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ものづくり文化展

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CNCミニフライス (ガントリー形)

製作者の情報

製作者 Ohsato様

使用している製品・部品

製作者のコメント

2010年初めに制御基板やソフトが簡単に手に入るのを知り、MDF(圧縮木材)での試作を経てアルミ材で作ってみました。
最初はボール盤しか無くて精度も出ませんでしたが、出来上がった部品を使って少し精度のいい部品を作る→組み直してよりマシな部品を削る... という手順で徐々に精度と剛性を上げて行きました。
若い頃に学校で習った工作機械の歴史を思い出しながら楽しい時間でしたが、スピンドルのベアリングブラケットなどは5回くらい作り直しました。
オリジナルマインドからアルミ厚板などが寸法指定(高精度!)で入手できたので、テーブルやガントリー部分などの大きな部品は非常に助かりました。

ステッピングモータドライブ基板はHobbyCNCの三軸キットを購入して、久しぶりの半田付けを楽しみました。
主軸モータはマブチRS-540からRS-550を経て、現在は日本電産サーボDMN37HB(DC24V、27W, 68.6mN-m@3,800RPM)です。
定格回転数が低いため電圧を28Vまで上げて20:16のタイミングベルトで増速し、スピンドル回転数を約6,500RPMにしています。
アルミにはもっと回転がほしいですが、このくらいの大きさ・パワーで回転数の高いものが見つかりません。

エンドミル高さを合わせるときや切削しているときに見難いので、エンドミルの先端あたりを照らすようにLEDを取付けてあります。
各軸の送りモータ、スピンドルモータ、LEDなどのケーブルは、取外しのためにすべてコネクタで接続しています。
切粉の飛散を防ぐためにプラスチックフィルムのカバー(カーテン)を取付けられるようにしていますが、プラ材を加工するときは静電気であちこちにくっついて掃除が大変です。
静電気対策スプレーなども手間なので、今後の課題として、静電気対策と切粉の自動吸込みを考えています。

  • 機械の大きさ:
    - 685(X) x 440(Y) x 360(Z) (突出部含む)、ワークテーブル 450(X) x 300(Y)
  • スピンドル移動範囲:
    - 450(X) x 175(Y) x 75(Z)mm、ワーク最大高さ:65mm
  • ガイド、駆動系:
    - X軸: リニアウェイ、送りは10mm台形ネジ
    - Y、Z軸: テフロン薄板を使った自作スライド、送りはM6ネジ(真鍮丸棒からダイス加工)
    - ナットは各軸ともに、2個をスプリングで突っ張って(荷重約40N)バックラッシュ抑制
  • 機械精度:(無負荷)
    - 位置反復精度は、3軸ともに±0.01mm程度
    - X-Y直角度およびテーブルに対するZ上下動直角度(X方向、Y方向)は、0.03/100mm程度
    - ベッド面に対するスピンドル振回しは、0.05mm/Φ170程度。

長くマッキントッシュを使っているので、部品はMac用ソフト(CADintosh)で設計しています。
このソフトは、以前に仕事で使っていたミニコンCADと操作がほぼ同じなので使い易く、気に入っています。
機械用には中古のWindowsPCを使って、図面データはdxfファイルをUSBメモリーで渡しています。
当初TurboCNCを使ってGコードを手入力していましたが、今はMach3+LazyCamでdxfファイルを読込んでいます。
Mach3のライセンスは直接購入しました(オリジナルマインドさんゴメンなさい!)。

写真

機械全体
機械+制御画面
ガントリー部
(LED光軸が交差しているので、Z軸が下がると照射点は一致)
タイミングベルト、スピンドルベアリング(LED消灯)

矢内様の作品 < 応募作品一覧:2011年 > Gun-Bird様の作品