N.T@GT-Fourのブログ一覧

まだ妄想段階ですが・・・

自宅に置いて気軽に使えるCNC加工機が欲しいと前々から考えていました。

実はCNC加工機と言うのは制御自体は非常に単純で、
簡単に言うとフライスや旋盤のハンドルをモーターに変えただけの代物、
この部分が制御出来れば精度の話を抜きにすればCNC加工機は成立します。

しかしどうやって制御すれば・・・と考えていたのですが、調べてビックリ、
ホビー用として使用できる(もちろん業務用にも使える)CNCの制御用ソフトウェアと言うのが
驚きの低価格で存在しており、CADやCAMもフリーから超高価な市販品まで色々あって、
その気になれば作れてしまう事が判りました。

メジャー所では下記がありました。

Mach3(リンクは国内販売サイト)
http://www.originalmind.co.jp/goods/03515

このソフトはパソコンのパラレルポートを使用して制御信号を出力します。
出てくる信号はモータの回転パルスと回転方向信号のみです。
ハード構成的には最も単純な割にとても高機能です。
※但しPCとの相性があり、試してみましたが我が家のワークステーションでは安定しませんでした


USBCNC CPU5
http://www.originalmind.co.jp/goods/07962

こちらは専用USBボードを経由して信号を出力するタイプ。
元々プリンタ制御用のパラレルポートとは違い、専用設計のハードを使用する為
信号が不安定になる事がなく、相性問題もきにする必要はありません。
しかし専用ボード代も加わる為やや高価・・・


planet-cnc
http://www.planet-cnc.com/

こちらも専用USBボード使用タイプ


edingcnc
http://www.edingcnc.com/index.php?taalid=2

こちらはUSB以外にLAN経由での制御にも対応している様です。


この辺のソフト・インターフェイスを導入すれば、CNCの最も難しい制御部分は
あっさりクリアされます。

残るは電気的な部分と機械的な部分です。

電気的な部分はステッピングモータやサーボモータと、
モータを制御するドライバがあれば解決します。

ステッピングモータは某オクでも沢山出品されていますし、
オリエンタルモータなら一個単位で即日出荷してくれるので入手は容易です。

ステッピングモータドライバはシーケンサ＋モータドライバの入ったワンチップICがありますので、
自作する事も簡単ですし、より高性能を求めるならオリエンタルモータのユニットタイプを
購入すると言う方法もあります。

ステッピングモータドライバの自作は、サンケン電気のSLA7078を使ったMAX3Aの電流制御型の
2相ユニポーラタイプ用ドライバを製作して実験してみました。

http://sec-suzuki.com/SLA7070M-AP-Ver4_0.pdf

モータは山陽電気の2.9Aタイプを使用し、20Vでマイクロステップ駆動等をテストしましたが良好でした。
このドライバは44Vまで使えるので、実使用時は36Vの電源で駆動するとより良いと思われます。


残るは機械部分とスピンドルな訳ですが・・・
ここで引っかかってしまいました。

XYZの3軸はボールネジとLMガイドで構成すればバックラッシュ0で高精度に作れるのですが(高いです)
大きな金属板の高精度加工と言うのは手作業とボール盤のみでは無理があります。

ここは最悪、設計だけして加工業者に発注と言う手もあるのですが、問題は主軸(スピンドル)の方で、
散々調べてみたものの市販CNC用スピンドルの構造がはっきりと判りませんでした。

また、アンギュラベアリングの正しい使用方法は理解したものの、市販のベビーチャックを使用して
適正与圧になる構造と言うのが考え付きませんでした。

スピンドルユニットに関してはネット上の情報は調べ尽くした感もあるので、
自力で先に進むのは難しいのかも知れません。

ちなみに想定している用途としては、下記の様な物です。

・プリント基板の切削(12000～18000rpm)
・樹脂・アルミ等軽金属の切削(3000～8000prm)

重量的な問題でマシン本体はアルミで作る事になりそうなので、
剛性的にも鉄を削る様な重切削はしない(出来ない)と思います。

現在、X軸(450mm)とZ軸(200mm)に使えそうなアクチュエータ、ステッピングモータとドライバは
入手したものの、全体構造(特にスピンドルとT溝加工の可否)がイメージできず、
妄想の粋を出ていません。

あと予算の問題もあるので、ゆっくり考えて行きたいと思います。
スピンドルの構造やアルミベースにT溝加工してTスロットナットが使い物になるか等、
アドバイスありましたら宜しくお願いいたします。