カテゴリー「CNC」の13件の記事

CNC計画 vol.12 脱調対策

初切削は残念な結果でしたが、ちゃんと対応を考えていかないといけません。
エンドミルが折れてしまうのは切削速度とか切り込み深さとか、yosiko2さんにアドバイスもらった
切り粉の処理とか、色々試しながら経験値を上げて行くって感じでしょうか。

ただ、後半で円盤の切り出しをしていた最中に、進路が外れてしまったのは「脱調」と言われる現象で
原因は色々考えられるのですが...

今回の切削跡を見ると、なにかの拍子にY軸の駆動が止まり、数秒後に再び動き出した
という感じかなと思います。
ここまでは順調に円周運動をこなしていましたので、ここで突然の不調の原因を考えると
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「モータードライバーの加熱による誤作動」かなと推測しました。
ドライバーチップには放熱用にヒートシンクが付いているのですが、それを触るとかなり熱い。
という事で、冷却ファンを設置することにしました。

アルミのアングルで片持ちのフレーム構造。
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これを制御基板の上から覆い被さるように設置。
ただ、これってメンテナンス性が最悪です。(^^;
取り付けた後で、コネクタが外れているのに気がついたら、「え?手が入らないじゃん。(^^;」
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冷やすことで効果が確認できたら、マウント方法を再検討することにしましょう。(^^;
考えてみたら、元々この木の上に配置しているのはテンポラリーで、最終的にはアルミケースに
納めようとか考えていたんだっけ?(^^;
なんか、結局このまま行くんだろうなぁ。(笑)

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CNC計画 vol.11 化学と物理(金属切削)

ひと月ほど前に依頼を受けていたコンチョ。
エッチングが(段取り多くて)面倒なので切削加工に移行してから、って先延ばしにしてたんだけど
切削の方が遅れてるので、取り急ぎエッチングで作る事に。(^^;
はい、こっちが「化学」ですね。(笑)
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段取りできればここから1時間は手が空くので切削でも行ってみましょう!(こっちが物理)
このピカピカの素材面がそのまま生かせると仕上げが楽でいいんだけどなぁ。(^^;
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順調順調と思っていたらなんか異音がしたぞ。
あ~、エンドミルが折れてるし。(^^; 最初だから用心して超低負荷で削ってるはずなんだけどなぁ。
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0.5mmのエンドミルは2本しか持って無くて、昨日今日で両方折れたので文字の切削は続行不可能。
外周の切り出しはエンドミルを交換しての切削なのでそちらも試してみましょう。
おおそうだ、全景の写真も撮っておくか。手元にはしっかり非常停止ボタンが。
そして、これが集塵対策のダンボール箱。(笑)
超低速、低負荷での切削なので切り粉は全然飛び散ってませんけど。(^^;
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そしたら動作音が突然大きくなったので、すかさず「緊急停止!」
あら、脱調? ここまで順調だったのになぁ。(^^; ふう、なかなかうまく行かないな。
物理の時間はこれで終了。
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しょうがないので化学の力に頼りましょう。
こちらは手間はかかるけど、慣れてるので安定の品質。
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今回、メネジのロウ付け用のジグを用意。
コンチョが載っているのは1インチのネジ込みソケット。サイズはバッチリだったけど
これだとコンチョを下から炙れない。上からの炎だけだと均一に温度を上げられないので
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結局ソケットはお役御免。
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この後、黒染めから~の
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ペーパー掛け(800→1200→2000)
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最後にバフがけして完成。
映り込み過ぎて撮影が難しいっす。(^^;
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切削コンチョが世に出せるのはいつになるやら。(^^;

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CNC計画 vol.10 ようやく初切削

しばらく情報アップが途絶えておりました「CNC計画」
一応、牛歩のごとく進んでおります。(^^;

連休中は頼まれ仕事を優先したので、最後になってようやくいじる事ができ、エンドミルを取り付けて
初めての切削に挑んだのですが...
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最初が右下。φ38の円を描く予定ですが、はみ出しちゃったのでアボート。
位置を変えてスタートしたのが左上。円になってません。
円を描くにはX軸、Y軸は常時動くはずなのにX軸が途中で止まっています。

その時点では「スピンドルモーターが稼働しているとX軸が止まる?」と思ってました。
それならノイズの影響だろうな、と。
(ノイズの影響を嫌ってブラシレスモーターを使っているのですが)
でもスピンドルの動力線とX軸のステッピングモーターの線は同じダクトを通っていないんだけどなぁ?

会社の制御設計の人に相談すると、
・動力線と制御線(この場合はステッピングモーターへ行く線)を離す
・上記線を平行に配置しない
・ケーブルをアルミフォイルで包む(シールド線にしちゃう)

金曜日の会社帰りに秋葉へ寄ってシールドケーブルを買ってきました。
取りあえずX軸のケーブルを交換して、スピンドルモーターのケーブルは直づけなので
アルミフォイルで包みました。
これでテストすると...やっぱりダメ。(^^;

で、スピンドルを停止してやってみても状況変わらず。(あれ?スピンドルのノイズじゃないの?)
次にスピンドルの動力(DC48V)を根元から停止。
これでも状況変わらず。

って事はここに来て、原因はノイズじゃない可能性が浮上。(^^;
そうなると疑わしいのはスッテピングモーターの制御系のarudino、その上に載ってるCNC shield、
モータードライバのDRV8825。

まずはX軸とY軸のモーターへ行く線を入れ替えてみた。
するといままでX軸で出ていた事象がY軸で出るようになった。もちろんX軸は正常動作。
次は配線は元に戻して、ドライバのDRV8825を入れ替える。
すると再びY軸に不具合。

これで原因はX軸用で使っていたDRV8825と判明。
そして、ここまで来てようやく思い出した。
「そういえば、こないだケーブル引っかけてX軸のドライバのピンが曲がったので予備と交換したんだっけ!?」

はぁ、原因は私でした。ドライバを交換した際に可変抵抗を調整してMAXの電流値を設定する
必要があるって事を忘れてた~(爆)

それを調整すると...ちゃんと動く~、スピンドル回しても平気~(笑)
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もっとも、この直前にスピンドルモーターを起動せずに動かして0.5mmのエンドミルを
折ってしまったのは内緒だ。バキッ!!☆/(x_x)
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あと、X軸を反転動作させていたら(パソコンの画面に向かった時に動作が同じになるように設定したつもりだった)
文字が鏡文字になってた。(笑)
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(さ)さんに言われてたけど、たしかにMDFはケバケバになるね。(^^;
今日の所はここまで。
エンドミル買わなきゃ。(^^;


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CNC計画 vol.9 革が一段落で配線工事再開

レザークラフトを優先して少しお休み状態だったCNCですが、一段落ついたので再開です。

革の方はこんな感じ。いつものハンドルバーポーチ。先日の「赤」に触発された方がお二人。
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箱も新たに注文しました。しかし、最初に用意した20個が無くなって追加を頼む事になるとは
思わなんだ。(^^;
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さて、CNCの方ですがリミットスイッチからの配線とステッピングモーターからの配線でゴチャゴチャ。
なので本体の背中に制御ユニットを搭載して、機内で配線をまとめる事にしました。
電源ユニットはかさばるのと2台もあるので(DC24VとDC48V)これは外置き。
取りあえず、木の板に制御装置を配置しちゃいます。
いずれはアルミのケースにまとめようか?とか考えているけど、ずっとこのままかも。(笑)

機内配線といっても本数があるので、どうまとめようか色々考えていい物に思い当たりました。
それは「配線ダクト」
制御盤の中で配線をまとめるためのものです。
これの一番小さなサイズ(30mm×30mm)を手配しました。
それを背面の上部と左側に取り付けて、配線作業の開始。
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端子台は電源ユニットと非常停止ボタンへの接続用。端子受けしていた方がなにかとやりやすいので。
その左にあるリレーは非常停止ボタンを押した時にステッピングモーターとスピンドルモーターへの
電源供給を停止するためのです。
制御ユニットのCNCシールドには非常停止の入力はあるのですが、それはソフト的な停止だけなので
電源断も同時に行おうと言う訳です。

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非常停止ボタンはこんな風に小さなボックスに取り付けてあり、本体から少し離れた所でも
操作可能にしています。いずれ機械本体は防音?防塵?ボックスの中に納める予定なので
本体に取り付ける事はやめました。
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あとの心配はこの配線ダクトとかに切削中の粉じんが貯まったりしないかですが、
それは実際に使い始めてから状況を見て対処する事にします。

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CNC計画 vol.8 配線&試運転でほぼ完成

リミットスイッチを取り付けるために、まずはハンダ付け。
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組立中の写真が無いけど(^^; サクサク組んでます。
可動部分に行く電線はケーブルキャリアの中を通してあります。
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各リミットがちゃんと動作するかの確認で、ステッピングモータを外した状態でテスト。
業界用語で言うとこの「M単」というやつですね。(^^;
最初、リミット叩いても止まらなかったので焦りましたが、GRBL側でハードリミットONの設定を忘れていました。
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リミットの動作確認もOKなので、モーターを取り付けます。
メンテナンス性を考え、モーターの配線はコネクタ接続にしてあります。
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Y軸もケーブルキャリアを使い、配線はアルミフレームのミゾの中を通しています。
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Y軸のリミット配線も同様にミゾの中。ミゾ用のカバーを取り付けてあります。
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リミットが付いて、オーバーランで機械を壊す心配が無くなったので、各軸の精度出しの調整を始めます。
構造物はほとんどアルミ製なので、マグネットスタンドが付きません。(^^;
なので鉄製のプレートをネジ止めして、そこへマグネットベースを固定。
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一応、この測定方法で動作ストローク250mmに対し5/100mm程度の精度に収まるように調整しました。
もっとも、機械加工面がひとつも無くアルミフレーム同士の接合がメインですから
そこまで精度が出てれば御の字というとこでしょうか。(^^;
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スピンドルモータを取り付ける前に、ペンを付けて円を描く動作をさせてみました。
こないだの単純な動きよりは少しマシ(笑) 動作音が面白いです。
京急電鉄のドレミファインバータを思い出しちゃった。
ここまで行けばメカ的にはほぼ完成、と言っていいかな。
まぁ、メカは一応「プロ」ですから、ここでつまずく訳にはいかんよね。(笑)

まともに動作する事が確認できたので、スピンドルも取り付けました。
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arudinoやブラシレススピンドルの制御基板へ行くケーブルがゴチャゴチャでスパゲッティ状態。(^^;
次はこれをなんとかしないとね。
電源ユニット以外の制御基板関係は本体背面に搭載して、ケーブル長を短くしようと思ってます。
それ用の箱を作らないとな。
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私のCNC計画がサクサク進んでいるのはこちらのサイトで情報発信されているmirror nerrorさんのおかげです。
特にGRBLやbCNC等のソフト系の話は本家サイトは英語なので、それを判りやすく記述してくれているのでとても助かりました。
改めて感謝申し上げます。

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CNC計画 vol.7 追加工のため解体、革もあり

組み上がったCNCですが、リミットスイッチやケーブルガイド取付用の追加工をするため一度解体します。

その前に、依頼を受けてる革ポーチ製作の下準備も平行して進めましょう。
ヘリ返しした部分に圧をかけて接着します。
今回は革楽屋店長のアドバイスもあり、側面に斜め漉きを入れています。
これでひっくり返しが楽になるといいのですが。(^^)
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さて、この革の段取りしてからCNCの解体作業。写真が無いけど、全バラし状態です。(^^;
穴開け位置にポンチでマーキング。
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今回はタップを開ける数も少ないので、ボール盤にタップを噛ませて手で回していきます。
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何山か切り込んだらチャックを開放して、あとはハンドルで。
家の中でこんなに切り粉をまき散らしている事は内緒だ。バキッ!!☆/(x_x)
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各ブラケット類も製作。金ノコでギコギコ切るのは疲れた。(^^;
うちにもコンターが欲しい。(置くとこ無いけど)
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動きに渋さがみられたY軸をシムを追加して再調整。
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フレームの接続部で組立ずらかった箇所の穴を貫通させて、ボルトを外側からねじ込めるように改造。
これで解体、組立が簡単になるかな。
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スカタン食っていたY軸のリミットもブラケットの穴位置を修正して、ちゃんと作動するように。
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次はX軸のリミット取付...と思ったら、あら!?加工漏れ?タップが開いてない。(^^;
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他の箇所の組立をするにもネジが足りないので今日はここまで~。
ささ、切り粉の掃除しなくちゃ~。(笑)

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CNC計画 vol.6 作動テスト(仮)

一応組み上がりましたが、配線用のブラケットやらリミットスイッチの取付やらで追加工があるので
一度バラすことになります。

今朝はチマチマとケーブルにコネクタを付けるための端末処理をしていて、ケーブルの用意ができたので、
仮配線で一度動かしてみる事に。
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つまらん動画だけど(^^;、見たい人はこちらへ
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CNC計画 vol.5 取りあえず仮組み

先週、Y軸を組んでいて発覚した「カップリングが長くてモーターブラケットが合わない」事件。
原因が判りました。
当初の設計では、各軸共ブラケットの寸法が微妙に違っていたので、それを1種類に揃えて作っていたのに
Y軸の取り合い側の図面修正を忘れてました。(^^;

なのでX軸、Z軸はそのまま組む事ができました。
Y軸はモーターブラケットの取り付け穴を長穴にして修正完了。

ボールネジの自由側は軸端にベアリングをセットし、軸用止め輪で止めた状態からベアリングユニットに組み込みます。
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各軸とも仮組みできました。
左のY軸だけが上下ともアルミフレームなので精度がいまいち。(^^;
真ん中のX軸、右のZ軸はアルミ板で構成してるので、こちらは問題無し。
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可動部の動作は問題なさそうなので、きっちり締め付けた状態から1本づつボルトを外して
ネジロックを塗布して締め直し。
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次はアルミフレームに組み付けしていきます。
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写真ではブラケットを締めていますが、この他にアルミフレーム同士を直接ボルトで締め付ける方法も併用しています。
ただ、これが殊の外組みづらい要因になってました。
ボルトが完全に外側にいて締めるのではなく、ミゾの中にボルト頭が入っていて、六角レンチを差し込む穴だけが
貫通している形。
これから何度か組んだりバラしたりするので、この方法はいまいち。(^^;

なんとか組上げました。
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せっかくなので、完成予想図の状態まで。ステッピングモーターとスピンドルも付けてみました。
どうせ、またバラすんだけどね。(^^;
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これからリミットスイッチの取付検討と、配線ルートの検討。
この辺は現物が形になって、それを見ながらの方がアイデア浮かぶかな?と、あえて図面には起こしてませんでした。

ちょうど「秘密基地開放日!」ってアナウンスがあったので、お手伝いがてら行ってみる事に。
ブラケット類を少し作ってきました。
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これは本来、アルミフレーム組立用のブラケットなんだけど、余ったというか使わなかったので
リミットのドグとして採用するために角を斜めに削りました。
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あとは、ケーブルキャリア取付用のブラケット。
ほんとはネジ止めでアングルとフラットバーを接続するつもりでいたんだけど、
「溶接する物は無いの~?」って、溶接作業をしたがっている人がいたので、溶接してもらいました。(笑)
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まずはY軸の配線用のケーブルキャリア取付。テーブルの下にうまく納める事ができました。
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Y軸のリミットは同様にテーブル下にこんな感じで取付予定。
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バラす前に1度、仮配線して動かしてみるかなぁ?

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CNC計画 vol.4 しばし足踏み

ようやくAliExpressのお店から正しいスライドガイドが届いたので、組立完成まで行けるか!?
と、思っていましたが色々伏兵が現れ(笑)ちょいと足踏み状態でした。

一つ目は伏兵でもなんでもなく、依頼を受けていた革の小銭入れ、こちらもそろそろ納品しないといけないので優先作業です。

作業台がすっかりCNC用のパーツに占領された状態ですが。(^^;
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これが完成図。(これは試作した物。革を支給していただいたので、いきなりそれで失敗すると大変ですから試作しました)
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接着剤が乾くのを待つ合間にあちらの製作作業を。
まずは、先週の時点でケガキ間違いが発覚したプレート。3mmの違いなので結局リューターで削って長穴に。(^^;
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次にY軸テーブルにボールネジを組み込み。
う~ん、レベルが合っていないのと、軸長が長い?軸受け位置が合わないなぁ。
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Y軸は固定側も移動側もアルミフレームなのでレベル差が出るのは想定の範囲内。
どこかにシム入れてレベル調整。
今度の場合はボールネジの軸受けを上げてやればいいので真鍮のシムを0.3mm入れました。

次は軸長の問題。
この軸受け、カップリングが付いている側(固定側)はアンギュラ玉軸受けが2つ向かい合わせで入っています。
軸に段が付いていて、片側はその段にぶつける、反対側は軸にネジが切ってあり、ナットで締めて固定する。
それでこの軸の位置は固定側の軸受けで決まってしまう訳です。

なので反対側の軸受けは軸方向に動くはず...。(軸受けの中でベアリング外輪がスライドするって感じ)
でも現物はベアリングを手で押しても動かない。
結局プレスで押してベアリングを外してみました。このハンドプレスの一番力がかかる位置でないと
抜けて行かない位固いはめ合い。
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外れたベアリングを穴の上に載せてみても、このままでは入らない状態。
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穴の中を見ると...真っ黒。塗装してあるじゃん。(^^;
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ペーパーかけて塗装落としました。
それで内面にグリスを塗ってベアリング組み込み。
これでベアリングが軽く軸方向に移動できるようになりました。
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で、次の問題は(まだあるんかい!?)

カップリングの全長が長いって事。
これは私が設計した際にカップリング全長をよく確認しなかったのが悪いのですが。(^^;
カップリングを交換するか、ステッピングモーターのマウント位置をずらすか。
まぁ、マウント側の穴をまた長穴にするやり方かなぁ?(^^;

来週末は3連休だから、そこで本体は仮組完成まで持って行きたいとこ。
そこから配線とかリミットスイッチの取付とか、各軸の直角度調整とか、やる事は一杯あるし。(^^;

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CNC計画 vol.3 タッピングボール盤

今日は60個ほどのネジ切りに備えて、ボール盤を改良します。
朝早起きしてハンダ付け作業。
ちなみに5時頃ね。
西村さんから「こんな時間にいいね!してないで早く寝て下さい」って言われたけど、
夜更かしじゃないもん。(笑)
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今までタップ立てる時は、下穴開けた後にボール盤にタップを咥えさせて最初の1山2山くらい切り込んだ
ところでチャックを開放し、そこからはタップハンドルで手回しでタップを切ってました。
こうするとタップが垂直に入るのでネジが曲がらなくていいんですよ。

ただ、5個、6個程度のタップならそれでもいいけど、数が多いとちょっとめんどくさい。(^^;
世の中にはタッピング専用のタッピングボール盤というのもあって、レバーを押すと正転、
力が掛かっていないと停止か空転、レバーを押し上げると逆転するんだって。
せめて、逆回転できればなんとかなるかな?って事でやってみることに。
幸い、我が家のボール盤はインバーター駆動になってるので、接点入力で正転、逆転ができます。
なのでそのためのスイッチを増設してやろうという訳です。

レバーの根元に正転用スイッチ、逆転用スイッチの2つを配置。スイッチを押してない時は停止です。
これでレバーを押しながら正転スイッチを入れてタップ立て。適当な位置で手を離し停止。
次はレバーから手を離し逆転スイッチを入れるとタップが上に抜けて来るっていう仕組み。
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結果は上々。これでタップ加工はサクサクいけました。主軸の回転数は100min-1くらい。
アルミにM5、M6のタップなのでたいして力もかかってなかったし。

ただ、使ってみると逆転用のスイッチはここじゃなくても良かったな。
一回逆転指令が入ったらそのままタップが抜けて昇降部が上端部に戻ったところで自動停止すればいいよね。
そのためには簡単な回路組まなくちゃいけないので、それはまた今度って事で。(^^;
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これで加工は一通り終わったので、いよいよ組立作業に入ります。
その前にシンナーで青ニス落として
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これはY軸。実際の姿とは上下が反転しています。組み立てる順番をよ~く考えながらじゃないと
組めなくなる可能性がありそうだな。(^^;
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左右のスライドブロックをつないで、レール、ガイドの芯出しです。
本職の方ではLMガイドを使った装置も設計して、工場での組み立て試運転なんかも見てるので精度が心配だったけど、
思った以上にラフな精度でも問題ないみたい。(^^;
スムーズに動いてくれます。
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ボールネジを取り付けるボルトの手配漏れがあったので、ここで中止。
同様にZ軸も組み立てます。
こちらはスライドブロック側が1枚のプレートに付いているので、調整代は穴のガタ分だけ。
レール側もゆるめに締めて、動作させながら締めていく感じ。
ほんとはダイヤルゲージでレールの平行を見ればいいんだけど、レール断面が円だから
ダイヤルを当てずらい。しかも構造物がアルミなのでマグネット台座が付かないし。(^^;
なので、スムーズに動けばOK牧場!
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こっちの方の組立がより難しいかも。(^^;
自分で組むから「設計者出て来~い!」なんて言われないからいいやね。(笑)

そうそう、写真右下に見えるプレート、ケガキが間違っててボルトピッチが3mm小さかった。(^^;
どうやってリカバリーするか思案中。(^^;
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革のお仕事も入っているので、今日はここまで。

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