2017年6月25日日曜日

【朗報】ものすごいジャンクを入手

 
今週は金曜月曜と福岡で仕事があり、週末は実家におります。
久々の実家でのんびりしたいところですが、あまりゆっくりもできない事情が実はあるのです。
それはこちら



なかみその1


なんだかわかりますか?


側面にはレーザ警告シール。


なんだかお分かりになりましたかね。これ、キーエンスのレーザマーカーです。ジャンクとして紹介しましたが、ついこないだまで現場で動いていたものです。なかなか一般人がお目にかかることができない逸品ですよ。


炭酸ガスレーザを光源にして、可動式のフォーカスレンズで深さ方向を、そして二枚のガルバのミラーでスキャンをして、製品表面や銘板に文字や記号を高速にマーキングするというすげえマシンです。
最大出力は80Wとの記載があります。しかも空冷、高周波励起の本格的なプロユースのレーザ管が入っているのです。トロテックとかユニバーサルのレーザ加工機が使っているのと同じレーザ管です。DC駆動の中華ガラスレーザとは根本的に性能が違います。


そしてこちらがコントローラー。フルサイズのデスクトップマシンくらいのサイズがあります。


キーエンス。


マーカー本体に戻ります。こちらは射出窓。炭酸ガスレーザ射出口なので素材はオレンジ色のZnSeです。コーティングは剥がれまくってますが、大きさは50mmφくらいあります。どでかいです。


射出口は本体の下についています。


マーカーはコントローラも含めてかなり劣化が進んでいますが、うまくやれば修理できるかもです。


さらに素晴らしいことに、取説はもちろんのこと、ケーブルから付属品まで全てそろっております。


実はこのジャンク、みら太な日々をご覧いただいたことがご縁で以前よりお付き合いいただいている方から入手したものです。ご商売でお使いだった設備を更新することになり、その際にみら太な日々を思い出してくださりまして「興味ありますか」と打診いただいたのでした。もちろん二つ返事どころか三つ四つ返事でお願いした次第。
当初は横浜基地へお送りいただくことにしていたのですが、よくよく調べてみると結構でかいことがわかり、急遽実家へお送りいただいたのでした。
気持ち的には今すぐにでも手を付けたいところですが、実家には工具らしい工具もなく、ヘキサのネジすら回すことができません。今回は状態を確認するのみです。
ということで今後実家へ帰った時に少しずつ作業して投稿していきたいと思います。
実家に帰る楽しみが増えました(笑

自作3Dプリンタ その13

 

DINレールベースでプリンタのスライド構造を作ることを決めましたので、設計を行いました。スライド構造自体はDINレールで行くとして、どうやってスライドを駆動するかも考えないといけません。特に注意すべきは縦方向、すなわちZ軸であります。Z軸はX軸とヘッドの重さを支えないといけませんので、ベルトとステッピングモータの組み合わせではベルトのたるみによる誤差が出そうですし、何より励磁がかかっていないときにX軸が下に落ちてくる可能性が高いです。
ということで、XY方向はベルト駆動、Z軸方向はねじ駆動にすることにしました。

設計していきます。
まず門型に組んだアルミフレームにDINレールを這わせて。


M8のネジと長ナットを配置。


モータの取り付け位置がフレームと干渉しないように位置を決めます。


X軸を取り付けるためにとりあえずL金具を使うことにします。


こんな感じに固定する予定。


Y軸はDINレールを平行に二本使います。お安いスライダーなので二本使ってもコスト的な問題は気にしなくてもよいレベル。使用するベアリングが4つ増えるくらいです。


スライダー乗せて、


ベルトとモータはこんな配置でいいでしょう。


ベッド乗せれば出来上がり。


全体構成を見てみましょう。


後ろ。細かい保持とかはこれから考えないといけませんが、大枠の位置はこれでいいでしょう。


下から。


細かい設計を進めつつ、手持ちのアルミフレームを活用して新規購入部品を減らすことを考えていきたいと思います。


そろそろ本気で作製に入りたいと思います。

2017年6月18日日曜日

DINレールを使ったスライド機構 その2

 
DINレール買ってきました。
Aliexpressでこれを買っているのですが、到着まで待ちきれませんでした。


買ってきたのは秋葉ではなくここ、サトー電気です。先日Kama_AGEさんがいらっしゃったときに聞いていたお店です。横浜店はなんと会社から一駅の小机にあったのです。今まで全く知りませんでした。


行ってみると、DINレールはもちろんのこと、一通りのパーツがそろっているではないですか。すばらしい。間口はそれほど広くないのですが奥の方に閉架書庫というかなんというか、注文すると持ってきてもらえる棚が沢山見えています。
ということで、DINレールはもちろんですが、自宅からすぐに行けるあるいは会社帰りに気軽に寄れるところにパーツ屋さんがあるということが分かったうれしい出来事でした。問題はサトー電気が開いている時間には帰れないということですかね(笑

さて、買ったのは500mmのレールです。


これを使って早速長いスライダーを作ってみました。
ちょいちょいとfusion360で設計を行って、アクリルで作るパーツをdxfに落とします。


原点とCAMレイヤーを定義したら、NCVCでGコード化します。


アクリル板をセットして、


切断します。動画で。


もう一本


切れました。


外して、


保護紙剥いで出来上がり。


モータはこの薄い奴を使うことにします。DINレールスライダーはせっかく薄くできているので、その雰囲気を壊さないようにしたいという選択です。
このモータは大阪日本橋のDigitでかなり前に購入したもの。薄いので今回の用途にはぴったりです。


切り出したアクリル板に仮止めして具合を見ていきます。


タイミングプーリーはこんな感じですかね。


ベアリングはアクリル板に固定する際に板の表面から少しだけ浮かしてやる必要があります。そうしないと回転部分が板の表面にこすれて摩擦抵抗が出てしまいます。ワッシャでもいいのですが、今回は適切な大きさのものが無かったのでこれを切って使うことに。


プラスチックを切るといえばこれです。これ。GodHandのアルティメットカッター


今回も完璧な仕事をしてくれました。全く素晴らしい。


モータの対面につけるプーリー。こちらは歯はついていません。


キャリッジにベアリングを固定していきます。今回はV溝ベアリングを使ってみました。


DINレールを挟み込む二対のベアリングを固定する穴の片方はスロットになっています。二つのベアリングを指で押さえながらちょうどよい締め込みになるように意識しつつ固定を行います。エキセントリックナットを使うことも考えていますが、今のところ手締めでも全くぐらつきやガタつきはなく、十分に安定しています。


プーリーつけます。ここは最後にベルトにテンションをかけるために仮止めとしておきます。DINレールに空いているスロットを使ってプーリの位置を変更することができます。これもDINレールを使う利点の一つです。


モータを取り付けます。


2.5Tのタイミングベルトを適切な長さに切断します。


ベルトの端はこのようにドリルで穴を開けて、


M2の小ねじを貫通させて、


反対側からナット締めてループを作ります。これを両端に作ってそれぞれ反対側からキャリッジにひっかけます。


ベルトをDINレールのくぼみの部分にぎりぎり収めるためにはモータを少しオフセットする必要がありました。タイミングプーリーをひっくり返してみましたが、そうすると芋ネジが空回りしてしまいNGでした。5mmのナイロンスペーサーでモータを浮かせます。


ベルトを回してキャリッジにひっかけ、プーリーを動かしてベルトにテンションをかければメカ部分は完成です。


薄いモータを使ったことで非常にすっきりした駆動部になっています。3Dプリンタを作るときはトルクに余裕を持たせるためにもう一段大きなモータにする必要があると思いますが、スライダーとして遊ぶうちはこれでいいでしょう。


キャリッジと対面のプーリー。シンプルで非常に美しい仕上がりです。


こんなにシンプルでよい構成だと思いますが、なぜ誰も作ってないのか不思議です。
いずれ強度的な問題が出るのかもと思ってはいますが、こうやって1軸のスライダーを作っている限りでは全く問題を感じません。


V溝ベアリングもU溝ベアリングもどちらも問題なく使えるようです。
今回購入したV溝ベアリングは軸部分のガタが大きく、下の写真の上下方向にキャリッジを揺らすと若干の動きがありますが、挟み込み方向、上下をZ方向とすると、XY平面であればどんなに力を入れても全くガタはありません。素晴らしい安定性です。


ベルトはこんな感じにもうぎりぎりですがちゃんとレールのくぼみに収まっています。
これがスライダー全体を薄くできる決め手と言っていいでしょう。


さて、メカ部分は出来上がりましたので、駆動側を作っていきます。ここからは電子工作であります。
このモータからは線が8本も出ております。モータの側面のラベルには0.9DEG/STEPと記載されていますので2相駆動であることは間違いないと思われます。よって、以前投稿しましたタイプの4番、すなわち8本線の2相ユニポーラ結線と考えがちですが、このモータの場合は8本のうち4本が駆動、4本はセンサであることがわかっています。つまり2相バイポーラ結線であるということです。


引き出し線が短いので気をつけて配線しないといけません。
コネクタをアルティメットカッターで落として、


必要な線にコネクタを接続します。


Qiコネクタを使うことにします。


いきなりですが、モータ部分のコネクタ完成。黄色と青がA相、赤と白がB相です。


延長しないと使いにくいので、同じ色のリード線を引っ張り出してきて、


延長ケーブルを作ります。


Qiコネクタはピンを締めるダイがありません。秋葉で何軒か聞いたのですが無いようです。Qiコネクタを打っている店の人がそういうのですからどうしようもないですね。変則的ですが、XHやPH用のPA09で締めていきます。ちょっと注意が必要ですが、慣れる問題なく使えます。


出来ました。


駆動テストはGRBLを使ってみました。
ArduinoのGRBLシールドをaitendoで買っていたのですが、ずっと放置していたので今回これも併せてテストすることに。


Arduinoは珍しく純正品を使用(笑


GRBLの仕様や結線についてはネット上にたくさん情報がありますので、それをご参照ください。


Gコードを送るソフトウェアはGRBLコントローラを使います。
シンプルすぎて使いにくいのですが、テストの用途には十分です。stepレシオとかとりあえずどうでもいいのでとにかく動かしてみます。


では動いているところを動画で。


全く問題ありません。DINレールスライダーすばらしいです。
ぜひぜひこれをベースにして3Dプリンタを作りたいです。

せっかくなのでちょっと遊んでみます。
たった一軸だけですが、こんな風にスマホ固定スタンドをキャリッジの上に乗せて、


このスタンドにスマホをセットして動画を撮るとこんな映像を撮影することができます。


もう一本


ね、キャリッジ上でスタンドが微妙に揺れていますが、映像自体はなんかプロっぽいと思いません?
カメラをレールに乗せてスライドさせるテクニックはテレビドラマでもよく使われますし、専用のスライダーがKickstarterで資金集めをしたりしています。
これと同じものがこんなにも簡単に作れてしまうんですよ。

ということで、ちょっとした思いつきで作り始めたDINレールスライダーでしたが、思いのほかいい感じに仕上がりました。
これを全面に使って3Dプリンタの設計を行いたいと思います。