ＣＮＣで遊ぶ【簡易ＸＹステージ制作】

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ＣＮＣで遊ぶ【簡易ＸＹステージ制作】

今回の工作は、ステッピングモータを用いたＣＮＣ学習用？のＸＹステージの制作です。

※ＣＮＣとは、コンピュータ数値制御の略です

【注意事項】
・当コンテンツを参考に工作する場合は、自己責任でお願いします。
・動作させるには、ステッピングモータコントローラが別途必要です。
・このＸＹステージでは強度不足為、フライス加工等は行えません。
・摺動部のガタが大きい為、精度もあまり良くありません。
・ＣＮＣ学習用（試作実験用）ぐらいでの使用を前提としています。

材料

材料は、電気街で購入できる物をチョイスしてみました

ユニバーサルプレート-------２袋

ステンシャフト150ｍｍ×3ｍｍ--------４本
※ホームセンターで500～900ｍｍ？の物を買って、サンダー等で切断した方安上がりかも・・

ゴムジョイント（内径２ｍｍ）

径が合えば、網戸のゴムでもOK

小型ギアーヘッド付きステッピングモーター ------２個
※ギアーヘッド付きだと、軸移動（動作）がかなり遅いです

・Ｍ３×１０のビス&ナット-------------適量
・Ｍ３×５　又は　Ｍ３×６のビス-------２本　

ブロックスペーサ10ｍｍ角（Ｍ３）-----２個
Ｍ３寸切りボルト----------------------適当な長さでカット

ブロックスペーサは、電気街で手に入ります（基板スペーサコーナーにあり）

ブロックスペーサが手に入らない場合は、六角基板スペーサにＭ３のネジ穴加工する手も・・

あれば便利なシャフトストッパー（値段が高いのが難点）

今回はシャフトストッパーのかわりに、結束バンド又はゴムジョイントを使用しています

ＸＹステージ組み立て（ＸＹ軸）

まずはユニバーサルプレートのパーツで、モーター固定用のＬ型ブラケットを作ります
※画像では、１２個ありますが４個でＯＫです

下の画像の物を２個作ります

シャフトストッパーは結束バンドを使用し、ラジペン又はニッパーを使ってきつく縛ります
ゴムジョイントでもＯＫ

モーター軸の高さは、シャフトと同じ高さに

前工程で作った１つに、Ｍ３×５又はＭ３×６のビスでブロックスペーサを取り付けます

そして、ビスとナットを使い２個を合体させます

ブロックスペーサ（丸の部分が取り付け位置）を取り付けたユニバーサルプレートを更に取り付けビスとナットで固定し、そしてＭ３の寸切りボルトを挿入します

最後に、スクリュー（寸切りボルト）とモーター軸をゴムジョイントで繋げます

摺動部に少しグリスを塗布し、完成！

余り部品でＺ軸を作る

ＣＮＣ加工機等は３軸が基本となるので、余り部品でもう１軸作ってみました
※Ｚ軸を製作する場合、パーツの追加購入必要

動作確認

数値制御させるには、ステッピングモータドライバとＣＮＣソフトが別途必要となります
当ホームページにステッピングモータドライバ自作の記事があるので参考に・・

実験的な使用なら、パラレルポートがあるボロパソコンとTurboCNCの組み合わせが安上がり・・
TurboCNCを使ってみる（設定、動かし方）

CNCソフトは、
MS-DOS→ 　　　　TurboCNC
Windows(32bit)→　Mach３
Linux→　　　　　　LinuxCNC
ってな感じでしょうか・・

【追記　2020年2月】　
昨今、Arduino（GRBL)を使ったCNCコントロールが、ホビーユースでは一般的となってます。

CNCソフトはArduino（GRBL)と使うのであれば、bCNCが使いやすいと思います。（初めのインストールは少し面倒だが）

私は使っていませんが、Arduino + CNCシールド + モータードライバのセットがお手軽かも。

ガタを減らし精度を上げてみる

各部分の改良ポイントです
①スクリュー部のガタ対策
②シャフト部　　　”
③テーブル部　　　”
④ゴムジョイントのネジレ防止＆ホールド性の向上対策
⑤全てビス止めにする

①
スクリュー部のガタ取りというか、モーターのギアヘッド部のガタ取りと言った方が正しいかな？

②
シャフト部のガタ取りは、ビスでシャフトを上に押さえつけています
あまり押さえつけると、ベースがくの字に曲がってくるので注意

③
テーブル部のガタ取りは、ユニバーサルアームを以下のように切断して取り付けます

摺動抵抗にならないように取り付け

④
スクリューとモーター軸のジョイントを新たに作り、ねじれ防止＆ホールド性をアップさせる

ホームセンターなんかに売っている市販のゴム板です↓

ちょっと雑ですが、外径10ｍｍ・穴径2～2.5ｍｍに加工

CNCスチレンカッターとして使ってみる

CNCスチレンカッターとして使う場合はＺ軸を必要としないので、
手っ取り早くＣＮＣ加工が楽しめます

NCデータは、一筆書きで・・

CNCソフトで使う場合、原点スイッチがあれば便利です
ソフトリミット設定ができるので、オーバランさせない為に取り付けた方が無難です

カップリング（軸継ぎ手）を自作してみる

内径3.2ｍｍで少し肉厚なカラーを使用

穴・ネジ穴加工を施します

銅線又は針金を通します

銅線又は針金を折り曲げます

ゴムジョイントだと滑りが発生するので、精度を上げる為にはこういった軸継ぎ手を使った方が吉です。

結果的には、自作するよりもモノタロウなんかで市販品を購入したほうがいいかもです（笑）

汎用CNC実験機

とりあえずCNCを色々試してみたい！ということで卓上型のCNC実験機を作ってみました

まずは筐体の製作です
材料は、ホームセンターで売っているモノを使用
・テーブルの脚？（３００ｍｍ）　←名称わかりません・・
・コの字型ブラケット
・木の端材（出来ればMDF板の方が良い）
・適当なボルト・ビス・ナット

底面は100均のクッション貼り付け

コの字型ブラケットの隙間は、適当なものを詰めてグラつきを無くします
画像はスチレンボードを使用

軸ステージの取り付けビス穴は、タミヤのユニバーサルプレートをテンプレートにして、
穴あけを行います