2017年1月15日日曜日

基板加工機 その3

 
メカ部分はほぼ完成していた基板加工機の最終仕上げとして配線、スピンドルの取り付けを行い、動作試験してみました。

こちら。外観はほぼ出来上がっております。


まずコントロール基板を取り付けます。
3軸用にモータドライバ3つが乗っているほか、USB-シリアル変換IC、GRBLが乗っていると思われるAVRマイコン、スピンドルのPWMコントロール用のFET、Logic用の5Vを作るDC/DCコンバータなどが見えます。また、つけようと思えば各軸のリミットスイッチ/原点スイッチ用の端子も出ているようです。結線は見ていませんが、ピンヘッダ立てといて繋いでないというのはいくら何でもないと思うので、きっと使える端子でしょう。
入力電圧は24V、コントロール用にminiUSBのコネクタが乗っています。


この基板を、スペーサーなど使いながらフレームに固定していきます。


USBケーブルと電源の引き出し方向を考えて、この向きにつけてみました。


配線していきます。


基板側とモータ側はコネクタが違います。モータ側が右。6Pがついています。おそらく2相ユニポーラ配線のタイプとコネクタを共用しているのか、モータ自体がユニポーラ配線になっている(ところをバイポーラ結線で動かしている)のかのどちらかでしょう。
モータの型番で調べてもなんも出てきませんでしたので詳細はわかりません。


挿すだけ。全部ハーネスの長さが同じという(笑
基板側はXHコネクタなのでたくさん持っています。いずれ調整しましょう。


ではスピンドルに取りかかります。


でかいDCモータです。


これがチャック。モーターシャフトも刃物も芋ネジ二本で締め込むようになっています。


とりあえずシャフト側だけつけときます。


これをZ軸のスピンドルホルダに入れます。横のねじを締め付ければ固定完了。


スピンドルの配線はそれなりに太いワイヤが使われています。


後に回して、


モータの端子に挿し込みます。赤い点がある方がプラスです。結線を間違えると刃物の回転方向が逆になってまずいことが起きます。


ここでヒートシンクを発見。3つありますのでモータドライバの分ですね。


裏は両面の熱伝導テープになっています。コレ便利です。


ヒートシンクを取り付ければ組み上げは完了です。
なんかねじが余ってますが、まあいいでしょう(笑


では通電してテストしてみましょう。

.....ここでトラブル発覚。いやここまであんまりうまくいっているからつい中華製品の品質を過信してましたよ(笑 電源壊れてます。


100Vのケーブルが切れているのか、電源そのものか、出力ケーブルか、といろいろ考えましたが、面倒なので修理するのはやめました。
サクっとAliexplessにクレームのメールを打って、代案を考えます。


代案。ちょっとでかいですが、これでいいでしょう。
たまたま先日実家から持ってきたばかりの電源です。


24V 7.5A。十分な容量です。
ちなみに正規の電源の定格は24V 5.62Aです。楽々クリア。


しかもこれ、1000円で購入したものです。福岡のカホパーツセンター恒例のジャンク市で入手。このほかに5V 30Aとかのどこで使うんだ系の電源といっしょに買いました。


プラグをどうしましょうか。たくさんあるけどハンダ付けするの面倒だな、


これならY端子だけつなげばいいな、などと考えていたら、購入元から早々に返事が来て、もう一個新品を送るとのこと。話が早いです。今度はちゃんと動くこと確認してから送ってね、とお願いしてこの件は待ちに入りました。
ということで、ひょっとすると返送することになるかもと思って手をつけなかった不良品のケーブルをぶった切って使うことにします。


うーん。どうなんだろうか、このキコキコ感。ケーブル引き出し部分がぐらぐらしています。
ふつうこの部分に遊びは無いはずですけどねえ。


まあ、どうせ切っちゃうのでどうでもいいです。AC側も使わせてもらうことにします。


被覆を剥いで、


端子つけます。


このくらいのY端子にしようかと思いましたが、AC側は抜けると怖いので、


この丸端子にしました。安全品質の確保は重要なのです。


DC側はY端子でいいでしょ、ということでこんな感じに配線しました。


ではGRBLコントローラーとして同梱されているソフトを使ってJOGで動かしてみましょう。
動画で。ややピンボケ失礼。


とりあえず動いてはいますね。ガサガサ音がしていますので、決していい状態ではないと思われますが、無理やり引っ張ってるという感じです。
スピンドルも回してみましょう。


回転数のコントロールも出来ます。600rpm~1300rpmくらい。本当かどうか知りませんが。


さて、本来であれば、ここでステージの水平をきちんと出さないといけません。ステージが傾いていてはちゃんとした加工など出来るはずもないのです。ステージの傾きを調べるためにはダイヤルゲージを使うのが簡単です。実家より持ってきております。


これ。2umくらいまでわかります。
一台あると便利ですよ。秋葉なら日米無線電機に安いのがたくさんあります。


こ奴をこのスピンドルの横あたりに取り付けて、ステージ上を引き廻しながら水平を出していくわけです。
....が、ぱっと取り付ける方法を思いつきません。ので、先に動作試験をすることにしました。


GRBLコントローラーとして同梱されているソフトと、サンプルデータを使ってまずから運転させてみます。
ここからは動画たくさんで。


何やら動いている感じですね。
最後はちゃんとホームまで戻ってスピンドルが止まります。


このソフトは使いやすいですね。どこ削っているかわかりやすいです。MACH3はいまいち見にくいので。


拡大縮小、平行移動、3D回転など至れり尽くせり。


ウィンドウの下の方には送られるGコードが刻々スクロールされながら表示されます。


一時停止も出来ます。なかなか使い勝手が良くて気に入りました。


なんかいい感じなので、実際に削ってみたくなりました。本来は水平出してからやるべきですが、ちょっとだけ。
やはりサンプルで袋文字のデータがありましたので、これを基板加工用のVカッターで削ってみたいと思います。材はDAISOで売っている100x100x6mmtのMDFの板です。MDFなら多少無理しても大変なことにはならないでしょう。

材の固定には同梱されるこのネジを使います。


暫定的に固定。本来はちゃんと生爪使って固定すべきところです。


4か所は押さえましょう。この程度の小型のNCでも材が緩むと飛んでいきますので非常に危険です。


刃物をつけます。MDF上に刃物を落としたところで芋ネジを締め込みます。


データを空で走らせてみると、掘り込みは0.5mmのようです。ちょいと移動が速いような気もしますが、変更するのも面倒なのでこのままやってみます。


では行きます。動画で。前半部分。


結構いい感じに行ってますね。後半部分。


で、出来上がったのはこちら。


Vカッターを使っていますので、加工跡はほとんど線です。


こうすると見やすいですかね。
削ったというよりもケガいたという感じです。いまいちNCな感じがしません。


ということで、ここで別途購入しておいたエンドミルを出してきます。


まずはたくさんあるこの1.5mmで。どうせ最初はポキポキ折るのでたくさん買っといたのです。


では行きます。


動画で。今度は音が違いますよ。「削ってる」という感じの、まさにぞりぞりという音がします。


出来ました。まだ粉かぶってます。


この粉を掃除機で吸い取ってみましょう。


出来たのがこれ。
刃物が太いので文字としては潰れまくってますが、見るところはそこではありません。エンドミルの一定の幅&ほぼ一定の深さでMDFがきれいに削り取られています。この感じが大事なのです。


ということで、ぶっつけ本番の加工をした割にはうまくいった方じゃないですか。ちゃんと調整したら結構このままでも使えるかもしれませんね。
次は基板を削ってみましょう。基板は非常に高い精度が要求されますので、今日のテストなんかより数段難しいと思われます。楽しみです。
これでアルミの簡単な加工位まで出来ると素晴らしいんですが。それもいずれトライしてみましょう。

7 件のコメント:

  1. マーティー2017年1月17日 18:27

    おっ!でました、動くとこ。待ってたんです。
    お久しぶりです。
    コメントは初めてですが、リタイヤして約2年ぶりMHです。
    いつも元気をいただきありがとうございます。
    年末にAliExpressデビューして眺めていると待ちきれなくなり、先週、とうとうポチってしまいました(笑)。
    同じ業者のちょっと大きめの、CNC 2418の55000mWレーザー付にしました。
    エンドミルやゴーグルも色々注文してしまいました。
    2-3mmのMDFカット位できるかなと思っています。
    組立時の注意点など大変参考になります。
    レーザーでカットする場合、アルミステージの上に何か敷かねばと思うのですが、いくらなんでもこれにハニカムは~ですから、
    何かいいものないですかね?
    早く届かないかワクワクです。電源壊れてないといいのだが。
    それにしても今AliExpress買物中毒です!
    これからもご活躍を見守っております。

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    1. マーティーさん!お久しぶりです。お元気ですか。
      見てくださっていたんですね。ありがとうございます。
      Aliexpressいいですよね。私も買いまくってます(笑
      5.5Wとはなかなか大きなレーザーです。どうぞお取り扱いには気を付けて。
      アルミステージに敷くものは、例えばタイルなんかいかがでしょうか。厚めのMDFでもいいのですが、レーザが貫通したときにMDFからのヤニが出て加工物を汚す可能性があります。
      基本的には加工物を台で浮かせれば下には何も置かなくても大丈夫です。フォーカスしている範囲はそんなに長くないので、10mmも浮かしとけば下の部材が溶けるようなことはありません。アルミブロックのままでも問題ないでしょう。
      むしろ予想しない反射光が目に入ることに気を付けた方がよいと思います。
      何か加工されましたら是非見せてくださいませ。
      これからもどうぞよろしくお願いいたします。

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    2. マーティー2017年1月23日 16:35

      お忙しい中、ご教師ありがとうございます。
      お陰様で、またPIC始めましたがブランクが長すぎて最初に逆戻り状態です。”いまだPICか”と言われそう(笑)。
      下に敷くのは、ハンダ作業用のシリコンシート3mm厚をポチってしまいましたが、浮かせるのが良さそうですね。ゴーグルは3つポチったのでカットしてレーザーを囲もうかと思っています。
      基板もやりた~いですが、レベル出し大変そうですね。一応、安い0.01mm感度のダイアルゲージをポチって準備。ジュラコン敷いて平面出しGコードで削るとか、先人方のサイトを眺めています。
      2月末には何か加工できるかな~の予定です。置く場所がまた悩みの種。

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  2. こばたいしょう2017年1月17日 22:51

    私は基板を作るときはeagleで設計し、
    mach3のプラグインを使用してCNC3040で
    加工していましたが、
    こちらの基板加工機はどういう流れなのでしょうか?

    CNC3040はテーブルのレベルがいまいちなので、
    基板加工の際はレベル出しに苦労しました。

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    1. こばたいしょうさんありがとうございます。
      まだ基板加工まで行ってないので何とも言えないところなんです。最近はよいツールがたくさんあるようなので、eagleも含めて試したいと思っています。eagle自体は昔触ったとことがあるのですが、実はあまりいい思い出がありません(笑

      それからレベル出し。めんどくさそうです。
      ダイアルゲージでやろうと思っていますが、ほかにいい方法をご存知でしたら教えてくださいませ。
      フライス盤だったらステージ削っちゃうという方法もありますが、そんなわけにもいきませんし。

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  3. 初めまして、いつも拝見させていただいています。

    私もCNC2020を購入し、組み立て終わったところです。
    GRBLコントローラーとして、bCNCとCandleを使ってみているのですが
    CandleのJogの所の方向ボタンの真ん中に禁止マークが出ていてボタンを受け付けないのですが、どうしたら受け付けるようになるか分かりますか?
    Spindleのボタンはちゃんと受け付けるのですが・・


    こばたいしょうさん
    レベルは、Heightmapで補正はダメなんでしょうか?

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    1. マーティー2017年2月1日 21:13

      ブログの作法を知らず、フォーラムみたいに返信していますが、お許し下さい。
      私の所にも1/27にCNC 2418が届きました。
      毎日何度もここを見ながら注意深く組立、テストを進めていると、私も同じ問題に遭遇しました。
      Windows: candle_1.1.7.zipを使うと、Jogの方向ボタンの中心に禁止マークが出て、受け付けませんでした。
      付属のgrblControl.exeは、Candle version 0.8のようなので、一つ古い Windows: candle_1.0.11.zipを使ってみると動作しました。
      1.1.7は、何かバグが隠れているんでしょうね。
      実は、円を彫りたくて(切りたくて)過去のみら太さんのInkscapeでGcode変換のやり方を見て、円のGcode作りました。
      所が付属のgrblControl.exeでは、読込はできてGcodeは表示されているのに、上部に何も図形が表示されないんです。で、Candleの最新版(上記の1.1.7)を使うと、表示されました。が、Jogボタンが効かない。う~っと悩んでいた所でやっと解決しました。のでここにコメントさせて頂きました。
      それと、kenkomaさんの「Heightmapで補正」の言葉、大変ヒントになりました。付属のgrblControl.exeではデフォルトで出てこなかったので、最初は何の事かわからなかったのですが、新しいバージョンのCandleで出てきましたので、これだっと!。
      まだ、使い方はよくわかりませんが、A5端子とSpindleの先を電線で結んで、自動で測定して補正できるようですね。
      MDFにアルミ箔か何かしっかり貼り付けてやってみようか、などと思案中です。

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