grbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中。
BluetoothモジュールおよびbCNCのPendant機能でスマホからもワイヤレス操作可能。
その他、電子工作・プログラミング、機械学習などもやっています。
MacとUbuntuを使用。

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11月30日水曜日

オシロスコープ DS202

少し前に、ポータブルデジタルオシロスコープDS202をAliExpressで購入したのですが、しばらく使うこともなく放置していました。今回試しに使ってみました。

AliExpress.com Product - New arrived Pocket Handheld Oscilloscope DS202 mini Display full Color TFT LCD 320X240 Digital Oscilloscope cheaper than dso20311,438円(送料込み)

外形:100x56x10mmのポータブルなデジタルオシロスコープで、2CHついています。
Analog bandwidth:1MHz
Max sample rate: 10MSa/s
Max sample memory depth: 8K
Analog input impedance: 1MΩ
Max input voltage: ±40V( X1 probe)
大体1万円前後で売っているのですが(AliExpress内で探せばもう少し安いのがあるかもしれません)、購入したときはセール品でもあり8,501円でした。

追記:
今現在AliExpressで検索したところ、DS202は8,509円(その後9,167円に戻ってました)で売っているところがありました。セール品かもしれません。ちなみに、スマホ用アプリから注文すると少し安くなる場合があります(アプリ価格)。

ちなみに、アマゾンだと安いものでこのくらい。

このDS202の下のランクDS201だと1CHで性能もやや低く少し安くなります。さらに上位機種のDS203であれば4CHなのですが、少し値段も高くなることから、2CHのDS202が無難かなと。
なぜか商品名がDSO202だったり、DS202だったりと違いますが、DSO〜というのはひとつ古いタイプなのでしょうか?そのへんは分かりません。


AliExpress.com Product - LIXF-CCDSO Mini Digital Oscilloscope 4 channels DSO203 Quad Oscilloscope metal shell PortableDS203 4CH 14,686円(送料込み)
こちらは4CHついていて、スペックもやや上。ものすごく高価というわけでもないので、これもいいかも。


いままでは、秋月のテスター(たしか1000〜2000円くらい)をよく使っていました(以下)。
これでも簡単な作業においては充分だったので、そのうちオシロスコープを買おうと思いつつも、結構高価(数万円)なのでついつい見送っていた感じです。

しかし、最近はDS202のようなポータブルなデジタルオシロスコープも安くなってきたので、しかもAliExpressだとなおさら安いということもあり購入することにしました。DS202は、操作がタッチ式ボタンなので(液晶画面上がタッチパネルではない)、やや操作しにくいのですが慣れれば大丈夫だと思います(ツマミや回転式ダイヤルのほうが操作はしやすいのですが)。ただ、据え置き型のオシロスコープと違って、どこにでも持っていけるので、ある意味便利かもしれません。

DS202の中身はこんな感じ。右上にある赤黒プローブは追加で購入(購入時:566円送料込み)しました。どうやら付属のプローブは1セットしか入ってないようなので(消耗品でもある交換可能なプローブ先端部品は4個入ってました)。バッテリーはUSB経由で充電です。
一応、ここに(www.minidso.com)アクセスすれば、最新のファームウェアやPDFマニュアル、そしてForumがあるので、サービスはきちんとしているほうだと思います(基本、中国語か英語ですが)。

AliExpress.com Product - High Quality Digital Hook Probe Mcx for Mini Digital Oscilloscopes DSO201 DS203 DSO QUADこのシリーズ用のフックプローブ 638円(送料込み)


DS202を使ってみる:
ということで、使い勝手はどうか試してみました。
ただ電圧を測っても仕方ないので、何か信号っぽいものはないかと思い、CNCシールドV3.0上のスピンドル用の端子(PWM端子)を計測してみることに。
まずは、CNCシールドV3.0+ArduinoをMacBookにUSB接続し、G Gode Senderでスピンドル可変制御のコマンドである
M03 S500(50%出力)
を入力してみました。
以前の投稿のように、grbl0.9でCNCシールドV3.0を使う場合は、シールドV3.0上のEND STOP Z+かZ-がスピンドル用の端子となるので、それを確かめてみるという感じです。

 右上にDS202のプローブをZ+の白黒端子と接続しています。白端子がPWM、黒端子GNDです。今回は1CHだけの使用です。このプローブ(追加で購入したほう)の先端はピンをくわえられるようになっているので便利です。

コマンドでArduinoにM03 S500を送信したので、予想通りデューティ比50%の矩形波が表示されました。画面下のほうに、計測した値+V:+5.12V、Duty:50%とでています。多少ノイズも含まれているので、Vmax:+5.92Vとなっています。周期は▲T +128uSとなっています。
こんな感じで計測できます。右側にあるタッチ式のS、Mボタンと十字キーで、各種設定や計測を行います。波形の拡大縮小も十字キーで簡単に変えられます。
テスターでもある程度は計測できるのですが、このように矩形波が視覚的に確認できるので、やはりオシロスコープのほうが便利です。今後何かあれば、積極的に使っていこうと思います。

画面をキャプチャする方法:
しかし、ひとつ疑問に思ったのは、この画面をキャプチャ出来ないものか? マニュアルを見てみると、やはりキャプチャできるようです。bmp画像として、右のボタン操作(あるいは右上側面にあるポーズボタンを長押しでショートカット)で可能なようで、このDS202内に保存されるようです。パソコンとDS202をUSB接続すれば、パソコンからDS202にアクセスできるので、内部に保存されたbmpデータをパソコン側に移動するだけです。ちなみにファームウェアをアップデートするときも、USB接続後、パソコン側にダウンロードしたファイルをDS202に書き込むだけです。
この手のものは、大抵Windowsにしか対応してないものが多かったのですが、Macでも問題なくファームウェアアップデートなどできます。

これが↑キャプチャした画像です。

デジタルオシロスコープなので、それなりに機能は色々ついていて便利です。それほど高精度ではないかもしれませんが、8501円にしてはかなり使えると思います。1CHと2CHの波形を合成することもできるようです。機能やスペックを確認したい場合は、マニュアルを見てみるといいと思います。

2016年11月25日金曜日

CNCシールドV3.0とV3.1以上(最新版はV3.51)の違い

Arduinoボードに直接装着できるCNCシールドV3.0とV3.1以上(最新版はV3.51)の違いを書いておきます。CNCシールドがあることで煩わしい配線がすっきりして便利ですが、基本的にはArduinoボードに直接モータードライバやリミットスイッチなどを接続すれば必要ないものでもあります。とは言っても、中国製の格安CNCシールド(クローンのArduino UNOとドライバとのセットなど)があるので、つい買ってしまいます。大体はV3.0だと思うので以下のような違いを理解しておくといいと思います。
開発元であるPROTONEERのサイトに使い方や設定方法などが書いてあるので見てみるといいと思います。


主には:
CNCシールドV3.0(1000円以下):grbl0.8用のピン配列、スピンドルON-OFF制御
CNCシールドV3.1以上(2000円前後):grbl0.9用のピン配列、スピンドル可変制御
という感じです。
最新版V3.51には、リミットスイッチ端子にノイズフィルターもついたようです。
Z軸の高さ調整など行うProbe(下画像:Arduinoボード左下のA5ピン)に関してはこちらへ

grbl0.8とgrbl0.9のピン配列の違い:(追記:最新版grbl1.1の場合はgrbl0.9とピン配列は同じ)
まず、CNCシールドV3.0とV3.1以上の相違点の前に、grbl0.8とgrbl0.9のピン配列の違いを理解しておくといいでしょう。
grbl0.9からは、スピンドルが可変制御(PWM制御)となったので、Arduinoボード上のピン配列が少しだけ変わりました。以下の赤の矩形で囲んだ部分に違いがあります(grblのサイトに違いの説明があります)。

grbl0.8(上画像左)では:
ArduinoボードD12ピン:Spindle Enable(スピンドルON-OFF端子)
ArduinoボードD11ピン:Limit Z-Axis*(Z軸用リミットスイッチ端子)

grbl0.9(上画像右)では:
ArduinoボードD12ピン:Limit Z-Axis*(Z軸用リミットスイッチ端子)
ArduinoボードD11ピン:Variable Spindle PWM(スピンドル可変制御端子)

CNCシールドV3.0はgrbl0.8のピン配列に対応しているため(数年前の仕様)、もしCNCシールドV3.0でgrbl0.9(あるいは1.1)を使用する場合は配線に関して注意が必要です。CNCシールドV3.0でも配線を入れ替えることでgrbl0.9j(あるいは1.1)を使用することができます。
*Arduinoボード上では、上画像に見えるボード右端に縦に並んでいるピン0〜13(D0〜D13ピン)がデジタル入出力ピン(ON-OFF制御用)になります。しかし、3、5、6、9、10、11の6本のピン(ピン番号の頭に−がついているピン:例えば−3のように)だけはPWM出力(256段階可変出力)に設定可能です。そのため、grbl0.9以降ではスピンドル可変制御を導入したことにより、ON-OFF制御にしか設定できなかったD12ピンをPWM制御出力可能なD11と入れ替えたようです。

また、grbl0.8ではシリアル通信の速度となるbaudrateは9600、grbl0.9以上では115200になります。grbl0.8から0.9へアップグレードしたとしても、けっこう内容が変わっているので、そのままgrbl0.8のようには使えないかもしれません。
パソコン上にインストールするG Code Sender(Grblcontroller、Universal-G-Code Sender、bCNCなど )と接続後、
Grbl 0.9j ['$' for help]
コンソール画面にこのように↑でれば、Arduinoにアップロードされているgrblのバージョンが0.9jであることが確認できます。どのバージョンか確認するには、一度接続してみるといいと思います。また、パソコンにArduino IDEがインストールされているなら、シリアルモニタ機能でもコマンド送信することで確認できます(方法についてはこちらのページ中程に書いてあります)。
0.9にバージョンアップした場合は、コマンドや設定も0.8とは違うようなので、再度セッティングし直したほうが良さそうです。例えば、grbl0.8では$17=1がホーミングサイクルON設定に対して、grbl0.9では$22=1がホーミングサイクルON設定となっているので、このへんからして違いがあります。


CNCシールドV3.0とV3.1以上(最新版はV3.51)の違い:
以下は、2016年3月にaitendoで購入したCNCシールドV3.0です(モータードライバA4988を搭載済み、モータードライバについてはこちらへ)。アマゾンなどでも1000円以下で購入可能だと思います(AliExpressなら数百円)。
黄色い枠で囲んだ部分を見てみると、まず右側にSpnEn端子があります。これはgrbl0.8に対応したスピンドルON-OFF制御の端子です(grbl0.9では可変制御に改良)。そして、CNC SHIELDと製品名が書かれています。ここにはバージョンは書かれてなく、そのままCNC SHIELDとしか書いてません。このへんが、V3.0の特徴でしょうか。

それに比べ、以下がその後購入したCNCシールドV3.5です(最新版はV3.51:ブログ右側にAliExpressのリンクがあります)。価格は2000円前後(やや高い)。
V3.0でSpnEnだった端子が、SpnEn(pwm)となっています。そして製品名にもPROTNEER CNC SHIELD V3.5と書かれています。V3.5(あるいはV3.1以上)では、SpnEn(pwm)の端子名が変更になっただけでなく、ピン配列もgrbl0.9に対応しています。grbl0.8対応のV3.0と違って、ピン配列を入れ替えすることなく、grbl0.9をそのまま使えます。それから、右下の方にあるジャンパブロックが、リミットスイッチをオープン状態で5Vにするか0Vにするかを選択可能にします(このあたりの設定や説明は開発元PROTONEERのサイトに書いてあります)。
*V3.5とV3.51の違いは、主にはリミットスイッチ端子にノイズフィルターがついたことでしょうか。


CNCシールドV3.0を使いつつ最新版grbl0.9(grbl1.1も同様)を導入する場合:
安価なCNCシールドV3.0を用いて最新版のgrbl0.9を導入する人も多いと思います。以下のように配線を入れ替えてリミットスイッチやスピンドルと接続することで、特に問題なく使用することができます。
CNCシールドV3.0の右側に並んでいるピンのうち、SpnEnにはZ軸用のリミットスイッチ(Z+とZ-の両方)をパラレルに接続し、かわりにZ+(あるいはZ-)端子には、スピンドルの可変制御用端子(Spindle PWM/ドライバのTTL端子)を接続します。他のX+、X-、Y+、Y-端子には、今まで同様X軸とY軸のリミットスイッチをそれぞれ接続します。リミットスイッチは普段オープンな状態にしておき、スイッチが押されたときにクローズドになるように端子を選んで接続します。リミットスイッチの白端子には普段5Vが通電されています(プルアップ抵抗で5Vになっている)。黒端子はGND(0V)です。白と黒をショートさせると、白端子が0Vになり、リミットスイッチが入ったことを感知する仕組みになっているようです。

CNCシールド上では、各リミットスイッチには+と-(通常、X+:X軸右端、X-:X軸左端、Y+:Y軸奥、Y-:Y軸手前、Z+:Z軸上、Z-:Z軸下)がありますが、回路上ではそれら二つはパラレルに接続されているようです(Arduinoボード上のリミットスイッチ端子はひとつずつしかないので)。
念のため、ここに書いてある内容を鵜呑みにする前に、Arduinoボード(grbl0.9をアップロードしてある)のD11とD12に対応するピンが、CNCシールドV3.0のどのピンとつながっているのか、各自がテスターで確認したほうが安全だと思います。
注意点:
おそらくCNCシールドV3.0(V3.51未満)の場合は、リミットスイッチにノイズが発生するため、コンデンサーをリミットスイッチ用の端子につけたほうがよさそうです。これについてはこちらへ


grbl0.9におけるスピンドル可変制御について:
grbl0.9であれば、スピンドルの可変制御(スピード調節)が可能です。レーザーを使う場合もレーザーの出力調整が可能となります。スピンドルのモータードライバやレーザードライバのTTL端子と接続することになります(ものによってはON-OFF制御しかできないドライバもあるので、grbl0.9を使う場合は可変制御可能なドライバを使用することをおすすめします)。ちなみに、Arduino(CNCシールド)のPWM端子からは0〜5V(通常8bit:256段階、D11をtimer2にすれば16bit:65536段階)の信号が出されます。
*最新版grbl1.1の新機能レーザーモードについてはこちらへ(本家)

grbl0.9においては、
M03(スピンドルを時計回りに回転)
M04(スピンドルを反時計回りに回転)
M05(スピンドル停止)
M30(プログラム終了)

例えば、
M03 S1000
を入力すれば、スピンドルをオンにして出力100%で回転となります。Sは出力値です。
S0で0%、S500で50%、S1000で100%という感じで出力調整可能です。
スピンドルを停止する場合は、
M05 S0
などと入力するといいと思います。
終了する場合は、
M30
がGコードの最後にきます。

grbl0.8まではスピンドルON-OFF制御だったので、grbl0.9を使用するならMコードも覚えておいたほうがいいと思います。


CNCシールドを使うまでの準備や設定などについて:
CNCシールドをArduinoボードに装着したからといってもすぐに使えるわけではありません。以下のような準備が必要です。
・Arduino IDE(Arduinoにプログラムするためのソフト)をPCへインストール(本家サイトの説明
   *クローンのArduinoの場合はシリアル通信用のドライバが別途必要な場合もあります。
   *HexUploaderやXloaderを使う場合はArduino IDEは不要ですが、元々Arduinoを使っているなら、IDEを使ってアップロードしたほうが簡単かも(シリアルモニタで簡単なGコードを送信することも可能なので)。
・Arduino IDEを使ってArduinoボードにgrbl0.9をアップロードする(方法はこちらへ
・Gコード送信ソフトをPCにインストールする(ここ、もしくはここ、あるいはここ
・Gコード送信ソフトを用いてCNCマシンの各種設定をする(ここ
・CNCシールド上のモータードライバの電流制限設定をする(ここ
・CNCシールド(V3.51未満の場合)のリミットスイッチ端子にノイズフィルタ(コンデンサ)をつける(ここ
・電源、モーターやリミットスイッチをつないで試運転する(ここ、あるいはここ
という感じでしょうか。

関連:

2016年11月7日月曜日

15W(15000mw)中国製レーザーダイオードモジュール登場

先日12Wのダイオードレーザーモジュールを紹介しましたが、さらに15Wのレーザーモジュールも登場しました。日に日にダイオードレーザーも出力アップしているようです。おなじみのAliExpressのショップです。

AliExpress.com Product - Freeshipping ! 15W 15000mW High-power laser engraving Laser module Blue Light 450nm laser head30,540円(送料込み)、これは焦点固定らしい。

AliExpress.com Product - DIY Focusable 445nm 15W,15000mW Blue Laser Module,High-power For CNC Cutter Engraver Engraving Machine Adjust shiping by DHL33,986円(送料込み)

AliExpress.com Product - 15W,15000mW Blue Laser Module,DIY Focusable 445nm High-power For CNC Cutter Engraver Engraving Machine Adjust shiping by DHL34,767円(送料込み)

AliExpress.com Product - High Power Diode Laser 15W/15000mW Focusable Blue Laser Module 450/445nm with TTL Driver for laser cutter engraving machine cnc37,159円(送料込み)

一番上のモジュールが最も安そうです。12Wを15Wにさらに強化したような感じでしょうか。見た目やつくりは同じような感じです。

また15W搭載のレーザー加工機なら以下。
AliExpress.com Product - 15W laser_AS-5, 15000MW diy laser engraving machine,metal engrave marking machine,metal carving cnc router machine,advanced toys41,648円(送料込み)
この15Wレーザー加工機キットでも4万円台なので、かなり安くなったと言えます(作業エリアは140x200mmと狭いですが)。
15Wとは言えども、透明アクリルはまだ切断することはできないと思います(黒アクリルなら可能)。


追記:
17Wのダイオードレーザーも登場。36,686円(送料込み)。
AliExpress.com Product - 5W/10W/15W/17W Laser Head Engraving Module 450nm Blue Light Marking Engraver With TTL Modulation DIY Wood Marking For Engraver

2016年10月27日木曜日

12W(12000mw)中国製レーザーダイオードモジュール

いままでダイオードレーザーでは10Wが最高だと思っていましたが、12Wというさらに強力なダイオードレーザーモジュールもありました。以前は10Wでも5万円くらいしましたが、12Wでも3万円くらいになりました。ずいぶん安くなりましたね。
追記:さらに15Wレーザーモジュールも登場(こちらへ

AliExpress.com Product - DIY Focusable 445nm 12W,12000mW Blue Laser Module,High-power For CNC Cutter Engraver Engraving Machine Adjust Freeshiping by DHL30,381円(送料込み)

AliExpress.com Product - 12000mW Blue Laser Module,12W DIY Focusable 445nm,High-power For CNC Cutter Engraver Engraving Machine Adjust shiping by DHL30,802円(送料込み)

AliExpress.com Product - Freeshipping ! 12W 12000mW High-power laser engraving Laser module Blue Light 450nm laser head28,420円(送料込み)

AliExpressで、ざっと探すとこんな感じです。大体3万円くらいで売っています。写真を見る限りどれも同じ製品のようなので、28,420円のが一番安そうです。
ただし、「焦点固定」となっているらしく、このレーザーモジュール自体の焦点の微調整ができないようです。おそらくもうすでに焦点設定されているのかもしれませんが、最終的にはCNCマシンのほうで焦点設定(レーザーモジュール本体と素材との距離設定)する感じになるかと思います。
上から2番目の30,802円のレーザーモジュールは焦点調整可能のようです。

ちなみに5500mw(現在使用中:焦点調整可能)のレーザーモジュールはこちら。
AliExpress.com Product - 5500mW Blue-violet Laser Module Parts with Holder Heat sink for Mini Laser Engraving Machine High-power wave length 450nm focus15,211円(送料込み)。
12Wは、約2倍の値段で出力も2倍という感じです。

出力2倍だからといって、単純に2倍の厚みの素材まで切れるという感じではないと思います。要はレーザー光の焦点深度(焦点が合う範囲)が2mm前後なので、1パスで2mmくらい切断したほうがきれいに切れると思います。出力2倍であればスピードは2倍になるかもしれませんが、レーザーだとどうしても焦げたりするので、厚い素材(2mm以上)をきれいに切断するなら、数回のパスで切断したほうがいいと思います。
しかし、12Wもあればかなり迅速に切断加工できそうです。そろそろ買い替えようかな。

2016年10月5日水曜日

CNCミリングマシンとCNCルーターマシンいろいろ

CNCミリングマシンの場合、フライス盤がベースとなって比較的小型で剛性もあり、移動テーブルのついたもの、そして金属加工メインという感じです。それに比べCNCルーターマシンは、比較的大きめで、木工など(金属加工よりも切削抵抗を受けない素材)を加工するタイプという感じです。どちらも3軸CNCマシンとして仕組みは同じようですが、精度、剛性においては、CNCミリングマシンのほうが遥かに上といった感じでしょう。

比較的安価なフライス盤(手動):

プロクソン(PROXXON) マイクロ・フライステーブル MF70 No.27120
プロクソン (PROXXON)
売り上げランキング: 61,381
安価なフライス盤(手動)であれば、プロクソンのこれ↑になるでしょうか。アマゾンで26,745円(送料無料)。
これを改造して3軸にステッピングモーターをつければCNCフライス盤になるかもしれません。
フライス盤は、もともと剛性が高くつくられているため、作業領域は狭いですが、精度が高い加工が可能です。小さな金属部品、あるいは電子回路基板など作成にはいいと思います。


フライス盤として、もう少ししっかりしたものが欲しいなら、
東洋アソシエイツ  ミニフライス盤LittleMilling1 66400
東洋アソシエイツ
売り上げランキング: 69,311
>
こんな感じ↑の卓上フライス盤、105,838円(送料無料)。
同様に、これを改造してCNCフライス盤にすることもできそうです。移動可能範囲180x130mm。


AMYAMY マイクロ・クロステーブル ミニのヘテロ ベン (6300 SIZE)
Yongkang Lison Industry and Trade Co. , Ltd
売り上げランキング: 9,581
これは逆に、XY軸だけの安価なクロステーブル。3,299円(送料無料)。
移動可能範囲は200x50mm。これにZ軸をつけてCNC3軸フライス盤にすることもできそうです。


しかし、改造するのが面倒であれば、オリジナルマインドのCNCミリングマシンということになるでしょうか。

作業テーブルサイズが、100x150mmのもので138,000円。
少し大きい150x200mmのもので178,000円。
作業エリアがこれ以上のものもあるけれども、そうなると20万、30万という感じでかなり高価になっていきます。


OpenBuilds:
それでは海外の製品はどうかというと、OpenBuildsの以下のようなものがあります。

作業エリア750x330mmとかなり広め。これで108,942円(送料別)。
これはどちらかというと、CNCルーターマシンに近いかもしれません。しかし送り機構はボールネジを使用しているため、精度も強度もそれなりにあると思います。X軸(左右方向)とZ軸(上下方向)にルーターが移動し、テーブルが前後方向(Y軸)に移動するタイプ。

また小型のものであれば、作業エリア350x280mmの以下のもの。
これもY軸方向にテーブルが移動するタイプで55,003円(送料別)とリーズナブル。

OpenBuildsはどちらかというとキット販売というより、CNCマシンをつくるために必要な部品を選んで自作するという感じなので、かならずしもこの形にこだわる必要もなさそうです。
このような↑、Cビームリニアアクチュエータという直動機構と送り機構が一体となった部品を組み合わせて、好みのサイズのCNCマシンを構成することができます。250mmのもので12,537円、500mmで14,367円、1000mmで16,855円(それぞれNEMA23モーター含む、送料別)。モーターなしにすればそれぞれ2500円くらい安くなる。

もう少し安価なタイプだとこちら↑のVスロットリニアアクチュエータ。これは送り機構として送りネジではなくタイミングベルトを用いたタイプ。より高速で動くことが可能だけれども、剛性や精度は送りネジを用いたものよりは落ちるという感じ。250mmで8990円、500mmで9530円、1000mmで10969円、1500mmで12,666円(それぞれNEMA17モーター含む、送料別)。モーターなしで1800円くらい安くなる。CNCミリングというよりCNCルーター用という感じ。

また、AliExpressでもOpenBuildsの部品やキットも販売しています。
NEMA23対応のCビームリニアアクチュエータであれば、
AliExpress.com Product - DIY NEMA 23 c-beam Z axis kit CNC Z-AXIS ASSEMBLY kit M8 lead screw Linear Actuator Bundle set with stepper motor8923円(送料込み)。
おそらくこれは250mmのZ軸用かもしれません。詳しくはショップに問い合わせてみるといいでしょう。他のサイズも取り扱っている場合もあります。

AliExpress.com Product - free shipping via DHL or EMS Openbuilds OX CNC router machine OX CNC MECHANICAL KIT ooznest OX CNC Machine作業エリアは問い合わせないと分からないですが、画像から判断すると400x700mmくらいでしょうか。このキットで77,309円(送料込み)。
またもっと大きい作業エリアのものだと、

AliExpress.com Product - OX CNC Router Kit 1000x1500mm 4Axis Belt Driven Wood Metal Engraving Milling Machine with 175 oz*in Nema23 Stepper Motors
こんな感じのもの58,201円(送料込み)。
どうやら1000x1500mmのVslotレールを使っているようです。これもタイミングベルト方式。
という感じで、AliExpressで探せばいろいろでてきます。


また、お手頃なものとして人気なのが以下のようなタイプ。
AliExpress.com Product - CNC 3020 with ER11 Diy mini cnc machine,3 Axis pcb Milling machine,Wood Router, laser engraving With GRBL Control And Offline14,672円(送料込み)

3020というのは作業エリア(30cm×20cm)ということです。組み立てや調整をきちんと行えば精度は出るようです。
もう少し大きいのであれば3040というサイズになります。



タイミングベルト方式か送りネジ方式か:
送り機構をタイミングベルト方式にするか送りネジ方式にするかで値段がかわってきます。送りネジ方式にしても、送りネジが単なる三角ネジか台形ネジかボールネジかでも精度は変わってきます。当然ボールネジのほうが精度がでるわけですが、その分値段が高くなったり、重くなったり、移動スピードも精度が上がる分遅くなります。
タイミングベルトのメリットは、安価であるし、すぐに部品を取り替えられること。もしスライドレールを拡張したときにも、タイミングベルトを張り直せばいいだけです。特に2GTや3GTという規格のタイミングベルトは歯が半円形になっており理論上バックラッシュゼロなので、そんなに精度が出ないというわけでもなさそうです。普通に趣味で使う分には問題ないと思います。


X-CARVE:
このほかDIY的なCNCルーターなら、海外製ですがX-CARVEがあります。

作業エリアは800x800mmのもので約12万円(送料別)。これよりも小さいタイプもあります。これもタイミングベルト方式(Z軸だけ送りネジ方式)。
3軸CNCマシンで、ヘッドにダイオードレーザーを取り付ければレーザー加工機としても使えます。


ShapeOko3:
似たような価格帯でもうひとつShapeOko3というのもあります。
ShapeOkoもX-CARVEと同様にサイズに応じて約10万円から15万円前後。
これもタイミングベルト方式。何回かの改良を重ねて品質向上しているようです。

X-CARVEやShapeOkoで使われている部品の一部はAliExpressでも購入可能で、このような部品を組み合わせるだけで似たような仕組みのCNCマシンを自作することもできます。
どちらもタイミングベルト方式なので、
AliExpress.com Product - Torsion Springs Pulley Set Gt2 Timing Belt Replacement Kit Accessories Screws Idlers Durable>2GTタイミングベルトとプーリーのセット、391円(送料込み)。

AliExpress.com Product - Makerslide Aluminium Extrusion Buildlog 2X laser ORD bot 3 D printer CNC mill frame Aluminum Profiles MakerSlide ExtrusionMakerSlideというV型のレールのついたアルミプロファイル、1962円(50cm/1cmごとに40円/送料込み)。

AliExpress.com Product - Solid V Delrin Wheel 5mm bore - V Rail V Slot Aluminium Linear Extrusion 3D Printer RepRap CNC v-wheel Makerslide Openrail上記V型レール用のV溝ホイール、10個セット2943円(送料込み)。

AliExpress.com Product - 500mm length OpenRail Linear Rail V slot rail aluminum extrusion openrail makerslider black anodized しかし、普通のアルミプロファイルこのレールを取り付けるという手段もあります。OpenRailというものらしいです。500mm長さ、2,001円(送料込み)。

断面はこんな感じで片方がV字の山がついています。つまり、普通のアルミプロファイルは国内で買って(たぶん、普通のアルミプロファイルは国内のほうが安いかもしれない)、あとからこのレール部品を取り付けるという手順です。またはアルミプロファイル以外の材料を使う場合(チャンネルやアングルなど)にも使えるかもしれません。ショップによっては最長で1500mmまであるようです。

このほか、別のタイプのレール/ホイールもあります。
こちらはMakerSlideとは違って、アルミプロファイルの溝自体がV型に斜めカットされているV slot Rail。1000mm、2,450円。写真は2040(20x40mm)ですが、サイズはいろいろあるようです。

ちなみに国内で普通に販売しているアルミプロファイルは、溝の部分がV型に斜めカットされていないため以下のV Wheelがぴったりはまらないので注意。

AliExpress.com Product - Delrin Flat type V-slot passive wheel delrin pulley wheel 5*24*10.5mm bearing printer roller wheel 3D printer 20 profile rail
一個109円(送料込み)。
V slot Rail用の角が斜めカットされているV wheel。

AliExpress.com Product - 10pcs High precision CNC clear Polycarbonate Xtreme v Mini wheel for Openbuilds v-slot linear rail system
また別のショップでは、V Wheelがこの画像のようにMakerSlideにもV slot Railにも使えるものもあります。10個セット、460〜1,023円(送料込み)。

MakerSlideを選ぶかV slot Railを選ぶかは好みや設計次第です。アルミプロファイルの軸上(中心)に車輪を滑らせたいのなら、V slotのほうを選ぶという感じでしょうか。

という感じで、AliExpressにもCNCマシンの部品屋がたくさんあるので(ショップによって値段も多少違う)、探してみるといろいろあるはずです。このように部品選びをしていると、次第に自作したくなってくると思います。
基本構造はこれらの部品の組み合わせでつくることができますが、自作するならあとはモーターも含め電気系統という感じです。おそらく5万円程度で自作できるかと思います。


この他の自作用部品:
このブログ上で自作したCNCマシンは、当初これらの部品を組み合わせてつくろうと思ってましたが、スペック、剛性、強度などを欲張ってしまったため以下のような部品を使いました。

AliExpress.com Product - 6 sets SBR16 L1000/650/350mm+ SFU1605-350/750/1050mm ball screw+3 BK12/BF12+3 DSG16H nut holder+ 3 D25-L30-6.35*10mm Couplingこれは、CNC3軸マシンをつくるための部品セット、36,936円(送料込み)。タイミングベルト方式ではなく、送り機構としてボールネジが使われています。直動機構もΦ16mmのレール上にスライドブロックがのる仕組みです。そのおかげで、かなりの剛性や精度を得ることができると思います。これらの部品とアルミプロファイルと組み合わせることも不可能ではないのですが、各部品の穴のピッチがアルミプロファイルの溝と一致しにくいために、構造自体も自作しなければいけないという感じです。

回転軸用パーツ:Grbl 1.1では3軸までしか制御できませんが、以下のような4軸以上のファームウェアを使用すれば、4軸目以降に回転制御機構を追加できそうです。ArduinoMega:4軸ファームウェアArduinoMega:5軸ファームウェアArduinoMega:6軸ファームウェアArduinoMega:6軸ファームウェア(Android) AliExpress.com Product - CNC Rotary A Axis chuck 50mm activity tailstock for CNC Router Engraver Milling Machine
14,862円(送料込み)

国内レーザー加工機と中国製レーザー加工機の比較

国内レーザー加工機:

まず、国内のCNCレーザーなら以下のSmart DIYsの「FABOOL Laser Mini 1.6W」
ダイオードレーザー1.6Wで64,584円。
厚さ2mmまでの合板やアクリル(透明アクリルは切断不可)が切断可能。

また、3.5Wにパワーアップしたバージョンは以下。
3.5Wだと91,584円。4mmまで切断可能らしい。

要は、レーザーヘッド部分を3.5Wに置き換えるというもの。この3.5Wレーザーヘッド(別売り)だけで37,584円。

ただ、3.5Wにしても光が透過してしまうため透明アクリルを切断することはできない(黒アクリルなら可能)。透明アクリルも切断したいというなら、以下のCO2レーザーになる。


FABOOL Laser CO2(40W):280,584円。
さきほどのダイオードレーザーを使ったFABOOL Laser Miniとは違って、40WのCO2レーザーを使っているためかなり強力。その分値段も急に跳ね上がる。
これであれば、透明アクリルも含め合板など10mmの厚さまで切断可能。たしかにレーザーで切断するなら、このくらいの出力が欲しいところ。工業用に比べれば安いけれども、28万円というのは一般素人にはまだまだ高価。

似たようなものが他にないか探してみると、国内のレーザー加工機であればPodeaというのもあります。

ラインナップとして:
1.6W Eco Cycleモデル 75,384円
1.6W 基本モデル 96,984円
3W モデル 129,384円
6W モデル 172,584円

1.6Wや3Wのものは、FABOOL Laser Miniと似たような感じ。どうやら日本製の部品を使っているらしく(中国製の部品より精度がある)、その分高価になっているみたい。その他品質向上のために独自のプログラムや回路設計も行っているようです。
より高出力を求めるなら6Wモデルというのもある点が気になります。しかし税込みで17万円となると、少し躊躇してしまいます。

基本的にこれらのレーザー加工機は2軸のCNCマシンなので、X軸とY軸がステッピングモーターで駆動する仕組みです。Z軸に関しては上下に動かないので、ヘッドを取り替えてCNCルーターマシンに転用することはできません。構造的にも、切削抵抗を受けるCNCルーターにとっては華奢かもしれません。
ということから、自作は無理だしレーザーだけでいいというなら、これらの製品が確かにリーズナブルだと思います。


とにかく価格重視:
それでもまだ高価だというのであれば、中国製のレーザー加工機という選択肢もあります。ただその分リスクはあるかもしれません。精度だったり、制御プログラムや電源の問題だったりと。しかし、価格的にはかなり安いのは確か。中国のAmazonのような物販サイトAliExpressでは中国製品がかなり安く購入できます。ある程度の知識やスキルがあって改造などできるのであれば特に問題ないと思います。

まずはレーザーヘッド部分だけ交換するならば、
AliExpress.com Product - 500mw/800mw/2500mw/5500mw 405/450NM focusing blue purple laser module wood engraving,pwm TTL control laser tube diode+ goggles5.5Wダイオードレーザーモジュール 約7,027円(送料込み)。

1.6Wや3Wでは物足りないというならば、レーザーヘッドをこれに変えれば出力5.5Wになります。ドライバ基板、ACアダプターもついていてかなり安い。


AliExpress.com Product - High Power 15w Laser Diode Module Lazer Head diy cutter engraver cnc machine for metal wood 450nm 15000mw 15 w TTL18,606円(送料込み)
15Wもあります。

また最近(2019年)であれば、以下のような肩持ちばりのシンプルで安価なCNCレーザーマシンもあるようです。
付属のダイオードレーザーは3500mW、6000mW、7000mW、20Wから選択可能。最近は20Wが最大出力らしい。

AliExpress.com Product - Powerful 20W 450nm blue laser module DIY laser head for Master Series CNC laser engraving machine Accessory with Wrench20W ダイオードレーザーCNCマシン、21,140円(送料込み)

以下は従来のセット。
AliExpress.com Product - 15W laser_AS-5, 15000MW diy laser engraving machine,metal engrave marking machine,metal carving cnc router machine,advanced toys45,347円(送料込み)
これは15Wのセット。作業エリアはA5サイズ程度で小さいですが高出力。

AliExpress.com Product - Ship DHL 10W laser 14*20cm,10000MW big DIY laser engraving machine,diy marking machine ,diy laser engrave machine,advanced toys37,384円(送料込み)
これもA5サイズで、10Wになれば少し安い。

AliExpress.com Product - Benbox 405nm 10000mW Mini desktop DIY Laser engraving engraver cutting machine Laser Etcher CNC print image of 50 X 65 cm logo35,367円(送料込み)
これは↑作業エリア500x650mmで出力10W。
この作業エリアと10Wの出力でこの値段ならかなり安いはず。制御に関してはArduino+Grblで可能なので、もし付属の制御プログラムや制御基板(モータードライバ含め)が不十分であったとしても以下の追加で改良できます。

AliExpress.com Product - Free shipping! New cnc shield v3 engraving machine / 3D Printer / + 4pcs A4988 driver expansion board Arduino基板、CNCシールド、モータードライバのセットで433円(送料込み)

あと問題となるのは、ステッピングモーターを駆動するための安定化電源。これが日本国内のAC100Vに対応しているかどうか?
AliExpress.com Product - Best quality 24V 5A 120W Switching Power Supply Driver for LED Strip AC 100-240V Input to DC 24V1,139円(送料込み)。24V 5A AC100-240V対応。
キットに安定化電源が付属しているのであれば問題ないですが、もしAC240Vしか対応していないのであればAC100V対応のものが必要。キットを購入する前にAliExpressのショップにメール確認するといいと思います。必要アンペア数も十分なものを購入する必要もあります。
ShapeOko Wikiを見ると、電源についてはNEMA17クラスのステッピングモーター(4個使用)なら100〜120W、NEMA23(4個使用)なら150〜200Wくらいあったほうがよさそうです。つまりNEMA17(4個使用)の場合、DC12Vなら8〜10A、DC24Vなら5A以上という感じです。


とりあえず安いキットで試す:
改造や改良となると、ある程度の知識やスキルは必要となりますが、とりあえず安いキットを購入して試してみるという方法もあると思います。ある程度理解が深まれば、改良するための部品を追加注文したり、新たに自分の望むスペックに合わせて自作するという感じになると思います。

AliExpress.com Product - benbox 1000mw laser engraving machine cutting maching laser engraver big working area 65*50cm support laser power adjustこれは低出力1000mwのレーザー加工機セット、20,839円(送料込み)。
このような比較的安価な製品をもとに改造していってもいいと思います。

AliExpress.com Product - CNC3018 ER11 (laser options) ,diy cnc engraving machine,Pcb Milling Machine,wood router,laser engraving, GRBL control,cnc 3018
コンパクトなタイプであれば、CNC3018(作業エリア300x180mm)。このタイプはレーザーをオプション追加することもでき、ビギナー向けのオールインワンタイプ。CNCマシン単体(3軸):20,602円(送料込み)500mWレーザー付き:23,376円(送料込み)2500mWレーザー付き:27,971円(送料込み)5500mWレーザー付き:33,779円(送料込み)


より強力なC02レーザー加工機:
ダイオードレーザーでは物足りないので、やはりCO2レーザーでアクリルなども切断したいというなら、
AliExpress.com Product - Co2 laser machine with USB Sport 110/220V 40W 300*200mm Mini CO2 Laser Engraver Engraving Cutting Machine 3020 Laser62,331円(送料込み)
作業エリアはA4サイズ程度ですが、40WのCO2レーザーなので、アクリルも簡単に切れるはずです。ただ、CO2レーザーの場合、内蔵されているガラス製のレーザー管、それを冷やすための水冷用ポンプだったり、仕組みはやや複雑です。特に配送途中でガラス製のレーザー管が割れたりするので、その辺のトラブルを避けるためにあらかじめショップとやりとりしておくほうがいいと思います。

AliExpress.com Product - Hight Quality 700MM 40W Co2 Glass Laser Tube for Engraver Cutting MachineCO2レーザー管(40W)、13,239円(送料込み)

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