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NCルーターでの切削時のエンドミルへの負荷とスピンドルの負荷をみてみよう。

中華NC彫刻機でも、大きめのNCフライスでも、NC制御フレームで加工をするのなら、エンドミルの負荷やスピンドルの負荷を見てみることをオススメします。

スピンドル自体の負荷、トルク変動を直接測るには少々ホネが折れるので、スピンドルの負荷はそのスピンドルを回すドライバユニットに掛かる電流量を観察しましょう。
よくある中華彫刻NCルーターの場合、電源とドライバの間に電流検出回路or電流検出ユニットを。

ドライバユニットがVFDで有るのであれば、大抵スピンドルモーターに掛かってる電流量をモニタすることが出来るのでソレを観察、RS485での操作が可能であればPCへデータ転送してロギングも出来ぬことではないと思われます。

100Vのマキタ等のトリマーとかの場合は、100Vの電源ラインの片側にクランプメーターを取り付けたりするとクランプメーターの性能によりですが、流れる電流量を観察出来ると思われます。


モーターの消費電流を測っていますが、負荷が掛かると割りとハッキリ解るように数値が振れるので、空回し状態からの増分がどの程度かでスピンドルモーターに掛かってる負荷が読み取れます。



エンドミルへの負荷の観察は、一般的にサーモグラフィと呼ばれる熱画像カメラでの観察がオススメです。
エンドミル自体、刃物自体は金属で赤外線の具合で直接の温度を測る事は難しいのですが、木工加工であれば被切削物の刃物の当たってる位置の温度であれば観察可能です。
また、熱画像カメラの特性として、公正をしていなければ、また、見る物の赤外線の放射率により、正確な温度が測れない場合が多々ありますが、相対的な温度上昇具合は読み取ることが出来るので、特に木工加工では重宝します。



Fusion360などのCAMでは切削量から導かれる負荷制御、とゆうものが有ります。
確かに、除去する材料の量はNC制御加工機械の大きな負荷の一つですが、刃物自体は被切削物とのコスれ等、実際の刃物のトータルな負荷とは微妙に違うのでは?とも思います。

測ってみる、観察してみることで解ることもおおいので。







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NCルーターでの木工加工時の参考書

国内の出版物で体系的にNCルーターでの加工方法を紹介したような書物は見たことが有りません。
また、色々と海外のサイトを探してみても、大まかなツールの使い方等を紹介したサイトは有れど、寸法精度を問う迄解説した記述も見当たりません。

NCルーター自体の機構とかサイズとかの個体差が大きすぎて、十把一絡げにいかないのが要因だと思われます。

NCルーターの木工加工に使う刃物の設定回転数や送り速度も、NCルーターフレームメーカー、刃物メーカー、そして各Webサイトでかなり数値がマチマチでとても大きな目安にもならない場合が多いです。

幸いこの国、金属加工に関する書籍は豊富に有り、NCルーターといえどもmilling加工そのものなので、材料の違い、刃物の違いは有れど、寸法の出ない理由の根本的な考え方は全く同じで日刊工業出版からでているミーリングハンドブックとゆう書籍がエンドミルでの切削方法など、NCMillingMachineに関する事柄で非常に参考になります。



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NCルーターの木工加工時のケバ

NCルーターを使ってエンドミルや小径のストレートのルータービットを使い型抜き的加工をすると割りと高い割合で加工した溝の上部にケバが出ることがあります。
このケバを処理するのも結構面倒です。

つい最近、スピンドルをER20の物としΦ12の国産のストレートルータービットを使った所、あまりケバが出ませんでした。
スピンドル自体を大きくしたのでモーターの回転数変動が少なくなったからケバが減ったのかしらん?と思い、Φ3.175のストレートエンドミルで加工をしてみるとケバケバ。この差はなんだろう?と。

回転速度と送り速度の具合も有ると思いますが、刃物が回転しながら進んで加工が進むのですが、この時切りきれなかった繊維部分は刃物に押されて捲れ上がりケバになるのだろうと憶測しました。

刃物は切れながら進んでいくと同時に、その先の材料を少々押しながらすすんでいくので、小径の刃物の場合、捲れが発生しやすいのであろうと。
被加工物に対する刃物の軌跡が違うのだと思われます。
また、もっと細かい事を言うと、刃物がとても鋭利だとしても、極々薄い一定の厚みからしか刃物が掛からないので、新品の国産の精度の良い刃物でもケバ、とゆうか捲れのようなものは多少なりとも出来ているのだろうとも。
刃物の小口方向の加工時にはそれが顕著にでてるだけで。

えんどみる


小径のトリマービット、ルータービットのストレート刃の物は多かれ少なかれケバが出るのでは?と思われます。

とはいえども、木工加工用のトリマーをスピンドルとして使用してたり、中華スピンドルでもER11程度のコレットチャックしかなかったりする場合が多いのと、Φ12のルータービットでの加工は左右で24mmも切削幅が取られて効率的ではないので、Φ3.175や6程度で加工したい所。
またΦ12の刃物自体が細い物に比べ結構なお値段、、、。


なのでケバに対する回避策として、
1.ダウンカット、もしくはアップダウンカットの刃物の使用。
2.ケバのできる部分を一度刃物が通る用にNCの切削パスを追加。

とゆう方法をしてみてます。
1.は、刃物自体が捲れ上がる方向とは逆の方向に力が掛かるので、とてもケバの抑制に有効です。
更に、刃が捻れているのでストレートの刃の物より均質にスピンドルのトルクが材料に掛かります。
残念ながら、国産のダウンカット、アップダウンカットは非常に数が少ないのと、有っても結構高価なので、輸入物に頼らざるをえないところが少々アレですが、Aliexpress等でも程々に切れる物が安価に販売されているので、ソレを利用しています。


2.は、NCのZ軸の0位置の設定にもよりますが、全て取りきろうとすると、0.数ミリの切り込みが必要だと思います。
材料のトップ面ツライチだと、刃物の回転方向により、多少のケバは残ると思われます。

折角のNCルーターでの機械加工、その後のケバ取りで手間を掛けたくありませんよね。

ちなみに出来てしまったケバ、逆立たせてよく研いだノミや小刀で表面を撫でるようにさらうと、サンドペーパーで擦るより遥かに楽に取ることが出来たりします(要技能)。









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LinuxCNC2.8のOSイメージでの自動ログイン

LinuxCNC2.8 Debian 10 Buster PREEMPT-RT ISO をLinuxCNC公式からダウンロードすると、デスクトップ環境がXfceです。
基本的にNC制御用のPCはスタンドアローンで運用しているのでセキュリティ上の云々はあまり関係なく、PCを起動したらパスワード入力ではなく、いきなりデスクトップ環境が表示されてくれる方が面倒が無く有り難いです。

ですのでAutoLoginとしてあります。

LinuxCNC公式フォーラム内の Auto Login : Busterとゆうスレッドの最後にAutoLoginを有効にする時に変更するファイルが記載されてます。

また、貼られたリンク内に変更するファイルと、変更事項が記載されてます。



ブラシレスDCモーターですごいな。2

LinuxCNCにて各種設定とパラメータを詰めて無負荷で指令値に追随するようにしました。
設定をどうしたかと雑感は動画コメント欄に有ります。

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