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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。。





おまけ。



動画左下が加工開始点で、そこまでの移動が20000mm/minの速度。
んで、そこから右に移動してくのが1400mm/min。

ちなみに最大加工範囲は500x370x100mm程度。
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テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

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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。

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