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CNCフライス盤

ものづくり文化展2011 中古品賞受賞作品

選定者のコメント:
ここまでのものを自分で作ってしまう凄さに感動しました。
ものづくりのこだわりが熱く、情熱を感じることができました。

製作者の情報

製作者 矢内様
Webページ MECH-LABO

使用している製品・部品

  • CNC-4AXIS
  • Mach
  • タイミングプーリー、タイミングベルト、ベアリング、シャフトホルダ、リミットスイッチ、金属端材、樹脂端材、樹脂板、アルミ縞板、ハンドル、取っ手、スライドレール、セットピース、エアーホース、エアー継手、サーボモーター+ドライバ、デジタルオペレータ、電源、電線、ソレノイドバルブ、タッチパネル液晶ディスプレイ、ブレーカー、電磁接触器、サーマルリレー、ノイズフィルター、端子台、DINレール、コネクタ、ソリッドステートリレー、ファン、フラットケーブル、リレー、リレーソケット、非常停止スイッチ、スイッチボックス、フェライトコア
    などなど...

製作者のコメント

オリジナルマインド様のCNC基板「CNC-4AXIS」と自作回路で使いやすく実用的なCNCフライス盤を製作しました。 氷加工機械などを開発・製作しているので、どうしてもステンレスを削る必要があり、 剛性が高く、自分の部屋に設置できる最大サイズを考慮し、ベースマシンは寿貿易のM45Aを使用しました。 XYZ軸にそれぞれ安川の400Wサーボモーターを使用。


スペック

  • X軸ストローク:360mm
  • Y軸ストローク:240mm
  • Z軸ストローク:330mm
  • テーブル:730mm×210mm
  • 主軸速度:60~3000rpm(12段階)
  • 主軸テーパー:MT-3
  • 主軸モーター:三相200V750W
  • 質量:約400kg

写真

本体全体図
ずっと使う道具なので使いやすさを追求して作りました。
本体とペンダント操作盤
小さなフライス盤ですが、操作盤はペンダント型としました。
ワークの着脱時にはアームで大きく旋回できるので邪魔になりません。
クイル用DRO
クイル用のDROとしてミツトヨの測長ユニットを取り付けました。
非常停止スイッチも取り付けました。
ペンダント操作盤
液晶モニターはタッチパネルになっているので、Machの画面の簡単な操作が可能です。
細かな数値の入力などの操作はワイヤレスキーボードで操作するようにしています。
運転モードは3つで、マニュアル、NC、CNCで、CNCモードではMachでのオペレーションとなり、NCモードでは簡単な自動送りや、ドリルモード、JOGモード等を備えています。(動画ご覧ください)
特にドリルモードでは、ドリルを一度上昇させて切粉を出してから再び加工を行う「ペッキング動作」をさせるプログラムをしました。
マニュアルモードは通常の手動フライス盤として使えます。
DRO部
台湾のメーカーCARMAR製のDROも取り付けました.。
制御盤内部
制御盤のケースは、実はプラスチックの押入収納ボックスです。(^^;
自分が使うだけなので安く済ませました。
サーボモータードライバは将来的にA軸を追加する事も考えて4つ入れました。
架台と制御盤
架台は鉄アングルを溶接して作りました。
スライドレールを使って引き出しも作りました。
制御盤内は一定の温度に上がるとファンが回るようにしています。
操作盤回路1
回路はPIC18F452とPIC16F873Aを2個ずつ使い、CCS社のC言語でプログラムしています。
送り速度はボリューム値をPICでA/D変換して変速できるようにしたりしています。
自分用に1台しか作らないので専用基板は作らず、ユニバーサル基板で作ったので電線が盛りそば状態です。
MPGはちょうど黒のFANUCの中古品を見つけて取り付けました。
操作盤回路2
操作盤のスイッチ部の裏側です。派手好きなので照光スイッチばかり使ったので、電線がグチャグチャです。
操作盤製作中
スイッチのレイアウトを考えるのに苦労しました。
使いやすさと盛り込む機能を考えるのに長時間かかりました。
クーラントノズル等
ノズルはエアーブロー用とバキューム用とクーラント用の3種類を付けました。
クーラントポンプ
クーラントポンプを簡単に作りました。
ステンメッシュとバイク用のフューエルフィルターで戻ってきたオイルのゴミを取り除いて循環させています。
バキューム+クーラント部
バキューム用に安物のサイクロン掃除機を付けています。ソリッドステートリレーで制御しています。
簡単に取り外せるようにして普段の工場の掃除にも使えるようにしました。
ガススプリング取り付け
ヘッドの重量が負担にならないようガススプリングも取り付けました。
ボールねじホルダー
XYZ軸のもともと付いていた台形ねじをボールねじに交換しました。
それぞれKURODAの精密ボールねじにさらに与圧をかけてもらった物を使用。
かなり高価でしたが肝心要の部品なのでここはケチってはダメですね。
ネジホルダーはデンスバーで作りました。
アーム部溶接
ペンダント操作盤のアーム部の製作です。
鉄角パイプを溶接して後でペンキを塗ります。
アームパーツ
アームの関節部分のパーツです。
オリジナルマインド様から頂いたシャフトホルダーとクランプレバー、軸はアルミを削り出して作りました。
アーム部完成
アーム部の完成図です。
関節は2ヶ所で大きく動かせますので使いやすいです。
Y軸部製作パーツ
Y軸部の製作パーツです。X、Z軸にもサーボモーターのマウント部品を作って取り付けました。
切粉ガード
市販のクリップ拡大鏡のクリップとフレキパーツを使い、POM材を削って作ったパーツでポリカーボネート板を取り付けて切粉ガードを作りました。
引きネジ
ツールの引きネジも鉄の丸棒と六角棒で各種製作しました。
切削中
手送りでは不可能だった複雑な形状のパーツも削り出せるので感動です♪
作品01
アクリル板に文字も簡単に彫れます。
作品02
ベアリングホルダーなど思いのままに作れるので、今後の工作が楽しみです。
CAMソフト
CAMソフトは「ArtCAM Pro」を使っています。
バンドソーパーツ
氷を切るバンドソーの樹脂パーツを作ってみました。
オリジナルマインド様から頂いたMCナイロン端材から、一気に12個まとめて削り出しました。
バンドソーパーツ完成
サイドカッターでスリットを入れてバリを取って完成です。
左の白いPOM材でできた部品がもともとバンドソーに付いていた消耗部品で、それから採寸しArtCAMでツールパスを生成し、MachでGコードを読ませて走らせました。
作品一覧
まだいろいろな材質で切削速度等を試しているところです。
近いうちに立体の切削もしてみようと思います。
今後のものづくりが加速しそうです♪

動画

三浦様の作品 < 応募作品一覧:2011年 > Ohsato様の作品