CNC – ページ 2 – WATCH WEBの時計日誌

スピンドルの振れ

スピンドルの振れを計測してみる。
既にヤフオクでデジタルダイヤルゲージは購入している。磁石で固定する台付きで3,000円くらい。安い。

0.14mmも振れがあるやんけー。
こんなに振れがある状態で今まで切削していたとは・・・ショックだ。

犯人は分かっている。
ER11コレットホルダー　おまえだっ！
軸の付いていないER11は、基本的にダメだと思った方がいいかも。
ER11コレットホルダーを外した。かなりいい感じでがっちり圧入されているので抜くのが大変だった。

軸だけでセンターを計測した。ばっちり0.00だ。

軸の太さは6パイ
ちょうどいい具合に、ER11と6パイの軸が一体になったコレットフォルダーが部屋に転がっていたので、これで試してみる。

スピンドル部分をバラす。めんどくさい。時計を作りたいだけなのに・・・何やってんだ俺。
で、置換完了。

スピンドルの振れは・・・0.01mmまで低下。
１桁マイクロでないのが残念だが、末端のチャックしているエンドミル部分の振れなので、まぁ合格ラインではないでしょうか。

早速切削してみる。
前回と同じくトゥールビヨンの柱部分を試してみる。

うーーん。
まだ0.15mmほど小さく加工される。
改善前の0.26mm前後に比べると確実に改善されているが、それでもイマイチだ。

他の原因として考えられるのは、振動だろうか。
今日は、時間切れなので、またいろいろ調べてみる。

CNCのスピンドルモーターを交換する-4

CNCのブログみたいになっているが・・・一応時計関係のブログです。

新しく購入したスピンドルモーターは48V、400Wと高出力なので、基盤についているちっこいリレーだと不安なので、外部にリレーを増設することにした。

オリジナルマインドの資料を見るとSSR（ソリッド　ステート　リレー）が良いみたいなので、アマゾンで購入。しかしチャイナ発送で２週間たっても届かない・・・。

なぜかオムロンのリレーが家に転がっていたので(笑)これを使う。
回路図はこんな感じ。前々々々職が電気関係なので・・・電気はちょっとだけ得意なのだ。
補足：図のＣＮＣボードの結線に誤りあり、実際はgndではなくMO+とMO-に接続する。

左側は今回増設したオムロンのリレー。右側が基盤に付いているちっこいリレー。

速度コントローラは裸だったのでとりあえず箱に入れた。

スピンドルモーターの試運転をしてみた。
すごいパワーと回転速度だ。
パワーをMAX近くにすると、さすがにベルト駆動では回転が追いつかないようだ。
パワーを60％くらいにするだけで、感覚的に２万回転くらいはいってるように思う。（交換前のモーターが１万回転と想定しての個人的感覚）

次にCNCの手動送りで、ドリルで穴を開けてみた。
全然穴が開かない。何かがおかしい・・・。
よくみたらモーターの＋－が逆で逆回転していた・・・オイオイ電気は得意なんじゃないの？
＋－を入れ替えて無事試運転が完了。

エンドミルによる切削はまだ試していない。

CNCのスピンドルモーターを交換する-3

スピンドルモーターを取り付けてみた。
想定外だったのは、スピンドルモーターに付いているER11が外れないこと。
かなり強く圧入されており、びくともしない。
無理に外そうとすると壊しそうなので、このままでいく。
柱を延長することで、なんとか取り付けできた。
電圧を調整するダイヤルが届かないので試運転はまだだ。

スピンドルモーターにはER11が付いているので、プーリーを介さずに直接取り付けてもよいが、せっかくプーリーで３倍速にできる仕組みになっているので、12000回転×3倍、夢の36000回転？になるよう設置してみる。
まぁ中華製なので、実際は10000回転くらいまでしか回転は上がらないだろうが、それでも十分な回転速度である。
ただスピンドル部分の耐久性が未知数なのと、ベルト駆動でそこまでの回転数に耐えられるのか不明・・・。

現在CNCに付いている金具では、中華製のスピンドルモーターは取り付けできない。
金具を加工してもよいが、「やっぱりだめじゃん」となった場合、現状復帰ができなくなるので、新たに金具を作成することにした。
金具の材料は４ｍｍ厚のアルミ板だ。CNCで加工できる大きさを超えているので、残念ながらCNCで切削できない。
糸のこで切ってもよいが、手が痛くなりそうなので(笑)、アルミの加工サービスを利用することにした。
きりいたドットコムというサービスを利用した。
現行の金具をノギスで計測して、CADでさらっと作図する。
そのデータを送るだけで、加工してくれる。加工はレーザー加工で切り抜くらしい。
値段は送料込みで4,000円弱。オーダーメイドにしては安いと思う。

注文してから10日後に届いた。
公差は±0.5mmとのことだが、かなり高い精度で加工できている。
元の金具とサイズはぴったりだし、スピンドルのネジもぴったりだ。
アルミだけでなくステンレスの切り抜きもできるので、時計のミドルケース製作のベースにも使えるかもしれない。
もっとも、加工は切り抜きだけなので、いろいろ加工は必要だが、板からつくるより楽になる。

左が今回作成した金具、右が元の金具　モーター取り付け部分が異なる。

CNCのスピンドルモーターを交換する-1

現在、スピンドルに使用しているモーターは、日本電産サーボのDME44SAで、スペックは、9.2W 12V 3600回転である。
メイドインジャパンで品質は良い。
これをプーリーで3倍に増速しているので、理論上は10800回転である。

時計の部品をつくるのに、スピンドルの回転数が10800回転では、十分とは言えない。
エンドミルは、その構造上、刃の中心にいくほど刃の切削速度が遅くなり、恐ろしいことに中心部分の切削速度はゼロなのだ。
0.2mmなどの極小エンドミルは、全体が中心みたいなものなので(笑)、スピンドルの回転速度を上げないとまともに切削できない。

高速回転するスピンドルモーターは、ナカニシのスピンドルモーターが良いようだが、値段は安くても15万円くらいするし、別途5万円くらいするインバーターも購入しないといけない。貧乏リーマン(笑)の私には無理だ。

アマゾンで中華製のスピンドルモーターが6,000円くらいで売っているので買ってみた。
スペックは、400W 48V 12000回転である。従来使用していたモーターとは比べ物にならないパワーと回転速度だ。
48Vの電源も購入した。あと電圧を調整するダイヤルも購入した。これらも中華製で爆安だ。
ものづくり大国、中国の勢いを感じる。

加工がずれる

久しぶりにCNCで切削した。
切削はすごい音が出るので、平日の夜にはできない。
そうなると休日しか候補が無いのだが、家族で遊びに出かけることが多く、なかなか時間がとれないのだ。

なんか変だ。形がいびつになる。
以前から穴と外周がぴたっと合わないことが多かったのだが今日は特にひどい。
CNCをバラシていろいろ調べてみた。
送りネジを固定するネジが、ずれているのが原因だった。
XYZの全てがずれていた。
修正したらうまく加工できた。
また貴重な時間を無駄にしてしまった・・・。

小型ディスプレイ

CNCとディスプレイが少し離れた位置にあったので操作性が悪かった。
そこでアマゾンで８インチのディスプレイを購入した。
タイムセールで６千円くらいで購入したが、思いのほか良いモノだった。
コンパクトなので机を占領しない。
これでディスプレイを見ながらCNCの操作ができる。

ツールビヨンキャリッジ部分の切削

キャリッジ部分の切削をする。
材料は0.5mm厚の真鍮板だ。
穴部分は0.5mmのエンドミルで切削し、外周部分は2.0mmのエンドミルで切削した。
なんか形が変だ？
エッジが鋭角にならずに丸められ、形がいびつになっている。

mach3のマニュアルを見てみる。
以下抜粋

マシニングシステムは2種類のパスコントロールモードのうちの1つの状態をとります。
（1)　完全停止モード(exact stop mode)
（2)　定速モード(constant velocity mode)
完全停止モードではそれぞれのプログラムされた動きの最後で、短時間機器が停止します。定速モードではパスの鋭角コーナーで小さな円を描くことで、フィードレートが維持されます。

定速モードなのがダメみたいだ。
さらに調べると、[Config]-[General Config]の[Stop CV on Angles]を89に設定したらよいらしい。