CNCの自作(1)

ThingiverseからBubblegumCNCのSTL_DATAをDownloadし、ずーっと以前にYahooオークションで安価で落札したProxxonのXYテーブルに付けてみた。

CNC
CNC

GRBLController+Arduino(GRBL)+Driverでうごかしてみたが・・・秋月の1000円のST-42BYG020(NEMA17)のバイポーラ接続ではトルクが足りないようで、うまく回っているところもあるが、途中でグッグと大きな音を立ててブレーキがかかってしまう。ドライバー(TB6560)の電流を上限まで上げても回転音が大きくなるだけで改善しない。

秋月のページでトルクデータをよく見てみると、ST-42BYG020は静止トルク:1.6kgfcmでONOSOKKIのトルク変換ページを使うと0.157Nmと、ギアつき700円の17PM-K044-AKZは0.27Nmなのでずいぶん小さい。今までこちらのほうがトルクが大きいだろうと信じ込んでいたが、逆だった。3dプリンターをこれで作っていたら失敗していたかもしれない。ギアつきのステッピングモータに変えるか、さらにトルクのあるST-42BYH1004(これは少し値段が高いし、大きい)に変える必要がある。

*その後、3dプリンタのExtruder用のステッピングモーターをはずして、このCNCに接続してみたら一軸だけだがちゃんと動いた。やはり上記推測は正しかったようだ。早速、秋月に注文しなきゃ。ただしZ軸もこれで良いのか?重いスピンドルモーターを上下させる必要があるが。ちょっと心配。ただ、まだその上下機構をどうするか?考え中。

交換した3DプリンタのExtruder用のステッピングモーターはこのST-42BYG020でも充分に機能した。試しに先のボルトナットをプリントしてみたが、なぜか少し音が変わったがフィラメントの送りはまったく問題なくかった。

 

 

Thingiverse

この数ヶ月は電子工作はほとんどご無沙汰で、もっぱら3Dに心を奪われているが、その3Dフリーク達が訪れるサイトがThingiverse.COMだが、なかなか素晴らしい。自分で作ったものをUploadしてshareしたり、ほかの人が作ったものをDownloadしたり出来る。

今日見つけたのはPlanetary Gear Box for Small Stepper Motorというプリンタを分解したときに出てくる、小型のステッピングモーターをギア化モータに出来るギアだ。早速作ってみた。

Gear1
Gear1
Gear2
Gear2

ひとつのモータ軸ギアに3個のギアが衛星のように回転し、さらにその外周を取り囲むギアがある。よく電気ドリルなどに用いられているギアだ。確か前にaitendoで100円で買ったステッピングモータに付けてみた。ネジはちょうどNema17と同一で1STEP回転角も1.8度(元は7.5度)になるらしい。

プラスチックギアなので油やグリスが使えないので回転するとかなりうるさそうだが、軽量の100円ステッピングモーターができた。但し、そのままプリントすると、SUNのギアが大き過ぎて干渉するので(これもDesignSparkでシミュレーションができる。)0.9倍にした。

3DPRINTERの自作(6) 

今回の製作パーツはこの部分。

Yend
Yend

Y軸のベルト駆動部分がほぼ出来た。といってもまだ完璧ではないが。というのはリニアベアリングブッシュの取り付けは、超簡易の3Dプリンターであるグルーガンで取り付けてあるだけ。(数万円の3Doodler2が話題になっているが、ダイソーのグルーガンでも原理は同じ。いつかこのグルーガンを改造しホットエンドを0.5mmくらいにして、PLA樹脂が使えるようにすれば、自家製3Doodlerが出来るのでは?と、思っていたところ、Instructablesのページで3dPrinterを検索したところ、Hot Glue GunをExtruderにした、面白い記事を書いておられる方を発見。Goodです!)
この3dプリンターが稼動したら、専用のパーツを作ろうと思っている。

ベルト固定パーツ
ベルト固定パーツ

フロッグの底部に作成したアルミ製のベルト固定パーツ。アルミ板をL字に曲げ金鋸でスリットを作り、両方向からのベルトを同時にスリットに入れ折り曲げる構造にした。ベルトは引っ張りながらインシュロックで固定したが、バネによるテンションはつけていないが、まずまずか?

Y軸エンド
Y軸エンド

Y軸endは624ZZのベアリングをL型金具を利用して固定したがうまく動いている。Timing BeltはGT2と言われる6mm幅で2mm間隔の歯がついたもの。モータープリー4個とタイミングベルト1mのセットをeBAYで購入した。

リニアブッシュの固定
リニアブッシュの固定

先に記述したようにリニアブッシュはフロッグに大量の樹脂を流し、固まらないうちにブッシュを押し付けるという方法で固定した。まあ、いつか外れてしまうだろうが、外れたらまた接着すればいいか?と。

Motor Gasket
Motor bracket

 

Y軸モーター
Y軸モーター

モーターは秋月のモーター(17PM-K044-AKZ 1個700円)のプーリーを外したもの。安くても充分なトルクがある。このプリーは専用工具じゃないときれいに抜けないかとおもったが、Q&Aに書かれている方法で簡単に外れた。同じく秋月のプリーがついていない1台1000円のST-42BYG020のほうがトルクは大きいと思われるが、12V駆動すると熱くなるので、没。ステッピングモータドライバで電流調整をすれば、いいのかもしれないが・・。
Motor 取り付け金具はアルミ板で自作。万力で曲げる部分を挟んで一気に力を加えると、意外に綺麗に曲がる。曲がらなかったらハンマーで整形する。モーターの穴あけは22.5mmのホールソーをAMAZONで購入した。この取付金具はY軸に1個、z軸で2個使用する。X軸はL型に曲げず平板のものを使用する予定だが・・X軸が一番難しそうだ。X軸のモーター取り付けと、プーリーの格納をどうするか、3dプリンターで作ってしまえば簡単だが....。次はz軸の予定。z軸を置いてみた。

Frame2
Frame2

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