに裏のネジを外せばとれるようにしておいたのでそれほど問題ではないのですが、それでもベアリングユニットにすこし重なってしまったので、六角レンチが入りにくいかんじです。それで以下のように既存の六角レンチをグラインダーでカットして短くしました。

奥の六角レンチが既存のもので、手前がカットして短くしたものです。高さが約13mm。それでも締めにくいのですが、少しずつでも確実に回すことはできるという感じです。作っていると、どうしてもこういった例外的な部分がでてきたりします。今回は、これでいちおう解決したことにしました。

前回はひとつの部材でX軸とY軸を固定しようと材料数を減らしたために構成はシンプルになったのですが、かえって組み立てや調整がしにくい仕組みになっていました。なんか地味な作業でしたが、この部分はマシンの動きや精度において重要な箇所なので、いちおうきちんと作り直しておきました。一枚部材が増えたことから、調整の幅も増えたという感じです。本調整はモーターを動かしながらとなるので、もう少し先です。

この段階で、Y軸片側を手でスライドさせてみましたが、かなり剛性があるみたいで、反対側の対となるY軸にはほとんどブレがありませんでした。ベアリングの入ったスライダーとレールの場合、動きが滑らかなだけでなく、あそびがほとんどなくても動くようなので、Y軸ではステッピングモーターを片側だけにしても大丈夫そうです（いまのところ２個使う予定ではありましたが）。逆にモーター２個だと、同期が崩れた場合問題となってしまいます。このことも実際モーター試運転のとき試してみます。

これでXYZ軸のおおまかなつくりは完了した感じです。あとはもう少し細かいところ。ということで、試しにリミットスイッチ部分をつくってみました。

これはX軸端部のリミットスイッチです。
注文したマイクロスイッチが思ったより小さく（13x6.5x5mm）、板バネの移動量も少ないので少し折り曲げました。スイッチが押されても多少惰性で動くと思うので、ある程度のあそびがあったほうがいいはずです。30x30mm t=3mmのLアングル（また手持ちスクラップから）をジグソーで切ってスイッチのサポート部材をつくりました。止めてあるネジはM2です。LアングルのほうにM2タップをきってあります。こんな感じで、X軸の両端とY軸の前方端部はいけると思います。その他の部分は、多少違うかたちにしないと固定できないので、また後日考えます。

続き：リミットスイッチ＋配線計画

CNCマシン：スイッチパネル案

製作作業は、アルミ板やネジ類、切削オイルが届くまで待つことに。そのかわり、マシンの脇につけるスイッチボックス/パネルについて考えることにしました。
アイデアとしては、

・メインスイッチ/LED内蔵型（AC100V電源ON/OFF）
・非常停止ボタン（リセットボタン）
・Z軸高さ設定用端子（ピンジャック）
・電源ソケット（側面：AC100Vコード脱着用）
・USB端子（Arduino UnoのUSB端子）
・ケーブル端子（CNCマシン本体との接続）

基本は以上。今後のことも考えて以下も追加。

・レーザー電源スイッチ（ON/OFF）
・レーザー出力ボリューム（PWM:0-256可変）
・ヘッド切替スイッチ（スピンドル/レーザー切替など）
・ヘッド先端部LED照明スイッチ（Z軸下部にLED照明装着）

こんなものでしょうか。
レーザー出力ボリュームはデジタルで数値化されていたほうがわかりやすいかもしれないので、LCDディスプレイもつけようかな。

このスイッチボックス/パネル内部には、

・Arduino Uno+CNCシールド+モータードライバ
・クーリングファン
・レーザーモジュール用ドライバ
・12V安定化電源

などが入っています。
もし、新たなスピンドル（金属切削用）を導入すれば、そのドライバとそのスピンドルに合わせた安定化電源（48Vなど）も必要になるかもしれません。
まだ未定な部分もあるので、モジュール化して、メイン部、レーザー部、追加スピンドル部などに分けて追加可能にしておくのがいいかもしれません。

CNC：マシン 製作に向けてネジなど発注

昨日、メインの部品であるボールスクリューやレールが届いたので、そろそろ製作に取りかかることが出来ます。構造用フレームとなるアルミC型チャンネル（75x50x5 4000mm）も近所のアルミ屋から購入してきました。電話では4000mm一本で5000円くらいと言っていたのですが、実際は税込み7290円でした。ぜんぜん値段が違うけど、まあ高くはないのでいいでしょう。ステッピングモーター4個ももう届いているし、大体の部品は揃った感じです。
あとは細かい部品やネジ類です。ということで、前につくった3Dモデルを見ながら、ネジの位置や数をチェックし細部の調整を行いました。

ネジの位置をチェックしていると、ネジ頭が出っ張ってスライダーにぶつかったりするので、そのまま頭が飛びでてもいいもの、アルミ材に埋没させないといけないもの、ナットで留められる箇所、アルミ材にタップを切って直接締め付けられるようにするなど、場所によっていろいろあります。基本的にはほとんどのネジがM5のキャップスクリュー（六角レンチで回すタイプ）です。ベアリングユニットの部分だけM6、そしてリミットスイッチがM2という感じです。

ネジの位置や本数を数えるのは地味な作業ですが、けっこう考えることは多いです。今回は構成をタイトにしたので、極頭低六角穴付きボルトという出っ張りが少ないタイプを使っています。M5でネジ頭の高さが1.5mm、径9mmです。以下。

普通のM5キャップスクリューだと、頭の高さが5mm、径8.5mmあります。以下。

さらには、以下のような段つきドリルビットで、ボルトの頭が埋没するようにざぐりを入れます。そうすることで、アルミ表面に埋没して平らになり、さらにその上に異なる部品を重ねて配置することができるようになります。

という感じで、けっこう手間がかかります。特に極頭低六角穴付きボルトはあまり売っていないので、ミスミなどで注文しました。
ミスミでは、普通のM5キャップスクリューなら100個買いすると400円ですが、90個にすると逆に単価が高くなってしまいます。たとえば１個だけ買うと504円もします（100個より高い）。

というように↑、ロット数が少ないとバラチャージという料金が発生するので、注文のときは注意が必要です。
それに比べ、極頭低六角穴付きボルトはあまり一般的なネジではないためか、1個でも1000個でも単価は変わりません。つまりまとめ買いで安くならないということです。
そのようなこともあって、どのネジを何個買うか、普通のキャップスクリューで間に合うところを必要以上に極頭低六角穴付きボルトにしないようにするとか工夫して、全体のネジの個数を調整してみました。ネジだけでも、かなりの数あるので、金額もけっこうします。

M5極頭低六角穴付きボルト 20mm 10個 300円
M5極頭低六角穴付きボルト 16mm 50個 1450円
M5極頭低六角穴付きボルト 8mm 10個 260円
M5普通六角穴付きボルト 16mm 100個 400円（実際は82個必要）
M5普通六角穴付きボルト 8mm 100個 400円（実際は68個必要）
M5フランジナイロンナット 60個 840円
合計：3650円

M6普通六角穴付きボルト 40mm 6個 未発注（近所のネジ屋でバラ買い予定）
M6普通六角穴付きボルト 45mm 6個 未発注（同上）

M6普通六角穴付きボルト 50mm 12個 未発注（同上）

M6フランジナイロンナット 24個 （同上）

という感じです。数が少ないM6はミスミで頼むと高いのでやめました。あとリミットスイッチ用M2も16本ほど必要ですが、ある程度組み上がってからリミットスイッチの位置を確認したいので、後回しです。

他に必要なものは、アルミ板です。

これもまた近所にアルミ板を切り売りしてくれるところがあったのですが（かなり安い、ネットショップの半額以下）、数年前にもう廃業してしまって非常に残念です。

ネットでアルミ板をいろいろ調べてみましたが、けっこう高いです。

いちおう以下のアルミ板が必要。

150x375x5mm 1枚

150x195x5mm 1枚

150x175x5mm 1枚

150x57.5x5mm 2枚

113.5x50x5mm 2枚

最初の3枚は1枚2000円前後します。全部で8000円くらい。サイズに合わせてカット販売するとこんな感じです。これもネジと同じように最低金額があります。重さの合計で値段が決まることもあるのですが、枚数が多くなればなるほど最低料金がかさんでいくので高くなってしまいます。

大きいものを一枚で買って自分で切るのが安くあがるのですが、そう思ってモノタロウで調べてみると、150mm幅で1000mmというのが3121円でした。同じ面積で半額以下なので、この150mm幅のアルミ板を買ってマルノコで切ることにしました。そうすれば5000円くらいは安くなります。

現在までの費用（発注済み）についてまとめると、

・ボールスクリュー＋ガイドレール一式（37,516円） 

・ステッピングモーター＋ドライバDRV8825（9,235円）

・アルミC型チャンネル 4000mm（7,290円）

・ネジ類（3,650円）

・アルミ板材（3121円）

・リミットスイッチ/マイクロスイッチ（395円）

合計：61,207円

これで98%くらいの部品が揃ったという感じです。あとはケーブル類くらいですが手持ちもあるので、だいたいこんなものです。

このほか、専用スピンドルも物色していましたが、手持ちのマキタトリマーよりも高出力なものになると、安定化電源もかなり高くなるので今は保留。そのかわり、トリマーのスピード調節ができるように、以下のスピードコントローラーも買ってみました。

山真製鋸(YAMASHIN) 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

Posted with Amakuri at 2018.7.13

山真製鋸

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20Aまで大丈夫なので、卓上マルノコにも使ってみたのですが、いい感じです。トリマーに関してはしばらくはこれを使って素材に合わせて速度調整しようと思います。トリマーだけではなく、マルノコ、ボール盤、そしてサーモスタットなしのタキイのアイロンなんかにもつかえると思うので、ひとつあると便利です。

4H型タキイ式工業用アイロン4H型サーモスタッド無し

Posted with Amakuri at 2018.7.13

タキイ電器

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レーザーに関しては、前に書いたように、$150でAliExpressに売っていた5Wのモジュールが$210に値上がってしまったので、こちらも保留中。おそらく2万円以内のものを買おうかと思っていますが、CNC3軸マシン本体にどのくらいお金がかかるか次第です。本体の出来映えによっては、それに合わせて強力なスピンドルやレーザーが欲しくなれば、そのときまた購入を検討します。
少しずつ予算もかさんではきたのですが、10万円を超えるということはないでしょう。

追記：
$150の5Wレーザーモジュールまた復活（買えるようになっていました）していました。買っちゃおう。送料込みで17,302円です。

CNCマシン：設計内容を3Dモデル化してみた

図面もだいたいできて、各部の寸法も割り出せたので、3Dモデルをつくってみました。ほぼ前回の図面通りなので、変更点はほとんどないです。ただ、モデリングしたおかげで、さらに細かいディテールを再確認できてよかったかも。

こんな感じか。全体的にゴツくなったけど、まあ頑丈そうでいいか。
実際の作業台1220x2440（4'x8'版）の上に900x1800x12の合板がのっているという設定です。
2本あるY軸の下に30mm角パイプを敷いて、ちょっと浮かせている感じです。900mm幅の合板をまたぐように置くことができます。実際は作業台の上に捨て板を敷いて、その上に材料をのせることになると思います。そのままビス止めあるいはクランプがはさめるようならクランプで。Y軸も宙に浮いてるけれども、スライド機構は上面と側面だけなので、底面は作業台に接していても問題ありません。そのままこのマシン自体クランプでとめてもいいかもしれません。
レールが手前まで来ていませんが、ルーターホルダーの出っ張りのために、そこまで動かないということと、1100mmのレールとボールスクリューをできるだけ有効に使うため、スライダーがのらない部分は後ろにずらしたということです。レール端部にある黒いボックスがステッピングモーターです。奥のもうひとつのY軸にもステッピングモーターはついています。2個のステッピングモーターで駆動するので、おそらくガタはでにくいでしょう。

これはFormZ freeというソフトでつくりました。いろいろフリー3Dソフトがでていますが、個人的にはこれが使いやすかった。中点などもスナップしてくれるので、この手の機械っぽいものはつくりやすいです。XYZ軸ともだいたい仕組みは同じなので、一度つくったパーツをコピーすればいいので、いっきにできあがりました。

背面はこんな感じ。この陰線処理画像もかたちが見やすい。

CNCマシン：設計ほぼ終了（最終案）

またいろいろ試行錯誤して、できるだけシンプルに、そしてつくりやすく設計し直してみました。結局ユニット型のアルミフレームは使わないことになり、メインの構造はC型アルミチャンネル。X軸（図面下の水平軸）に関しては最初の案に戻って、C型チャンネルの上下にガイドレールをつけ、C型の内部にボールスクリューを通すことになりました。

Z軸はあまりかわっていないのですが、5mm厚のアルミ板150x350mmに部品をのせて、上部にはLアングルを使ってステッピングモーターを固定することにしました。レールの30mm幅のネジ穴がアルミフレーム30シリーズと同じピッチなので、固定しやすいと思っていましたが、レールを留めるネジもそれほど本数はないので、そのままチャンネル素材に穴をあけて固定してしまうことに。ベアリングユニットやスライドユニットはどうせ30mmピッチではないので、変につじつま合わせで苦労するよりも、普通に固定したいところに穴をあけて配置したほうがシンプルにまとまるのではないかと。

こちらは↑、真上から見た図面。基本的にX軸と同じようにY軸2本（縦方向）もC型の内部にボールスクリューが通っています。X軸、Y軸端部にはステッピングモーターが取り付けられます（左端と下端の正方形がNEMA23）。スピンドルホルダーのでっぱりの分、ガイドレールは後方に（図面上では上に）ずらしてあります。
作業エリアはX軸750mm、Y軸950mm。できるだけマックスになるようにしました。もともとのボールスクリューが900、1100mmなので、150mmずつ減った感じです。150mmというのはX軸、Y軸上のスライダーのサイズです。その分減ったということです。目標の作業エリア600x900mmはカバーできたので、まずまずという感じです。
外形が1000x1230mmで、主に75x50x5mmのCチャンネルを使います。Y軸2本をつなぐX軸前後の2本は30x30x1000mmの角パイプか、75x50x5mmLアングルになります。
あとは今後届く部品を見ながら、ディテールを検討していこうと思います。

ShapeokoやX-CARVEを参考にしていましたが、結局アルミフレームもV-Wheelもつかわず、ぜんぜん違う設計内容になってしまいました。DIYらしい手軽さがまったくなくなってしまったという感じです。仕組みも従来のCNCマシンに近い感じになってしまいました。いろいろ欲張ってしまった結果です。

CNCマシン：Z軸、X軸の設計（後半）

いろいろCADでコピペしながらいくつかのパターンを描いてみて、Z軸に関してはほぼ決定。垂直な部材としてアルミフレームの15150を使った図面も描いてみましたが、結局アルミ板を使うことに。アルミフレームのピッチに左右されないで、適度なすきまをあけて配置したほうが、上手くおさまるのでそうしました。


X軸（図面の下）に関しては、30120＋3030で30150をつくって、その上にレール２本配置して、その間にボールスクリューを通す方向で。ボルトを表からも裏からも留める箇所が多いので、重ならないように多少ずらしたり、隙間をつくったり、場合によってはアルミ板にネジ穴を切って、直接締め付けられるようにしたりと、いろいろイメージしながらの配置です。
現在は、X軸のモーター周辺とY軸へのつながりかたを考えています。実際に部品みながら、設計すればわかりやすいのですが、手元にないのでなかなか難しいです。この図面上では、X軸は680mm動けるようになっています。工夫すればもう少し拡張できそうですが、目標の600mmは超えているので、こんな感じのままでもいいかもしれません。
Z軸は、アルミ板に部品を配置しているので、適度な隙間があるのですが、X軸はアルミフレーム上に部品配置しているので、微妙にぶつかるところもあります。その部分は削り取るなどして、つじつま合わせる感じです。
ここまでは大体一般的な構成なので、あまり問題ないかもしれませんが、Y軸のほうがより難しそうです。
結局二転三転して、このかたちへ辿りつきましたが、おかげでかなり細かいレベルまで見えてきたという感じです。部品見ながらなら早いのですが、まだ届かないので、こんな感じで出来る範囲で設計しておこうと思います。

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：再度、X軸設計し直し

前回の設計内容で大丈夫かと思って、やや細かくCADで描いてみたら、間違いを発見。
前回30150を使った方がいいと言っていたけれども、30150ではダメで、さらにもう一列多い30180にしなければいけなかったことに気づいた。細かく図面を書いてよかった。


これはX軸断面で、図面左を見ると、既存（ミスミ）の30120アルミフレームの上下に3030を一本ずつ追加して、30180にする方法。上下からM4x25mmを差し込み、3030を貫通させ（あらかじめドリルで穴あけしておき）、中央の30120に連結させる。連結させたあと、図面右にあるように、ガイドレール、ボールスクリュー、ベアリングユニットを取り付ける。こうすることでさらに剛性アップ。ベアリングユニットは30mmピッチでネジ穴があいていないため一度5mmアルミ板をかませて固定する。その分5mm多くなってしまうので、ガイドレール上のスライダにも5mmかませて同じレベルにする。

とりあえず、X軸はこんな感じでいくことになりそう。Z軸は変更なし。ミスしないようにCADできちんと細かいところまで描いたほうがいいかも。見落としがあるかもしれないので。

ということで、AliExpressの30150（7132円/m）でも足りないので、やはりミスミで30120（1本）と3030（2本）の組み合わせで30180にするしかないかも。そうするとX軸用アルミフレームは3920円+720円x2=5360円ということになります。

ちなみに30180の倍の厚さ60180はあるかというと、

一応ありますね。これなら一本でいけます。NICオートテックで8501円/m。ミスミにはないようです。これでもいいですが、だんだんゴツくなりすぎ。剛性はかなりとれると思うけど、どうしようかな。いちおう候補には入れておきましょう。値段もけっこうするし。これならもっとスパンの大きいものがつくれそう。
30180なら、Z軸＋X軸で228mmの厚み。60180だと258mm。もう少し設計をすすめてから決めよう。

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。

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。