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木製自作CNC WoodCNC300

とりあえず、ここ6ヶ月程の目標であった、A4サイズが加工できるCNCルーターを開発、販売開始とゆう目標をとりあえず済ませました。

 4~5年前からWeb上にて、産業用、ホビー用問わず、フライスや、旋盤をCNCマシン化されている方々の作例を拝見させて頂いておりました。
また、海外サイト等でも、同じように多くの作例を見てきましたが自分には手の届かない事、と思っておりました。


 2、3年ほど前、たまたま秋月電子さんが、56角の格安ステッピングモーターを販売された時、運良く入手できたのと、CNCroboticsと、BuildyourownCNCMachineとゆう本を読み、
「もしかしたらCNCルーター、作れるかも?」
と、勘違いをし、寸法がインチ表示で、図面のまま作ると機械を構築できない図面をミリ換算し、ちゃんと構築できる図面に書き直し去年の今頃、最初の機械を作り始めました。


 できたCNCルーターは最大送り速度と、繰り返し精度は高かったのですが、いかんせん剛性がなく、Z軸の一回の切り込み量を少なくしないと(1mm~2mm位だったと思う)ブレブレでまともに切削できませんでした。

 また、スピンドルに市販のトリマーを使用したので回転数が高すぎて材料が焦げたり、刃物自体も長持ちせず、とても何か品物を作って量産できるような機械ではありませんでした。


 スピンドルについては電動工具のカタログを調べ、φ6が掴めるモーターで、回転数が可変できるものがあったので、とりあえず何とかなりました。

が、どれだけ補強しても、基本的な設計自体に問題があったため、早い段階で解体。
なんとかリニアガイドと精密ボールネジを調達し試行錯誤を繰り返し、図面もなしに現物合わせにて今メインに使っているCNCルーターを作成。


 しかし、たまたま手に入ったリニアガイドとボールネジを使ったCNCルーター、ブログにて公表したところで他の人が見て作ることが出来ないし図面もないのと、機械自体が大きい(産業用のものよりは小さいけど)のでA4サイズ程度の機械を、と思い作図を開始。3月頃に試作完成。


仕事の合間を見つけ、公開用の図面と、CNCルーターの構築例を作成いたしました。




 木工加工機なので結構うるさいですし、加工による切削屑が結構出ます。
なのでどのご家庭でも、とゆうわけにはいきませんが木工加工できるような環境があるならば、使えます。


 加工範囲をA4用紙程度としたのは、これだけパソコンが普及し、世間一般にて、出力できるのはほぼ、プリンターだけ、とゆうのは寂しいし、程々のサイズの物が作れないと「物」を作った感じがしないような気がしたのでこのサイズにしました。

 最近では、Reprap等、3Dプリンタがありますが、作成できるサイズが小さいのと、材料である樹脂フィラメントが手軽に入手できないので二の足を踏んでおります。。



図面を公開したのは、日本のWeb上での木製CNCの情報が極端に少なかったからです。英語圏、ヨーロッパあたりでは、木製CNCが多数公開されているのにこの国ではあまりありませんでした。


 また、ものづくり日本と言われてますが、このブログで紹介しているような、パソコンを使ってモーターをコントロール、コントロールしたモーターにて機械を駆動とゆう、今、の技術はその手の専門職な人たち以外にはあまり一般的ではありません。

 コンピューターコントロールによって、モーターを制御し、何かを作る。とゆうことが、なにも特別なことではなく、もっと一般的になってほしいと思い、図面、構築例をオープンソースとしました。



 もちろん、手で物を作るということを否定しているわけではありません。手で物を作る、作れる事が前提として、その上にCNC加工機があると思います。

 実際のCNCによる切削加工では、刃物の切れ具合送り量により、切削面の仕上がり具合、加工精度が変わってきます。刃物の状態をよく観察してないと、どうして、こうなるのか、が解りません。


 木工加工での刃物が切れる、切れないはにノミや鉋、小刀等を研ぎ、刃物をつけ、材木を加工してみると、よく分かります。
切れる刃物はすぅ、っと狙った所に入っていくのに、切れない刃物は繊維を押しつぶすような感じに、また、力加減も変わってくるので、、、。。




今回の図面のCNCルーター、ほぼ、自己複製が可能です。
きちんと機械を調整できればテーブル以外は加工方法を上手くやれば作成できます。

それと加工範囲は約300mm角、高さ100mmですが、テーブル幅が430mmあるので、ありがちな発想ですが、一文字300mm角の看板が彫れます。

位置決めを勘考すれば、相当大きな構築物の部品まで作成可能なはずです。


加工範囲以内の物しか作れないわけではありません。
しかし、全面削りのレリーフみたいなものは加工範囲内でしか、作成できませんが。。


製品だけでなく、各種治具等の作成にも便利です。

リニアシャフトとゆう、高精度な定規を使用するので、同じような作業をする場合の道具やジグ、木製のものであれば、勘考次第で割りと短時間で作成可能です。(2Dのものであれば)


考え次第で、かなりの物が作れる可能性があります。



精密に木工加工が出来る人は図面を見て、ベニヤ合板からの作成をおすすめします。
ほぼ、ゼロからのものづくり、機械作成、弱電、コンピューターの使い方、かなりのノウハウが詰まってます。
また、完成、調整できれば、かなりの能力が身につくはずです。


最大剛性も、最大加工スピードも、木工であれば程々な速さで加工できます。




残念ながら、WoodCNC300、リミットスイッチもついていない最低限加工ができるだけ、の図面です。

加工方法により、剛性が足らない場合やその他問題も出てくると思います。
その点では木材で出来ているとゆうのはメリットで、どんなふうにも改造ができます。


改造、改良、機能追加前提のベースモデルです。
できれば、作成、改造、改良、機能追加など、この機械の図面同様、Web上で公開していただけると有難いと思います。





この機械、この機械の技術、このブログを踏み台にして、新たな何か、面白いもの、楽しいもの、面白いこと、楽しいことが生まれてくることを切に願います。。。






















ふぅ。
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はじめに





とりあえず、CNCってどんなものか体験したくWeb上の諸先輩方の記事等を参考に
木製CNCを自作してみました。

木製とゆうことで作製に関しては刃物や電動工具等々を使用しますのである種の危険が伴います。
ので、記事上の事柄に関しては自己責任の上で行って頂きたいと思います。





















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プロフィール

あきらひとし。

Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

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