卓上フライス盤(X-1系)のCNC化(1)

この夏、卓上フライス盤を手に入れました。いわゆる一番小さい中華のX-1系のフライス盤で、旋盤市場 というところで取り扱っているものを購入してみました。

普段CNCのルーターを使っていると、やっぱり、手動でフライス、ちまちま削るのはめんどくさい感じで、購入して一度も切削しないうちにCNC化をしたくなりました。

旋盤市場では、CNC化したものも扱っていて 最初からこちらを買えばよかったような気がしますが、CNC版は結構高価なのと、中華なCNCルーターを使っているので、コントローラーやら、いろいろと共有部品も持っているし、まあ、いろいろ余計なことで悩んで遊んでみたかったので、素のフライス盤を導入して、CNC化することにしました。

WebでみなさんどのようにCNC化をされているかリサーチしたのですが、決定版がそのままWebで情報公開されているわけではないようなので、みなさんそれぞれ苦労して作られているようですね。

CNCコンバージョンキットもいろいろなところから出ていますが、どうも構造的なところなど、ピンと来ないものが多いので、自分で設計してみることにしました。

その途中経過。

今のところ、フライス盤についてきたものはテーブル、台形ネジの送り機構などできるだけそのまま活かすことにしたいと思っており、下記のような方針で考えています。

・元からついてきた台形ネジのナット、シャフトなどそのまま使い、軸受はアルミで作り、スラストベアリングで挟んでスムーズにネジを回せるようにする。

・テーブル駆動モーターはステッピングモーターを使い、ネジには、タイミングベルト・プーリーで力を伝達する。

・ステッピングモーターは手動で一応動かせるように、両側シャフトのものを調達して、ハンドルを作ってつける(かも)。

DROもついていないので、手パルスが使えればハンドルついていなくてもそれでいい感じもします)。

・Z軸のバランスを取る工夫が必要そう(ガススプリングを使う例多し)だが、とりあえずはカウンターウェイトで安価に何とかできないかなと思っているところ。

・一通りXYZ軸をCNC化したら、スピンドルを200W程度のACサーボモーターで駆動するように変更したい。ギア割れのトラブルなど相当報告されているので、これは最終的には替えないとだめかな?

まあ、作っていくなかで、「こりゃだめだ」となってかなり変更する可能性がありますが、とりあえず当初方針ということで。

シャフトを受ける軸受とモーターをマウントする台座を10mm 厚と5mm厚のアルミ板で製作することにします。

アルミ板は、これまで金ノコでヒーこら切断していましたが、とても10mm厚のものを切断できる気がしませんでしたので、今回ジグソーにアルミ用ブレードをつけて切断してみましたら、結構簡単にきれいに切断できました。ブレードには少しミシン油を塗ったらかなりスムーズにできました。

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軸受の穴あけはシャフトが8mm 径なので、この径+α程度にきれいに開けたいのと、スラストベアリングの受けのポケット加工がしたかったので、ここは、CNCルーターでやってみました。

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今、CNCルーターは、linuxcnc をコントローラーにして使っていますので、linuxcncのページで紹介されている、ポケット加工を行うためのpythonスクリプトを使って、ポケット加工のためのGコードを生成させました。

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ワークの位置合わせは、中華の安物手パルスジェネレーターを買ってlinuxcncに接続しましたので、(参考) これを使って動かしていますが、超楽ちんです。もうこれなしには戻れません!

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ポケット加工の他の穴あけは、これから改造される卓上フライス盤を使って行いました。

DSCN2279

調達したモーター(Aliexpressで中華ステッピングモーターの安いのを購入)とアルミプレート。それから、モーターの台座は、CNCルーターの台座が樹脂でできているため、樹脂でいいんじゃないかなと思い、せっかく3Dプリンターがあるので、3Dプリンターで出力したもので使い物になるか試してみようと思っています。

白いのがPLAで出力したもの、青いのがABS樹脂ですが、ABS樹脂のは、プリント中に反りがでてNGでしたが、もったいないので、反ったところをフライスして薄くしてみたところ何とか使えそうな感じにはなりました。

どちらも100% fill で造形したこともあり、かなり丈夫な感じにはできていますが、どうでしょうか?

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試しに仮組したところの写真を2枚張っておきます。

スラストベアリングで挟み込んだ軸受はパッと見良好で、これまでよりずいぶん軽やかに回せるようになりましたのでOKそうですが、3Dプリントした部品のほうは、組み付けの方法などを十分考察しきらずに、データを作ってプリントしてしまったので、いろいろと難があり、このままではダメな感じです。見直しが相当に必要で、とりあえずアルミのプレートはそのまま使いたいところですが、プリント部品はプリントし直しになりそう。まあ、プリント部品の造形精度や強度の確認はできましたので、無駄にはならないとは思います。

続く

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“卓上フライス盤(X-1系)のCNC化(1)” への7件の返信

  1. 古い記事から失礼します。
    中華の安物手パルスジェネレーターの記事を拝見しました。
    導入するためにはどの位のスキルが必要でしょう?
    参考を拝見してもさっぱり解らないレベルですが・・
    ヒントなどご教授頂ければ可能でしょうか?
    お手数をおかけしますが ご回答頂けたら幸いです。
    よろしくお願いいたします。

    1. ありがとうございます。中華手パは、PCの25pinのパラレルポートに接続しますが、パラレルポートには5Vの電源が出ていないのでUSBケーブルなどを使って手パに5Vを入れてやる必要があります。あとはlinuxcnc の設定と合わせてパラレルポートに結線するだけです。すでにlinuxcncを動かしているのであれば、halmeterなどを見ながら結線を確かめるのがよいと思います。
      linuxcnc mpg pendant wiring などの検索語を使って調べてみたらよいかも。

      1. ご返答ありがとうございます。
        拡張ボードやドライバーが必要と思っておりましたが
        何とかなりそうな感じ?頑張ってトライしてみようと思います。
        mpgと言うのですね、検索いろいろ出てきました。

        PCのパラレルポートにはCNCが繋がっていますが
        結線する場所はピン(PCの内部又はコントローラーの内部又はケーブルコネクター)に直接半田付けするという意味でしょうか?

        早速 中華 手パ 発注してみようと思います。
        もうひと回答よろしくお願いいたします。

        1. CNCのつながっているパラレルポートとMPGは共有はできませんので、もう一つパラレルポートを増設することが必要です。
          玄人志向などパラレルポート拡張基板は見つかりますので私は増設したパラレルポートにDB25のコネクターをつけてMPGの結線をしています。

          1. ご回答 ありがとうございます。
            ハードの構成は見当が付きました。あとは設定ですね。
            先ずは何とか自力で出来るように頑張ってみます。
            ヒントを頂けて踏み出す事が出来ました。
            数週間後?どんな報告ができるでしょう (^^;

            再度 お返事本当にありがとうございました。

  2. いもがゆ さま

    1ヶ月経ってしまいましたが やっと時間が出来たので
    本日 頑張って手パ、何とか取り付け・動作しました。
    軸とスケールの選択が変。入力が反転しているのか?
    あれこれ検索して なんとか解決。 
    御礼のコメント書こうと 本ブログにお邪魔したら・・・
    数日前に答えがここに出ていたんですね^^; 負論理。

    いろいろ勉強になったうえ 便利になるって素晴らしい。
    一歩踏み出すアドバイス、ありがとうございました!

    1. こちらこそコメントありがとうございました。
      動いたようでよかったです。
      私の方でも書いたように、やってみましたが、忘れていて大変でした!

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