GW徒然

まだゴールデンウィークという感じでは始まっていませんが・・・

我が家は土曜日の午後から娘が熱を出して、今日は病院に連れて行きました。のどが結構腫れちゃっていて、たくさんお薬をもらってきました。本当なら、明日は塾も学校もお休みだったので、近所の山に登りに行こう!って話をしていたんですが、さすがにそれは無茶で、明日もお家でお休みですね。

塾のカリテも、後日テストでよいので受験したいと今朝病院に行く前は話をしていたのですが、無理でした。

そんなことで、家でお休みをしているんですが、夜寝て昼も寝るというのは無理のようで、本を読んだり、ゴロゴロしまくりの様子。ちょっとお勉強もしてみたけど、あまり無理はきかなさそうな感じでした。先日買ってあげた星新一とかいろいろ読んでました。

そうそう、今日は、昼に俄かに空が暗くなって、結構な雷が鳴りましたね。我が家のかなり近くにも落雷があり、感覚的には光と音がほぼ同時な感じ、「ピシャン!」という音が特徴的でした。

ちょうど家で3Dプリンターで印刷をしていたんですが、その落雷のせいでプリンターが誤動作して途中のいいところでプリンターが止まっちゃいました。まあ、止まっただけで壊れなくてよかったです。もっと近くに落ちたら誘導でいろいろ電気ものが壊れていたかも(まだいろいろ確認をしていないのはあるけど。。。)。

娘に雷が落ちたら家が火事になるかもって、おどかしていたんですが、夜のニュースで本当に火事になった家のことがニュースになっていて、シャレにならないです。保険には入っていても、やっぱり火事はこわい。

GW中は、仕事をいくつか片づけないといけませんが、研磨も進めたく、また、工作も少しやってみたいのがあり、合間を見つけてそれぞれちょっとずつ進めてます。今日の午後、秋葉原の秋月電子に久々に行って、予定した工作の部品を調達しつつ、娘と受験勉強の合間に作ろう!とか思って、タミヤの工作キットとか、予定にない工作の部品も買ってみたりもしてみました。

我が家のGWは遠出することもなく、そんな感じで進んでいきそうです。

Webカメラ改造の続き、鏡面研磨近況

なんだか、同じところをぐるぐる回っている気がしますが、昨日は、朝早起きして、前に少し進めたWebカメラをCマウントのカメラに改造する件と、鏡面の検査のためのフーコーテスターの改良(?)を進めてみました。

1.WebカメラをCマウントのカメラに改造する件

3DプリンターでWebカメラのCCD基板を保持する部分を作りました。最初、CADで図を描いた通りにプリントをしてみたのですが、使ったABS樹脂はかなり収縮するので、合わせてアルミ板で製作したレンズマウントと取り付けネジ穴の位置が合いません。ノギスで計測したところ、0.5%程度ABS樹脂でプリントした部品が収縮している様でしたので、逆に0.5%大きなサイズの部品に拡大してプリントしてみたところ、何とかOKになりました。

レンズのマウントは、5mm厚のアルミ板にCNCで穴をあけ、ミルスレッド工具を使ってフライスでCマウントのねじ(1-32UNC つまり1インチの25.4/32mmピッチのUnifyねじ)を切ってみました。ねじ切りは、Carmexのミルスレッド工具を買ってあったので、carmexのWebサイトで、ヘリカルねじ切りプログラムを作成して自分のCNCフライスで加工をしてみました。ねじ切り用の下穴は直径24.7mmの穴をfusion360 のCAM機能を用いてプログラムを作成し、6mmのエンドミルで加工してみましたが、機械の剛性が足りないせいか、はたまたエンドミルの径がきっちり6mmでないためか穴が小さすぎたため、最終的には24.9mmの下穴のプログラムを使って穴あけをしましたが、うまくいかない原因の追究まではできてません。

おそらく、フライスのX,Y軸駆動ねじにバックラッシュがあるため、ソフトで補正をしているのですが、補正がそれほどうまくいっていないのかもしれません。補正値は、作ったときに測った値のままですので、見直してみようかと思っていますが、時間がなかなか取れてないです。

ヘリカルねじ切りの方は、下穴の問題から何度かやり直しましたが、最終的にはレンズをしっかりねじ込めるねじを切ることができました。

Cマウントのねじ穴が切ってあるので、望遠鏡に取り付けて惑星を見るのにちょうどいいかも。または、結構このWebカメラの感度はよいようなので、自動ガイド用にもいいかも。

2.フーコーテスターの改良、と磨き中の鏡面の検査

先週、乙女高原観望会で研磨を進めたのですが、日曜朝に、現地で結構な積雪があったので、日曜の午前中の研磨作業はあきらめて撤収してきたのです。家で自習しようと思って機材を持ち帰ってきたのですが、案の定仕事で全く平日は進めることができませんでした。

なので、土曜の朝早起きして、少しでも進めようとしてみました。

まず、フーコーテスターのネジは、今まで5mmのずん切りボルトを使用していましたが、3DプリンターDIY用の部品に直径5mmの台形ネジのズンぎりとナットがとても安く売っていましたので、調達。台形ネジに取り換える作戦を実行しました。もともと切っていたねじ部をフライスで除去し、台形ネジとセットでついてきた台形ネジ用ナットを取り付けるべく、穴あけ、タップ切りに励みました。

その結果、現在のマイフーコーテスターは下のようになってます。テスターのいじくりばっかりしていて、一向に研磨が進捗していませんが気にしないことにします。

ステッピングモーターと台形ネジは、リジッドカップリングでつなげていますが、調整がちょっと煩雑でした。

なぜか、WebカメラをCマウントに改造したものを使っておらず、市販(Aliexpressで購入)の監視カメラをつけていますが、これはあまり気に入っていないので、そのうち改造したWebカメラに置き換えるかも。

台形ネジに変更したら、どちらの軸も、狙った通りに台座が動くようになり気持ちがよいです。

普通のネジを使うと、ねじとナットの当たり具合によって、ねじを回しても動くときと動きにくい時などが出てくるのですが、台形ネジは、軸方向だけ(に近い)ナットを押す力がかかるのか、そこの動きが非常に素直になりました。ステッピングモーターの回転と組み合わせて、1/1600 mm 単位で押し引きできることになっているのですが、フーコーの画像を見ていて、その解像度での動きが実際にできている感じはあります。

これで、乙女高原観望会から持ち帰った自分の鏡面を検査してみた結果が下記の通り。

鏡の真ん中のは、たぶんレンズに乗っているごみが見えているものだと思います。

前は私の鏡は、リングがいっぱいできてしまっていたのですが、それは何とかおとなしくなりました。ただ、中心部に山ができているのと(読み取り合っているかな?)、もっと問題なのは外周がだれてしまっていてよくないです。おそらく外周のところのピッチ板と鏡面の密着がよくないのだと思う。山は外周の問題をショートストロークの研磨で解決した後にオーバーハング研磨をやって修正しようと思っています。

少なくとも放物面になっていたら、こんなにコントラスト高く鏡面の不整は読めないそうです。

検査をしながら、フーコーテスターの処理プログラムもあれこれ改良。自動ゾーンテストをするときに、ナイフエッジの像が中心で対称になっていないとあまりよいデータとなりませんので、X軸(ナイフ左右)をデータを見ながら微調整してくれるようプログラムを改造。まだ完全に動いてはいませんが、X軸の位置を自動で合わせこめるのは、便利そう。

とその辺まで進めたら時間ぎれ。今回もやっぱり研磨の作業をバンバンやるところまで到達しませんでした。でも、まあ少しずつでも進めばよいと思ってやっているところです。

あとは、CNCフライスに新しく導入したモーターコントローラーを使うにあたってのlinuxcncの設定調整とかあれこれやって1日終わってしまいました。

 

3Dプリンター復活とWebカメラの改造

ここ1年ほど(もっと?)、自作した3Dプリンターの活用をしていませんで、工房の肥やしになってました。

というのも、ある時から、プリントがことごとく失敗するようになってしまい、その原因はある程度わかっていたのですが、対策する心の余裕がなかったのです。

プリントが失敗するというのは、途中でプリントしていたものが台(強化ガラス)から剥がれてしまい、プリント中の溶けた樹脂がぐちゃぐちゃにからんだ謎の物体を作ってしまうというものでした。

いろいろと調べてみたのですが、どうやら、台座の強化ガラスが歪んでしまっていることが原因のようでした。

強化ガラスを台座(ヒートベッド)に使っているのは、耐熱性がある程度あるということと、「安い」からですが、1年程度使っていると、ゆっくりと変形が起こっていたようで、プリントが失敗するようになって表面を見たら目で見てわかるレベルのでこぼこというか面のゆがみが出てしまっていました。

プリンターを使っているときは、その強化ガラスを120℃程度に加熱してそのうえで樹脂をプリントしていくわけですが、その程度の熱で長い時間のなかでは変形が進行してしまうようで驚きました。

今回思い立って、その強化ガラスを破棄して、より耐熱性の高いTempaxを導入しました。強化ガラスと比べて値段が倍以上しましたので、かなり購入するのに勇気が要りました(200mm * 300mm で5000円以上した!)。厚みも5mmとかなり重量級。あまり分厚いのはヒートベッドの温度を上昇させるのに時間がかかってしまい問題もあるのでしょうが、ここは変形のないしっかりとした台座を用意することを優先させてみました。


Tempax に変更してプリントする課題はどうしよう?ということで、安価なWebカメラ(C270)をCマウントレンズに取り付けられるようにしようと思いました。前は内蔵のレンズだけ外して、両面テープでレンズに留めていたのですが、両面テープでは時間が経つととれちゃうみたいです。

なので、この際ちゃんとしたのを作りたいと思いました。

Fusion360 というフリーの3D CADで作図して、STLファイルに変換してプリンターに送り込んでプリント中。

今のところプリンターはちゃんと動いています(自信ないけど。。。)。

鏡面研磨現況

4月に1か月ほど出張していたので、鏡面研磨はさっぱり進んでいません。

先日ピッチ盤の状況を見たら、ベコベコ。というわけで、ピッチの貼り直しからやって研磨しています。

鏡面は過修正、リングが出来ちゃっていますが、一度できちゃうとなかなか消せませんね。

ショートストロークで研磨を心掛けているのですが、一度大きなオーバーハングをかけて研磨してみたら、よけい中央が過修正になっちゃいました。なんてこったい。

FT-20160610_0002-0115

一応、研磨が終わったら望遠鏡にしようと思って、接眼部のヘリコイド、斜鏡スパイダー、斜鏡(31mm, 41mm)を買ってみました。まだまだ遠い感じですが。

また明日から出張なので、またしばらくお休みになっちゃいますね。

この間接近中の火星を20cmでみましたが、本当は今磨いているので、見るつもりだったんだよねと思いました。

フーコーテストデータ処理

フーコーテストに相変わらずはまっちゃってます。

テストをする装置の制御プログラムを改良して、測りながらゾーンごとのナイフ位置の推定をして、グラフに書き出して眺められるようにしてみました。測定プログラムは、あらかじめ指定した回数繰り返し測定を行うこともできるようにしました。設定してrunすると、ひたすらステッピングモーターを動かして計測を行ってくれます。

FT-20160309_2354-0012

上は、プログラムの確認ということで、私の持っているKenko SE200Nの主鏡(D=200mm FL=1000mm F/5) を計測してみたものです。結構まともなミラーでびっくりしました(青い線がパラボラの時に期待されるナイフ位置で、中心部はNGですが、周辺部はばっちり。中心部は斜鏡でおおわれるからパラボラにしいなくてもよいという割り切りで整形されているのかもしれず、なかなかのコスト管理が行われているのかも?と思わせる内容でした。

これだけ、まともな結果だと、この鏡の波面収差の量を評価してみたくなります。ということで、ナイフ位置と球面収差の量の関係、それから、放物面の収差量の関係はあちらこちらに書いてあるのですが、これを波面収差に換算する式を、いろいろ調べてみたのですが書かれている記事がなかなか見つかりません。

ということで、こちら も参考にしながら、考えてみました。

忘れないうちにエッセンスを書いておこうと思います。

鏡収差計算式_2

この考え方に基づき、先ほどの鏡面の波面収差を計算してみたのが下のとおりで、PVでおおよそλ/7.3 程度、RMS=λ/29.5程度になりました(ほんとかな?)。中心部の評価が十分にできていないので甘目ですが。40%より外側のゾーンが結構良好なので、もったいない気がします(中央をもっと遮蔽すればいいのかもしれませんが、そうすると回折の影響が大きく出てくると思われる)。

波面誤差200mmF5