Z軸がぐらぐらしないCNC

一旦完成しました。

モノタロウで購入したアルミ板にArtCNCでザグリとセンターポンチ的な穴を開け、ハンドドリルで貫通させてテーブルを作りました。

黒い板部分は切りくずが入らないようにするカバー兼小物入れにしてあります。

緑のコネクタは実験にはいいですが普段使うには取れやすいので裸端子で圧着してビニールテープで絶縁しています。

基板Duet3 Mini5+を裸で置いておくわけにもいかないので、ダイソーで大きめの箱を買って膜付きグロメットで線を通して仮基板ケースとしました。
電流値を2000mAにしてファン無にしてみましたが、モータードライバーが熱い警告が出たのでやはりファンは要るようです。

テーブルの水平具合について
X軸方向の傾きは二つのZ軸の調整で±0.1mm程度になるのですが、Y軸方向が手前が0.4mm程高く調整中です。
アルミテーブルは削りたくないので捨て板を貼ってから上面を削って水平を出そうかなと思います。

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現時点でのフレームの部品表はこちら

部品 個数
低頭ボルトM5 8mm 76
低頭ボルトM5 10mm 18
低頭ボルトM5 12mm 8
低頭ボルトM5 15mm 20
低頭ボルトM5 20mm 62
低頭ボルトM5 55mm 10
低頭ボルトM5 60mm 24
8mmナットブロック 10
リードスクリュー 415mm 2
リードスクリュー 540mm 2
リードスクリュー 1040mm 1
スペーサー 6mm 26
スペーサー 9mm 24
スペーサー 40mm 10
5mmボールベアリング 96
8mmボールベアリング 10
直角固定具(黒) 26
C -Beam 1000mm 1
C -Beam 375mm 2
C -Beam 500mm 2
モーター固定座 10
ガントリープレート汎用 10
キューブコネクタ 4
偏心スペーサー 22
差し込みTナット 16
垂直ジョイントプレート 4
8mmシャフトカラー 10
ナイロンロックナット 45
1mm精密シム 68
工具固定座65Φ 1
8mmシムリング 10
ワッシャー 45
Tナット 76
2040V‐slot 920mm 3
2040V‐slot 460mm 2
2040V‐slot 500mm 2
Vホイール 48
カップリング 5
ブラケットダブル 8

2040V-Slotリニアレールの920mm、460mmは自分でカットしています。

上記の他に

  • Nema23ステッピングモーター5個+モーターケーブル
  • Duet3 Mini5+かDuet3Mainboard6HC(CNCxPROはモータードライバが足りないので不可)
  • 24V電源
  • ルータースピンドル
  • リミットスイッチ3個+ケーブル
    が必要です。

任意でpanelDueがあるとカッコイイですが、今のところCNC向けではないので必須ではありません。
安めのタブレット貼り付けておいたほうが便利かもしれません。
ここは開発板にして、体系的な組立などはもう少し加工テストしてみてから別のトピックに整理するか自分のブログでも作ってまとめます。

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加工テストその1

材料:アルミA2017 5mm厚 140mmx100mm(https://www.monotaro.com/p/0962/9995/)
エンドミル:φ4mm先端R0.2ブルノーズDLC(https://www.monotaro.com/p/7039/7268/)
送り速度400mm/min、切削ピッチ0.4mm切り込み深さ1mm クーラントなし
加工時間1時間弱


加工テストその2

材料:パイン集積材 18mm厚、180mmx180mm端材
エンドミル:荒取りΦ6フラット、仕上げR3ボール
送り速度600mm/min、切削ピッチ3.6mm切り込み深さ2mm
ピンを使って両面加工 クーラントなし
加工時間4時間弱



精度的にはY方向は-0.04、X方向は-0.1。C-Beam開発元のリニアアクチュエータ単体の精度が0.1~0.05mmなので公差内。パラメーター未調整でこれなのでstep/mmを調整したりすればもっと詰めれるかもしれません。

テーブルのメッシュ補正(重要)

Z方向はテーブルの調整をしていないのでテーブル奥と手前で0.4mm分ほど傾いていたのですが。
Duetの機能であるメッシュベッド補正で補正することで解決しました。
テーブルを指定した間隔で自動プローブし(今回は88点)、あらかじめCSVでテーブルの歪みデータを取得しておくことで加工時にZ軸が自動的に補正されます。


これのおかげで傾いたテーブルでも高さ均一の加工をすることができました。両面テープで固定しているため材料がちょっとだけ浮いており、底面の材料が逃げて0.05mmほどの薄皮がきれいに残った状態になります。バリとりカッターでシャーッてやればだいたいとれます。

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