COBRAのサーボ取り付け加工例 | 特集｜ORIGINALMIND オリジナルマインド

概要
機器の構成とサーボモーターの取り付け

はじめに

mini-CNC COBRA 2520 に安川電機製の50Wサーボモーターを取り付けて運転してみました。
サーボモーターは、ご存知の通りステッピングモーターのように脱調がありませんので、ちょっと速すぎかな?と思うような速度でも安心して加工が行えます。
また、一般的にサーボモーターは負荷慣性モーメントが大きい機構には向いていないのですが、COBRAはリードが2ミリですのでサーボモーターとの相性は良いです。
とにかく速度が出ますので、図面をはやく形にしたいというときには、とても便利です。

(サーボにしたからといって精度が上がるわけではありません。サーボでもステッピングモーターでも精度は同じです。)

加工中の動画

クリックで動画がご覧になれます。

	ものすごいスピードで加工してみました。みるみる形になっていくので見ていて面白いです。 7,500mm/min Mach2にて。 (早送り再生と誤解されないようにMach2画面も撮影しています。)
	7,500mm/min Mach2にて。
	4,000mm/min TurboCNCにて。
	4,000mm/min TurboCNCにて。
	LCD&10KEY用のケースをつくってみました。荒加工 1,000mm/min Mach2 材質:POM
	仕上げ加工 2,000mm/min Mach2 材質:POM
	仕上げ加工 2,000mm/min Mach2 材質:POM

加工したものの写真

LCD&10KEY 用のケースをつくってみました。(クリックで拡大できます。)

機器の構成

mini-CNC COBRA 2520
安川電機 50Wサーボモーターとドライバのセット(SGM- A5B312,SGD-A5BP)または(SGM- 01B312+SGD-01BP)もおすすめ。
CNC-4AXIS(CNC用ドライブ基板)
CNC-4AXIS用拡張入出力( CN2)コネクタ
DC12VとDC24Vの電源。今回は以下のものを使用しました

便利なサーボ化キットをご用意いたしました。

回路図

CNC-4AXISの拡張入出力コネクタ(CN2)に各信号を接続します。
理想的には原点センサやモーターイネーブル等も配線したほうが良いのですが、今回は最小限の配線としました。

拡大
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サーボモーターの取り付け

今回使用するサーボモーターは、取り付け穴のピッチがCOBRA に標準で付属しているステッピングモーターとは異なるため、ピッチ変換のための板を製作しました。また、ステッピングモーターの場合はシャフト径がΦ6. 35でしたが、サーボモーターはΦ6のため、XY軸についてはカップリングを、Z軸についてはプーリーを変更しました。

サーボモータードライバの設定ファイルダウンロード

SGDA5BP.SGD

速度ループゲインと位置ループゲインはいろいろといじってみたのですが、結局デフォルトの値となりました。
電子ギヤ比の設定については、下記の通り、1パルスあたりの移動量を0.005mmとしています。

電子ギヤ比 =(B/A) = 2048×4×1 / 200×1 = Cn-24/Cn-25 = 8192/200

通常、COBRAを標準のステッピングモーターで動かす場合には、QUATT RO-1のマイクロステップ分割数を1/8に設定して使用しますので、分解能は0.00125mmとなります。かなりの高分解能ですが、これは精度のためというよりは、なめらかな動きを実現するために細かくしています。サーボモーターの場合は、それほど分解能を細かくしなくても、充分になめらかな動きが得られますので、今回は0.005mmとしました。

CNCソフトの設定ファイルダウンロード

TURBOCNC.INI(TurrboCNC用設定ファイル)
cobra_cnc4axis_ser vo.xml(Mach2用設定ファイル)

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