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動かすだけなら、、、。

CNCマシンを作って動かすだけ、なら、そんなに難しくはないと思いますが、正確に加工しようとすると結構大変です。。

キットタイプなCNCマシンの場合(金属製木製問わず)調整が必須だと思います。
調整の具合により、加工された品物の精度が大幅に変わってきます。


調整に必要な測定器、、、、正確なものほど、、高価です T.T

ノギスやスコヤ、ダイヤルゲージは必須だと思います。。



大きなテーブルを持ち、大きな加工範囲のCNCマシンは更に調整が大変である程度で収めとかないと収集がつきません。

CNCマシンを作る前に、どのような加工物をどのように加工するかをきちんと決めておかないと無駄に大きく正確に加工できない機械が出来上がってしまいます。。




加工範囲が小さければ小さいほど、寸法の正確度も出しやすく、調整に手間が掛かりません。


文字の切り抜きや、看板みたいなもので、デザイン重視なものであれば、0.1mm単位の正確度は必要ないかもしれないので逆に大きな機械のほうが良いのかもしれませんが。。


ベルト駆動なCNC、調整が面倒だ、、、、











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テーマ : 趣味と日記
ジャンル : 趣味・実用

Pokeys56Uのパルスエンジンを測ってみる。

買ったまま、放置していたPokeys56U。

ようやくUSBにつないでみました。

出力端子にそのまま繋ぐのではなく、マニュアルPDFの指示通りの抵抗値にてプルアップ。

出力端子によって抵抗値が違うものがあるのはなぜだろう??




こんな感じなパルスが出ました。


最大ステップパルスが25kHzなので、1パルスの周期は40μs。

信号のHI部分が丁度20μsです。


分かっていたことですが、高マイクロステップに設定したステッピングモータードライバを使用し、各軸の送りをピッチの小さなネジを使用すると動作がとても遅いです。

今試験中のベルトドライブな木製自作CNCルーターであれば、そこそこ、かも。



当然のことながら、4MHzと書いてあるSmoothStepperには敵うはずもありませぬ。(値段も違いますし。)


その他USB接続なモーションエンジン搭載基板はどうなんでしょうか?

ドライバICの性能をフルに使うことができるのでしょうか??


しかし、マトリクスキーボードや、LCDの設定などなどがあるので、何かに使えそうです。

このPokeys56のMach3パルスエンジンプラグインはテスト用のアルファリリースなので、今後に期待です。

端子台付きを買ってみたのですが、余り使いやすくない、、。


USB接続なこの手のモーションエンジン付きインターフェース基板って、制御用ソフトを限定されてしまうので余り好きではありませんが、時代の流れには逆らえないと、、手を出してみたわけです、が、、、。


ところ、で、SoothStepperのMach3のプラグインは、ベータリリースのまま??


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ベルト駆動木製自作CNCの初試験切削

ようやく、ベルト駆動な自作CNCを組み立てて駆動、試験切削をしてみました。

切削対象物は12mmの構造用合板(針葉樹合板とも言います)
刃物はモノタロウエンドミルΦ6 2枚刃
スピンドルの回転数10000rpm程度

Gearoticmotionにて内歯歯車を作図、DXFにて出力。
Cut2Dにて、高さを入れてツールパスを作製。Gコードを出力。
切削条件はz軸の切込み量3mm、切削送り速度1400mm/min、工具送り速度X軸Y軸20000mm/min、Z軸3000mm/min。

テーブルへの固定は木ビスにて直接。2箇所。

ソフトウエアでの寸法設定時の補正は行わす、ベルトとプーリーのスペックそのまんまを使用しました。
また、Z軸の台形ねじも規格値のピッチ3mmから算出した数値を使用。

一切調整を行わず、各軸の直角度もぜんぜん見てません。

ステッピングモータードライバはSEC SUZUKI社製の2相ドライバ(ユニポーラタイプ3A)を使用してますが、可変抵抗の具合?で3A未満な設定値です。
マイクロステップはベルトドライブなX軸、Y軸とも1/16マイクロステップ。台形ねじを使用したZ軸は1/8マイクロステップにて駆動。



加工時の動画です。
この動画はうるさいので再生時の音量に気をつけてください。。



なにも調整せず、ただただ組んだたけなのでテーブルの平面度がでていません。
ですので、切り残しがありますが、無調整でここまでならOKだと思います。。
原点指示が悪く、完全な内場歯車ではありませんねぇ。。。

画像はクリックすると大きくなります。
uchiba.jpg

切削後、加工対象物を取り除いたテーブルの上です。
切れる刃物を使用し、適切な回転数と送り速度でベニヤ合板を加工すると、このように、切子?が粒になります。
あまり、粉状のものは出ません。

kakougo.jpg

それにしても、汚れますね^^;

作動させた感じとしては、工具送り時の20000mm/minってゆうのは工業用のNCみたいな動きで驚きです。
まだ具合をみながら調整しなければなりませんが、刃物が切れて切込み量が少なければユニポーラタイプのドライバでも加工ができそうです。

ベルト駆動にて、これだけの送り速度が可能であるならば、レーザーカットとかでも問題ないスピードを確保できるのでは?と思います。

懸念としては、マイクロステップで、モーター停止励磁状態にあるときの外力による軸の振れです。
マイクロステップ自体、2つある相の磁力を電気的に釣り合わせて作り出している位置なので、一定以上の力を掛けると微妙にたわむように動きます。もちろんモーターの駆動方式、掛かっている電流量にもよりますが。

切削負荷が軽いうちは対抗する力のほうが強いので問題はすくないと思いますが、切削条件が悪くなる(刃物が切れなくなるor切込み量が増えるor硬いものを加工する)と、切削抵抗も増えてしまうので、軸自体がバネで釣り合わせ保持しているような状態となりかねません。

ゆくゆくは、バイポーラ駆動にしなければならないかも。。

ベルトに関しては案外のびませんが、結構な力でひっぱっておかないといけないようです。

図面公開と木製部分のフレームキットの販売は難しいかも。
興味のある方は連絡ください。。





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木製CNC旋盤



切削能力はともかく、取り敢えず作る、加工出来る状態にするってのは大事なのかもしれません。
最初の機械の能力が低くとも加工の手順や治具を勘考して、精度の高い部品を作り交換を繰り返し機械の能力を上げていく。。なかなか余裕がなくてできませんが、とっても重要な事だと思います。。

木製CNCルーターでも、軽金属の加工はできそうなので、そうやってアップグレードしてみたいなぁ。。

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木製自作CNCレーザーカッター

BuildyourownCNCさんが、CNCレーザーカッターを!。しかも木製。



プロッタそのものな動きです。
多分私はレーザーには手をださないと思いますが、その制御方法には興味が有り。





DiY. How to build a homemade Router Laser CNC.
上記のページでは、プリンターを使いCNCレーザーカッターを構築してます。



レーザーの出力によって、結構加工速度に差が出ますね。

BuildLog.Net
このサイトでは、オープンソースなレーザーカッターについての結構詳細な記述があります。
制御にはMach3をしようしているみたいです。

ReprapのWikiにも、Laser Cutter Notesとして、レーザーについての記述があります。

DIY CNC CO2 Laser Site
このサイトの方はより大きな出力のレーザーにて金属板をカットされてます。
コントロールソフトにはLinuxCNC(EMC2)を使用してるようです。


薄物であれば、レーザーカットは切削加工に比べ加工速度が速く(レーザーの出力によりますが)魅力的な部分がありますが、木工加工での利用を考えると、切断面が焦げて黒くなってたり、???な部分もあります。

切削加工を行うCNCマシンよりも、駆動に使用するステッピングモーターの負荷は少ないと思いますが、レーザーの出力により、超高速移動が必要となるかも。


電気溶接のアークと一緒で余り目にはよくなさそうですねぇ。。。。






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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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