汎用フライス盤のCNC化

去年の秋に購入した、汎用フライス盤をCNC化しました。
これを利用することにより、仕事で使う銘板を作ったり、
趣味の工作で、いろいろなものを作ることが出来そうです。

ベースになるのは、去年の秋に購入した汎用フライス「HONDA」と刻印のある機械です。
  各軸に取り付けるモーターマウントです。
ジュラルミン (2017)というアルミ材料で10mmの厚さがあります。
丸くくりぬいたところにステッピングモーターを取り付けて、
それぞれ各軸に取り付けます。
黄色いのは保護テープが張ってあります。
はがしてあるのは、Y軸の送りねじのサポート部品です。
4つ爪チャックに固定したのですが、ぎりぎりの大きさでしたが、
無事加工できました。
  フライス盤の各軸を駆動するモーターを取り付けます。
Y軸用モーターとZ軸用モーターを取り付ける穴をあけた所です。
充電ドリルを使って?5の穴をあけました。
その後M6のタップを立てます。
この部分は鋳鉄で出来ていますので、比較的簡単に穴が開きます。
20mm以上掘りましたが、まだ貫通しないようです。
仮合わせでY軸用のモーターを取り付けます。
この後、Z軸用のモーターを取り付けますが、
Z軸はハンドルが斜めに付いているために、
現物合わせにて位置決めをします。
Y,Z両軸用のモーターがつきました。
この後作動テストしてみましたが、
Z軸に関しては、脱調しまくりで、まともに動きません。
(オレンジ色のベルトをかけてある方で減速比は3:1です、XL規格を使用しました。)
後日、ギヤダウンを考えます。
X軸は、元の送りねじのサポート部分のねじ穴を利用しました。
本体側がインチねじのため、もとのボルトを利用するためベースとなるブロックを取り付けたところです。
ベルトのラインを合わせるために段々がさねになってしまいました。

X,Y軸にはS2M規格のベルトとプーリーを使用しています。
Z軸は、XL規格を使用しました。
(それぞれ、片方のプーリーがあったためです。)
駆動比はX,Yは2:1に減速してあります。
ベルト、プーリーは、近所の三ツ星ベルトの営業所にて直接購入しました。
Z軸の脱調対策で、ギヤダウンをしました。
手持ちのギアをあさると、
モジュール1.0?の40枚と20枚が転がっていました。
シャフト径もちょうどいいので、
これを利用して、最終的に1:6です。
何とかなるでしょう。
前回使ったモーターマウントは少し手を加え、
ギヤボックスの一部に使用しています。
べリングハウジングは以前仕事で使っていた機械をばらして、取り外してあった部品を加工して
取り付けます。
一段と親亀小亀状態ですが、
10mm厚のジュラルミンと16mm角の快削鋼を使っていますのでかなりしっかりしました。
ただ、バックラッシュの増加が心配です。
はやる気持ちを抑えて、早速起動します。
テストのために、テーブル上には約10Kgのマシンバイスと、
各2Kgの鉄下駄を載せてありますが、(合計14Kg)
ぐんぐん上昇、降下をしてくれます。
NC加工をするときには外してしまいますので、
十分でしょう。
やっと動くようになったので、これから調整です。
まず、それぞれのモーターのパルス調整です。
それぞれ、送りねじや、キア比が違うので、それぞれ合わせます。

バックラッシュを測ってみたら、
X0.02mm、Y0.40mm、Z0.02mmでした。
X、Z軸はばっちりですが、
Y軸はとても大きいので要改造です。
これは今後の課題として、今回はソフトウエア上で何とかしましょう。
Z軸は重力のおかげで、与圧になっているのでしょう。
早速加工してみました。
2mmのエンドミルをチャックしてあります。
ワークは、1.5mmのアルミ板です。

制御ソフトはMach3を使用しています。
ライセンスを購入していませんので、
500行の制限がありますので、あまり込み入ったものは出来ません。
とりあえず、ハンドルネームの「発途工」と、
袋文字で、看板でも作ってみます。
他に使ったソフトは、「文字CAD」「鍋CAD」「USBCNCV3」です。
ちなみに写っているモニターは、以前仕事で使っていて、買い換えた際あまった15インチの液晶モニターです。
液晶アームにて、ワイヤラックに固定しています。
コントロール基盤は、sec-suzukiさんから購入したものです。
ドライバー基盤も同様です(黒いヒートシンクが付いています。
電源ですがZ軸は、24V-4A(ファンが付いているもの)
X,Y軸は、秋月の24V-2.5Aのものを使っています。
制御コンピューターは、DellのSX240というかなり小型のものを使っています。
このコンピューターは、吊り下げ設置が出来るように脚部を移動できるタイプで、狭い工房にはぴったりのものです。
ステッピングモーターへはLANケーブルで代用しています。
出来上がった作品です。
スプレー式の切削油をたっぷりかけて加工しました。
エンドミルが中古品のためバリもそこそこありますが、とりあえず出来ました。

一応完成はしましたが、機械本体が古いため中央部の磨耗が大きいです。
それにあわせて、調整してあるため加工範囲が狭いので、
そのあたりを、ボールネジ化や、モーターのパワーアップなどでクリアしていくのが、
今後の課題でしょうか。


この後、この機械のX,Y軸のボールネジ化のページはこちらです

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