ブラケット本体にベルトテンショナーを合体したデザインにしてみました。
赤い部分が先日思い描いていたものです。すこし、本体にめり込ませる構造に。
こうすることで、１つ付ける場合も、２つ付ける場合にも対応できるようにして、たぶんY 軸は6輪くらいにしてかなり大きなブラケットがその上から覆う感じになると思うのでどうかなと。
これだと、ベルトの両側から締め付けられるので構想では良さそうです。
あとは、X軸をどのようにつけるかですが、このブラケット自体を覆う案がただいま、有力候補。
CNC とかのトルクがかかる軸にも対応できて、3Dプリンターやレーザーカッター。プロッターのようなトルクが必要ないものにも対応できる感じにしようかと。
先日、アリエクにて ER11 のコレット13個詰めを買いました。
かわいい黄色のケースに入っていたのですが、このケースをこのまま使おうとケースの中のホルダーを作りました。
プリントしてみました。
こんな感じで、ケースの中で収まりがよくなっています。
プラスティック製なので、さびる心配もありませんね。
さらにこのケースを13個、格納する台のようなものを作っています。
どんな感じか、一部をプリントして確認中です。段差にする必要があるのかどうか、手で触ってから決めるつもりです。
一番面倒だったのは、プリント対象じゃない小さいケースのモデリングでした。
で、テストプリント。
少しキツめですが、いい感じにはまっています。
一時置き場の穴は、ちょっと修正しないといけないことがわかりました。中を中空にして、スプリット付きの穴にしようと思います。あと、背景に見えているパンチボードは、セリアの100円ショップのものです。CNC 作ったと時の下に敷こうと考えています。下まで突き抜ける囲うをしても、部分張替えで対応できそうですし。
で、せっせと、夜中寝ている間に成功したようです。反りもなく、良い感じにくっついています。起きると失敗していることもあるので、今日は調子がいいようです。ABSだとこうは行きません。PLAはプリントしやすいですね。
プリント領域の最大まであと少しの幅です。こんな大物は初めてプリントしました。
横幅、184mm で、最大幅の200mm まであと 1.6mm です。
残りのパーツもプリント。 
前面の焦げている部分は、はがれそうだったのでバーナーであぶって無理やり付けたところ。油つぼから、油が出すぎたようです。
Enable retraction は、今回のように、隙間があるプリントの時、すこしフィラメントを戻して糸引きを防止する設定ですが、どういう値が適切なのかが今一良くわかりません。プリント速度か、空間移動速度とFlow とかとも関連しそうです。プリントされたものを見ると、糸引きはほとんど無いようです。この設定は結構、はまりどころでプリント速度が速いと、すかすかになるか、最悪プリントが失敗します。
今回の設定はこんな感じです。クリックで大きくなります。
速度はかなり遅めです。第一層目の Bottom layer speed は 5 としました。10 だと剥がれて失敗しちゃったので。
スプリット付きの一時置き場に跡付けのパーツです。
で、組み付け。どうでしょうか？
なかなか、良い感じだと思います。蓋を閉じるとこんな感じ。これでバラバラにならず、紛失も防げます。サイズ穴の表記は、へこませてあるのでクレヨンで目立たせていいかもです。
一時置き場を使うかどうかは、わかりませんがこんな感じで次に使うまで、ちょい置きできます。
少し押すと、ぎゅっと締まって固定されて、外す時はちょっとネジると取れます。絶妙なしまり具合です。
プリントデータは、以下にあります。
いつものように、公開しておきました。
CNC 筐体作りの前に、気になっていたことを先にやっつけた感じで、まだ本体作りはこれからです。来週は、それをやっつけますかね。
ちなみに、この小さなケースもモデリングしたのでプリントアウトできるか試してみたいです。ABS でプリントすればケース自体も自作できるかもです。薄いので壊れるかもですが、時間が出来たときにやってみます。
Y軸になる部分の試作品を作ってみました。
サポートなしで作成できるよう後にパーツの形状を変更予定。とりあえず、10% の fill でサイズや細部の組み付け具合を確認。
wall が 0.8mm で fill が 10% で試作してあるのですが、そこそこ強度も保っています。CNC 用途ではだめそうですが、プロッターやレーザーカッターなどなら良さそう。実際には、wall 1.2mm で fill は50% で作る予定です。かなりプリントに時間がかかりそうです。
折り返しのプーリーです。
両側にベアリングをかませてあります。このベアリングは中華製で十分です。
3mm 厚のナットを押さえるジグを作るべきかもしれません。構造的に組み付けが面倒な部分で薄いスパナがないので、ナットを押さえる工具もプリントしておいたほうがいいかも。
最初に作った、ベルトテンショナー。ちょっとタイトすぎました。
もう少し大きなほうがよいかと設計をサイドやり直し。
こんな感じにしました。M3 のネジを使用。
ネジ止めパーツですが、ブラケットに一体式になる予定。
Thingiverse にもアップロードしておきました。
作業していると、ER11 の コレットが到着しました。
かわいい、ケースに入っています。これのケースも作る予定です。
見た感じ、悪くなさそうです。続きを組み込みます。
こうして実際組みつけてみると、いろいろ改良ポイントが見えてきます。設計上は理論的には問題なさそうに見えても、組み付けで面倒だったり、パーツが入らない部分があったりとかで、特にベルトテンショナーはかなり考えさせられます。組み付けた結果、いろいろ変更したほうがよさそうなポイントが見えてきました。
しばらく、吊り下げてあれこれ考えてみます。
以下、変更箇所のメモ
・フレームとのかみ合わせを深くして、ボルト4点止めとする
・45 度のフレーム穴をもう少しタイトにする。ちょっとゆるすぎました。
・サポートなしでも作成できる形状に変更
・45度のボルトの頭が平面より突出してしまうので、あと１ｃｍほどサイズを大きく
・ベルトテンショナーの形状と構造を変更。スライドするジグのボルト穴をずらして、ベルトとボルト穴をずらす構造に変更。途中でもテンションが張れるようにする。
・x軸との合体は、3角のブラケットを覆うようなものを作成。3画ブラケットにナットを生めて穴を開けておく。
オリジナルパーツは、あれこれ試行していると気になる部分がたくさん出てきますね。そこがまた楽しい部分でもあるわけですが。ほんとにCNC 動きますかね？ ちゃんとアルミが削れるでしょうか。
ベルトで駆動させて、工夫してもだめだったら台形ネジを考えてみます。ベルトバージョンは、3D プリンターやレーザーカッターやプロッターにも応用できますので、XY テーブル部分は完成させたいです。
製作時は、雨でじっくり作業ができました。晴れだと落ち着かなくて。
猫たちも、ゆるみっぱなし。
こいつは、いつもひっくりかえっています。
寝起きの一枚。
対角のV-Slot もいけそうだということで、今日は CNC ルータを作るためにコントロール部品を調達しました。
約２年前に、ジャンクのFDD を使ってプロッターを作ったときに使った EasyDriver でも工夫すれば使えますが、ちまちま配線するのも面倒なので、モータードライバーとシールドをゲット。CNC ルータを作るときの定番の商品です。PCBのプリントでおなじみの、Elecrow さんのお店で最新のV3.51 のをゲット。いろいろなバージョンがあるのですが、まぁ新しいのがいいんじゃないかという選択です。このあたりの情報は、参考にしているサイトが詳しいです。
CNC Shield V3.51 – GRBL v0.9 compatible
¥ 1,987
あとは、この上に乗っけるステッピングモーターのドライバーを４つゲット。ヒートシンク付きです。
A4988 Stepper Motor Driver
¥ 94 x 4 = 374
EasyDriver で使っていたモータードライバーは、A3967SLB で、今度のは A4988 。どちらも Allegro MicroSystems, LLC のチップですが、今度のは ５ｍｍ四方の QFN パッケージです。大きな違いは、1/16 のステッピングモードが出来ることと、出力が2A までいけることで性能的には今度買ったものの方が、上のようです。以前、FDDのステッピングモーターを使ったときは、学習のため、ブレッドボードに配線していきましたが、今度はもう少し楽できそうです。
arduino は、Nano のクローンが確か１つくらいあったと思うので、それを使う予定で、シールドと nano はそのままはまらないので少し配線が必要です。モータードライバーを３つしか使わないのなら、以下のようなシールドもあります。
Keyestudio CNC shield v4.0 board
￥ 765
プロッター用途なら、これで十分ですね。 arduino nano clone は300円未満に買えますので、3軸のCNC なら1500円未満でコントローラー部分はすみそうですね。
しかし、今まで arduino uno 自体のオフィシャルバージョンを使ったことがないので、１つくらいゲットしておいてもいいかもしれません。
2012 Official Version Uno R3
￥ 589
裏面が白いのは前から欲しかったので、この機会にぽちってみました。値段も安かったですし。以前は、1000円以上はしていた記憶があります。
底に、MDFの21mm を敷いて、前からみたときのフレームは20×40 のミスミ5シリーズを使うことにしようかと思っています。筐体の底を目隠しできるL字の金具で結束できそうなので以下の感じにする予定。
アルミフレームは、白アルマイトの普通のやつにすることに。フレームの溝にPLAで作ったキャップをはめようかなと。
ミスミのアルミフレームは種類が豊富ですね。
５シリーズ 長方形 ２０×４０ｍｍ ２列溝 ３面溝
HFSF5-2040-135
にすることにしました。MDF はどこでゲットするかはまだ先だけども、以下の価格を目安に。
この上に100円ショップに売っているセリアのパンチボードを張り詰める感じとか。
もう少し、太いほうがデザイン的には落ち着く感じ。
謹賀新年。2017年突入です。
さて、今年一発目のブログです。昨年中に荒く設計は出来ていたのですが、試作品を動かすところまではたどり着けませんでした。現在も続行中で、とりあえずだいぶ出来てきました。このあたりで、1歩引いて考え直してみる時間も必要だと思うので、いったん思案中のものを公開してみます。音楽聴いたり、猫と遊んだり、アリエク物色したり、あれこれしていると進み具合が悪くてね。
さて、本題です。
フレームはいろいろあるのですが、ミスミの2020 のタイプから作っています。バリエーションはたくさんできそうですが、2020 のフレームは世界中にありますので汎用になりえる代表的なものだからです。汎用的に使えるフレームが、D-Slot の代表的なメリットですからね。
いろいろなタイプを考えたのですが、結局ステッピングモーターが筐体の内側に納まるような配置がベストということになりました。
内側のアルミフレームの隙間にベルトを通しています。設計上は、ここにGT2 のベルトは通りそうなので、とりあえっずこんな感じになっています。実際組んでみると、あれこれ改造ポイントが見えてくるかと思います。 
反対側は、ベアリングで駆動するプーリーです。モーターに付けるのと同じものをチョイス。
D-Slot 部分にベルトをかませるものはまだ作っていませんが、上下のベルトに固定する感じにする予定。ベルトのハリ調整をどのようにするかは、まだ考え中です。
結構タイトな感じですが、作ってみるとどうでしょうかね。何か問題が出るかもです。
結構ぎりぎりです。
ステップモーターは、M3 の 12mm で固定予定。45度傾いた D-Slot フレームの 2020 はM5 と固定ビットを45度の穴からフレームにかませて固定です。フレームは2点止めですが、ブラケットを少し長くして4点で締めたほうがいいかもしれません。
このブラケットの中はこんな感じ。
本来は、この筐体の位置関係です。これは左右のY軸になる感じです。
筐体に固定する部分をブラケット側に付け足すか、別パーツにするかは検討中。一体式にしたほうがよさそうですね。
３Dってホント、便利ですね。作る前からある程度は懸案ポイントが見えてくるというところが偉大です。現場合わせ、1点ものばかりDIYしてきたのですが、こうして図面を3D で起こしてから作れる時代で、しかも無料という。すばらしすぎます。
あと、最後に今年の抱負。
・CNC ルータ元年にする！絶対完成させる。
・CNC でアルミや硬い木を削って、かっこいいプロダクトを作りたい。
・以上が出来たら、旋盤を自作したい
いろいろありますが、３つくらいにしておきます。昨年の正月は、Sigrok の Pulsviewでロジックアナライザーで遊んでいました。E-Ink のマイプロジェクトが途中で止まっていますので、どこかで再開したいです。2番目のプロダクトで実現したいですね。木とアルミを使ったE-Inkパネルとかめっちゃくちゃカッコ良さそう。
旋盤も買えば10万くらいですが、自作してみると楽しそう。実際自作しているパワーユーザはいますしね。手作業だけで、４ツメチャックの旋盤作っている方の映像見ていましたが、S45C の材料を糸鋸で丸く切断しているのは、すごいと思いました。気が遠くなる時間がかかって切断したのだと思います。手作業がすべての基本なんだなと改めて思いました。
何歳まで生きられるかわかりませんが、ジジイになってもDIYしていたいです。何か作っているときが一番楽しいですからね。
とりあえず、自転車がパンクしているのでそれを直しますか。
とりあえず、三角のV-Slot 部分だけ、Thingiverse に公開してみました。
早速、コメントがあって、なんで V-Slot じゃないのよって。名称が、わかりにくいかな？
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