先日、Root 2 CNC のブラケットを見て、これはいいなと思い参考にして 625 タイプのベアリングを使い作ってみました。
上下のブラケットでフレームをはさみこみ、上下とも、３つのベアリングで固定する感じです。
この3点支持でうまく支えられるか、実際動かしてみたいところです。
ブロックの四方には、M3 の ネジで対象を固定できるように。
ベアリングは以下のように入っています。
大きさは、１つのブロックが長さ90mm 幅 50.5mm 高さ20.25mm です。囲みこんだ状態で、上下は71mm になる予定。
これを交差させてZ軸を作れば、強度的にも増すのではないかと思います。
ここはまだ作りこんでいませんが、3角のブラケットにステップモータとリニアガイドのZ軸が付くイメージです。XY軸は、corexy で動かしてみるつもりです。
構想から、1ヶ月が経過しました。
現在の状況は、概ね以下のような感じです。
これのモデルとしたのは、以下です。Shapeoko 3 のスタイルがいいかなと。
改良を重ねて、Shapeoko はこのように進化したのですが、こうして見比べ見るとなるほどなと感心します。
自分のは、まだ作りなおさないといけない部分がありますが、XY 軸は出来てきました。パターンは３つ考えてあって、
1. X軸の中央にモータが載るパターン
今回、メインで進めている方針
2. X軸の端にモータが載るパターン
プロッタ向けや、3D プリンタなどの用途。Y軸を切り離した時にも対応できるように。
3. coreXY 機構で、モータが稼動軸に載らないパターン
モータが2個で稼動できて、メリットがたくさんある。（勉強中）
プロッタや３D向けの最候補のもの。これから作成予定。
という方向があります。今回、CNC 用途としているわけですが加重がかかる部分の担保として弱い部分は、以下の図で言うと緑色のX 軸の
部分の平行度。ここを支えるのはY軸のベルト駆動とステップモータとブラケットの直角部分です。青色軸のY 軸の水平度は、アルミフレームの筐体で担保しています。特に弱いと思われる部分は、緑色部分の前後のひずみです。理想的なのは、青緑の直角度が維持できてそれが水平に稼動することと、そして赤が垂直になることです。
以下なような板材でそのひずみを担保するというのもありかもです。
こういう構造を持っているのは、以下のような筐体です。
めっちゃ、強そうですね。あと、切ったクズが稼動軸に付着しにくいのも特徴です。アルミフレームだと以下のような構造も参考になります。
この構造は大型の機器にも採用されています。
もう少し、このあたりを修正しないと、アルミを満足に削れないかなと思います。
この方向へ進むと、ごつくなり部材の材料費が高くなるので、躊躇しています。
corexy の cnc ルーターはあまりないので、そのメリットを享受するために使いたいので検討していますが、以下の変り種のCNC の機構を採用して、それに corexy を取り入れるのもいいかなと考えています。
これは、Mostly Printed CNC というもので、thingiverse に登録されています。
これのメリットは、Y軸とX軸の荷重を3本の軸で固定できることと、垂直する機構が重くなっても耐えられる点にあります。また、汎用品を使っているので部材の調達が楽です。先に紹介したひずみを取る機構を入れなくても、耐性があるのではと思います。
よく考えましたよね。丸パイプにベアリング3点で挟んでいる構造で、xy軸を交差することで垂直軸のZ軸のひずみも担保しています。構造的に平面度の調整と、平行軸の調整もできます。これに corexy 機構を入れたら理想的なんじゃないかと。
世界は広いです。すばらしい構造を考えるヒトがいるもんですね。
今回の自分のプロジェクトに置き換えると、丸パイプが角となる感じで、これにcorexy を入れたものは現時点ではなさそうです。あるかもしれませんが、まだ探しきれていません。
現時点で、採用したいキーワードは、以下３つ
・corexy の xy ベルト駆動
・Mostly Printed CNC の構造
・Root 2 CNC のサンドイッチする構造
月末になり、研究開発資金が支給されたのでさっそくリニアガイドをポチっておきました。
150mm の長さを2本と、MGN9C を追加で２つです。締めて、3700円です。
駒には、M3 のネジで固定のようですね。レールは、3.5mm 径のようですので M3 ですかね。中国製のリニアガイドってどうなんでしょうかね。国産は高くて手が出ないので、一度中華製のリニアガイドを触ってみたいです。
今回の用途では十分すぎるくらい機能してくれるでしょう。すっきり作れるので、3700円ここに投資してもいいかなと。
handle name は、Sailorpeteのピート・ニューベリー（Pete Newbery）さんが作った、Root2 CNC のキャリッジに感心したので、早速ベアリングを手配することにしました。
Root2 CNC には小さなタイプのもあるようです。こっちには BOM があったので参考にしました。
ここで使われているベアリングは、スケボーのローラーに使われているタイプの608 ベアリングです。
ABEC-7 クラスのものも安く売っているようで、入手しやすいです。
大量にベアリングは使うのですが、とりあえずサンプルで１つキャリッジを作ることにしました。１つのキャリッジに8個のベアリングを使うのでとりあえず ABEC-7 クラスの 608 ベアリングを10個ゲット。安いですね。260円です。中華製だけど、今度のは期待しましょう。ABEC-7 クラスといえば振れ精度が、0.0025mm です。十分すぎますね。
それから、自分のプロジェクトで使う625タイプのベアリング、こちらも ABEC-5 クラスのが安くありましたのでゲットしてきました。
ベアリング専門店なので、まぁ大丈夫じゃないでしょうかね。
最悪、品質が悪くてもプーリーの軸受けやベルトのテンションを張る部分に使えます。
Root2 CNC は、側面の Y軸に付ける板が必要ですが、これはこれから作るであろう、D-Slot CNC を使って削りだしてみたいと思います。
CNC ルータが２つ出来る予定ですね。スピンドルや、その他の機構は参考にしながら独自に作ってみる予定です。
XYZ軸まで、とりあえず作ってみて、問題がたぶんすぐ見えると思うので後からいろいろ検討するということで、どんどん公開していきます。
とりあえず、まだ自分ではプリントしていませんが、あたらしいY 軸のブラケットです。ベルトテンショナーを埋め込み。
あと、タイヤ調整用のM3 ボルトにナットを埋め込み。
まだ、プリントして作ったわけじゃないので、サイズが気になるところ。少し大きめで作ってあるので入ると思いますが。
次は、ステップモータとプーリーのブラケットを公開準備しないとです。
先日の Root2 CNC のブラケットが優秀そうなので、ぜひ作ってみたいですね。自分のは、タイヤが付いているので稼動音が静かじゃなかろうかと思っています。コスト的、構造的なところは Root2 CNC ブラケットに軍配があがる感じです。
１つこっちのが良いと思うのは、GT2 ベルトをアルミフレームの間に通しているので見た目がシンプルに出来るという点ですかね。方向性としては、ライトウェイト用に高速で動作する CoreXY 用途にしていこうかなと考えています。以下な感じで高速に動かしてみたいのよね。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=pAvWq0DD8uE]
CNC 用途としては、このまま作ってみて、構造的な弱さがどうなるのか見てみたいです。CNC ルーターとかは全部 Y軸がL字型にデカイので。こういう構造だとやっぱりだめなんだなーっていうのを実感してみるつもりでいます。
thingiverse のプロジェクトを物色していたら、Root 2.1 CNC というのがありました。
これの骨格は、以下のようにフレームをベアリングでサンドイッチするものです。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=VfKX0M21cGE?list=PL5hghy18PulWahNTYJ5U9uzd7b4gYzUDA]
これいいですね。やっぱり世界は広いです。いろいろ考えるひとがいます。
これの骨格を見てみると、やはりY軸のブラケットは三角状のものでX 軸は上下に広くしていますね。なるほどー、参考になります。
|
|