| 汎用フライスCNC化にあたって 投稿者：mic 投稿日：2004/04/28(Wed) 08:08 No.434 | |
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みなさん、はじめまして。
mmさん、メールでの迅速なご回答ありがとうございました。
寿のFM120または、相当品をCNC化しようと考えております。不安な事が沢山ありまして、質問させて下さい。
まず、ステッピングモーターのトルクです。物を手にしておりませんが、データシートを見る限りでは、
KH56QM2-912では、少々トルク不足かも？っと思ってしまうのですが、他に良いモーターはありませんで
しょうか。あまり高価ですと手が出ませんが、1個￥1万以下でしたら、何とか買えそうです。
それと、CNC基板上のFETモジュールは、MP4410かと存じますが、MP4711なんか如何なものでしょうか。
ヒートシンクが付けられますし、データシートを見ると、容量も前者よりやや大きいようです。
ピン配列もフルコンパチのようですし、気軽に換装出来そうです。ヒートシンク取付部も絶縁型のようで
すし、その点も気軽に取付け出来そうです。
送りネジのバックラッシュ問題は片付いていると仮定しまして、タイミングベルト(リブベルト)とプーリー
で減速するのは、まずいでしょうか。テンションローラーを左右付けて共振等を防ぐつもりなのですが。
それほど速い送り速度は必要ありませんので、トルクを減速して補えなえないかと思っています。
ワークは、高力ジュラルミンA2017とA2024中心で、たまにA7075くらい、鉄鋼は殆どありません。
3次元加工も憧れておりますが、当面はＲ加工や角度もの程度の2次元が中心となりそうです。ですが、
3次元加工も出来るようにしたいと思っております。
何だか一気に質問し過ぎの感ありですが、お許し下さい。
また、パラレルポートについてなのですが、
特にWindowsXP上でパラレルポートを使用しますと、システムがそれに掛かりきりになるというか、
リソース的に不利ですよね。パラレルプリンターで苦労しました。現在、BIOSで閉じております。
こちらのログも見せて頂いたのですが、PCIバス経由の高速パラレルの方が有利なのでしょうか。
産業機でよく見掛けるACサーボモーターなんですが、こちらのCNC基板で駆動出来るのものなのでしょう
か。小型ACサーボモーターの単価については全く存知ませんが、安い物で幾らくらいからあるものなので
しょう。やはり憧れてしまいます。
以上、宜しくご回答の程お願い致します。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mm - 2004/04/28(Wed) 23:16 No.435 |  |
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こんばんは micさん
まず言える事は、良いもの、価格の高いものは、本業の方にまかせ、手軽に安くNC加工機を体験してもらう為にご紹介しています。
FM120はインターネットでは見て見ましたが、X軸の移動範囲が400mmも有り、CNC学習第一号には負担が大きいという事は分かりました。
最初のころはメーカーの資料などを参考にモーターの選択をしていましたが、ステッピングモーターの場合励磁トルクの表記しか無い為、実際に取り付けて回して見ないと分からないことがわかりました。その為にいろいろなモーターを購入して見ました。
秋月で700円の高トルクと表記してあるモーターでは、X-1に取り付けて見たところFは10までしか上がりませんでした。KH56QM2-912では安全値でF400位で動作しています。
FM120に１万円以下で取り付けて良さそうなモーターの検討は立ちません。
基板に実装しているFETも、先日A軸でテストをしたのですが、型番が変わると症状が少し変わりました。なるべく同じ条件で情報交換が出来るようにと思っているので、FETの交換については対応しません。
3D加工にはそこそこの送り速度が出せないと、加工物によりますが何日も掛かると思います。
私がテストで加工している35φ程度のミニチュア発動機の部品加工でも2個で8時間くらい掛かります。
パラレルポートについては、パソコンにより個体差があるようです。
XPの場合は、Mach2を利用したほうが良さそうです。
PCIバスのパラレルはまだテストしていません。PCカードのパラレルはパラレルポートの無いパソコンで上手く動いています。
ACサーボについては、CNC基板からでもサーボアンプに接続し動かしています。
私が使用しているACサーボは、ほとんどが安く購入した物なので価格の参考にはなりません。
200Wくらいのモーターとアンプとケーブルを1セットで20万円近く掛かると思います。
私もまだまだ手探りなので、良い情報など有りましたらお願いします。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorinn - 2004/04/28(Wed) 23:35 No.436 | |
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こんばんわ
ＭＰ４７１１ですが廃止品種になっています。
なおかつＯＮ抵抗が高いため発熱が増えます。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorinn - 2004/04/28(Wed) 23:42 No.437 | |
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ＰＣＩパラレルポートは評価しましたがＷＩＮ２０００では使えました。ただどちらで使っても変わりないのでは思いますが！
というのはデフォルトのポートもチップセットがサポートしているのでパフォーマンスは変わりないのでは思います。
Ｉ／Ｏアドレスに有るわけでは無いので・・・・
参考まで
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorinn - 2004/04/28(Wed) 23:51 No.438 | |
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訂正
ＭＰ４７１１は現行品種でした。
放熱を気にするならばアルミの板ではさんで固定すれば良いだけです。
ただＸ１で２Ａ／相で、暖かいと言うレベルです。
２Ａ以上は、流したくは有りません。
理由は電源供給端子が電流不足になるからです。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mic - 2004/04/29(Thu) 02:46 No.439 | |
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みなさん、こんばんは、
micです。
早速のご回答、誠にありがとうございます。
おっしゃるように、MP4711は、MP4410と比べて、通過抵抗が高めですね。
MP4410を割締め式のヒートシンクなんか作って冷やす方向性で行く事にします。
500W程度のATX電源を用い、CNC基板上の給電点を数箇所増やそうとも思っております。
ですが、3D加工は時間が掛かるものなのですね。
手動汎用機しか使った事がなくて、想像も付きませんでした。
前回の「余り速い送り速度」というのは、早送り300mm/秒とかは、僕には必要ないなぁ。
っという意味でした。(マシニングセンタと混同しておりました m(__)m )
手回しですから、数値的に正確に云えないのですが、
切込み0.5～2.0mmで送り2～5mm/秒程度で使う事が多かったので、それくらい出来れば
入門としては、問題ないと思っております。(φ6～10mmHSS2枚刃 A2017S材平面切削で)
すみません。頭が2Dなもので。
パラレルの件なのですが、
WindowsXP上に於いて、パラレルプリンターを動作させますと、印刷中CPU負荷100％と
なってしまうんです。Windows98の時は、印刷中に次の現行編集なんかが出来たんですが
それが全く不可能になったもので。
ですから、パラレルの使用に不安があったのです。やはりプリンターとは違うようですね。
やってみてから判断する事にします。
パラレルケーブルは、高速転送対応の高価なケーブルがありますが、一般仕様の物でも
いいのでしょうか。フライスとPCの間は、少し距離を置きたいと思っております。
出来れば10ｍくらいのケーブルで。
概要的な事で結構ですが、Mach1とMAch2の違いは、どんな点なんでしょうか。
CNCについては、全くの素人です。どうか、宜しくお願い致します。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mm - 2004/04/29(Thu) 09:31 No.440 | |
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こんにちはmicさん
私の送り速度表現は分です。5mm/秒はF300です。
私が使用している数台のWindowsXPでは印刷中CPU負荷100％になりません。
CNC用には専用のパソコンでまず始めないとトラブルの原因が分かりづらいです。
高速転送対応の高価なケーブルは試したことが有りません。テスト済みのケーブル最長は2ｍです。2ｍだとパソコンを選びます。
Mach1は開発が2Kの為XPでのみ起こるバグが有りました。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorin - 2004/04/29(Thu) 10:15 No.441 | |
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こんにちはｍｉｃさん
ケーブルは、長いと信号が不安定になります。
この掲示板にも出ていますが延長して不可解な現象が出ている人がいます。
１相２Ａでは特に放熱は要らないですがＦＥＴの根元が暖かいです。
それより外付けの抵抗の放熱が必要ですよ。
ｍｍさんは放熱板にＣＰＵファンを付けて放熱しています。
送り速度はスピンドルの回転数と、エンドミルの経に関係有りますよ。
また切削材料にも関係します。
参考まで・・・
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorin - 2004/04/29(Thu) 10:22 No.442 | |
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こんにちはｍｉｃさん
補足説明ですが＋１２側の線を抵抗に接続してコイル側の電線を
端子に接続して０Ｖ側を端子の２，３番に接続してください。０Ｖ側の接続点を数箇所にするのは良くありません。
端子の＋１２ｖも必ず接続してください。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mic - 2004/04/29(Thu) 12:27 No.444 | |
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みなさん、こんにちは、
micです。
すみません。手動送りのフライス経験が長くて、理解し易い秒速でものを考えるようになっていました。
ですから、産業機のように、18000mm/minの早送りなどは、不必要と思っているのですが、早送り速度に
は期待しない方がいいですね。バックラッシュの事を考慮して、原点を通過ぎてから戻るような切削を
行うとかなり遅くなるんですね。
パラレルの総延長は、最長2mですか。
工房は、各工作機械が、切子や切削液を撒き散らす為、PCを離したかったんですが、衝立等を置いて対応
するしかなさそうですね。
高速転送対応の高価なケーブルでは、インピーダンスマッチドな物がありますが、総延長が2ｍ超なら、
それらも試す価値はありそうですね。
PCは、CNC専用の物を誂えるつもりでいます。他の作業には、使用しませんので、低スペックのものでと
考えていますが、CADやCAM、CNCのソフトを動作させるには、最低要件スペックはどれくらいでしょう。
セレロン2.4GHz 256MB程度で充分かな？と考えています。
OSに関しても、XPのライセンスは高いですから、ライセンス取得済みで使用していない98SEやMeでやろ
うとも思っています。NT系OSでは、パラレルは苦手なようですし、XPは逆に避けた方がいいのでしょうか。
外付けの抵抗器は、何故必要なんでしょうか。モーターが12Vでは過電圧だからでしょうか。
すみません。ステッピングモーターを使用した回路は初挑戦なもので。
＞>補足説明ですが＋１２側の線を抵抗に接続してコイル側の電線を
＞端子に接続して０Ｖ側を端子の２，３番に接続してください。０Ｖ側の接続点を数箇所にするのは良くありません。
＞端子の＋１２ｖも必ず接続してください。
給電点を増やすというは、基板上銅箔パターンの電源ラインに並行してケーブル等を這わすという意味
です。ATX電源の5Vを端子を使うというは、ダメなんでしょうか。
っと云う前に僕。CNC基板を未だ手にしておりません。
今回の構想は、もう少し先の事ですが、CNC基板だけでも先に購入しておこうと思います。
7月に、工房を広いところに移転する予定があり、設備の増強を手控えています。
それと、ステッピングモーターですが、多摩川 TS3134N319というのを見つけました。
定格4.2V/3.5A 1.2Ω/6.0mH トルク4N-m ロータイーナシャ1870g-cm2 重量3.52kg
というスペックで少々重く、ローター慣性が大きいかと思うんですが、如何なものでしょう。
これって、高いモーターなんでしょうか。
少しでもモーターを助ける意味とバックラッシュの事を考えて、高価ですが全軸ボールねじに換装しよう
かと思っています。一度、ボールねじの機械をさわらせてもらった事があるんですが、病み付きになるよ
うなフィーリングですね。各メーカーの汎用在庫品で軸端未処理の物なら比較的安いかな？っと思うので
すが、精度等級は、C3程度はあった方がいいですよね。
では、宜しくお願いします。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hide - 2004/04/29(Thu) 13:17 No.445 | |
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micさん、はじめまして、今後とも宜しくお願いします。
私も試行錯誤で色々と手を出していますが、色々と疑問等あるようですね。
私もこんなに幅広くわかっているわけではないのですが、今主に使用しているＰＣは、VAIO-U101です。あのちっちゃいノートＰＣです。
家では、Pentium4の2.8GHzの自作ＰＣを使用していますが最近このＰＣでは削っていません。
VAIO-U101のスペックは、Celeron600Mhz、メモリーは512MBで、PCMCIAのパラレルポートを使用、ソフトはMach2ですが、全く問題な使用しています。
>NT系OSでは、パラレルは苦手なようですし、XPは逆に避けた方がいいのでしょうか。
→私は、ＮＴの３．５のバージョンからＮＴ系のＯＳを使い続けて現在はＸＰですがパラレルが苦手と言う意識はありません。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorin - 2004/04/29(Thu) 17:00 No.446 | |
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micさん
基本的mach1,mach2を動作されれるのはＷＩＮ２０００かＸＰしかだめですよ！。
この基板で２Ａ以上をドライブするには、問題が有りますよ。
大きいモータ等を使うと共振現象等の対策に苦労しますよ。
ロータ慣性が大きくなるとスピードも落ちるし希望の性能が出せなくなります。
トルクを望んでますがそんなに大きいトルクは必要有りません。
トルクを望むならば減速機付きのモータを使った方が早道です。
電源電圧ですが１２ｖ位を使用して抵抗で落とします。
計算式ですがたとえば２Ａのモータの場合、内部抵抗＋外部抵抗の値
で２Ａ流れる様な外部抵抗値を選びます。
外部ドライバ（定電流）を使うならばその必要は無いですが・・・
送りネジの交換ですがなかなかそこに収まる物を捜すのは難しいです。
特にボールナットが収まりません。
ボールネジで二相モータの場合、共振現象の対策を考える必要が出ます。なぜなら回転がなめらかなため振動が押さえにくいです。
台形ネジの場合滑りのため振動が抑制されてしまう見たいです。
調べて見ればわかりますが・・・・
現状の物でバックラッシュ対策を行うか、ステンレス台形ネジを使ってナイロンナットを使用しバックラッシュ対策を行った方が楽です。
金属ナットはあまり良い結果が出ません。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mic - 2004/04/29(Thu) 21:07 No.448 | |
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みなさん、こんばんは、
素早いご回答、誠にありがとうございます。
＞ＮＴの３．５のバージョンからＮＴ系のＯＳを使い続けて現在はＸＰですがパラレルが苦手と言う意識はありません。
SEをやっている複数の友人と知人で、同様の症状が出ておりました。
いずれも、Win95～98時代のレーザープリンタなど業務機だったのですが、XPやNT4で動かした時は、CPUが印刷
中に無用な監視を続けるようで、CPUがそれに掛かりっきりになり、エクスプローラすら動作が鈍くなります。
僕もXP Proを導入して、まったく同じ症状が出ましたので、NT系のクセだと断定しておりました。でも、そう
でもないみたいですね。確かに統計分母が10数名ですから、断定するには根拠薄弱ですね。
USB接続の最新プリンタでは、そういう事はないのですが。
これは、やってみてから判断致します。
＞基本的mach1,mach2を動作されれるのはＷＩＮ２０００かＸＰしかだめですよ！。
わかりました。XPで動作させる事にします。
XPのGUIにも慣れてきて、旧98系のGUIが逆に違和感が出てきておりますし。
＞大きいモータ等を使うと共振現象等の対策に苦労しますよ。
＞ロータ慣性が大きくなるとスピードも落ちるし希望の性能が出せなくなります。
前述のモーターのロータイナーシャが1870g-cm2っというのを見て、マズいなぁ。って思っておりました。
トルクを望んでますがそんなに大きいトルクは必要有りません。
テーブル総重量25kg前後、コラム重量も25kgほどありますので、特にZ軸が持ち上がるか心配なんです。
一応ガスダンパーが標準で付いているんですが。そもそも、総重量は140kg以上もある機械を動かそうと
いうのが間違いかも知れないのですが、何とかやってみたいのです。
＞トルクを望むならば減速機付きのモータを使った方が早道です。
手回しハンドルを維持したいというものありますし、両側からテンションローラーで与圧してベルト減速
しようと思います。その方が、手動動作の操作性も損ないませんし。
＞電源電圧ですが１２ｖ位を使用して抵抗で落とします。
＞計算式ですがたとえば２Ａのモータの場合、内部抵抗＋外部抵抗の値
＞で２Ａ流れる様な外部抵抗値を選びます。
＞外部ドライバ（定電流）を使うならばその必要は無いですが・・・
あっそういう事なんですね。僕はてっきり定電流回路なのかと勝手に思っておりました。
＞送りネジの交換ですがなかなかそこに収まる物を捜すのは難しいです。
＞特にボールナットが収まりません。
φ14 リード2mmで、ボールナットのハイト28mmと32mmという物を見つけました。しかもメーカー標準在庫品です。
ボールナットも充分収まるように思います。以下は、同型機の分解画像なのですが、40mmくらいあると思います。
http://www.tedatum.com/thms/X3mill/DSC02551.JPG
＞ボールネジで二相モータの場合、共振現象の対策を考える必要が出ます。なぜなら回転がなめらかなため振動が押さえにくいです。
テーブルもコラムもぶ厚い鋳鉄製で重量がありますので、特にZ軸の振動は出ないと推測しています。
それと、XY軸のアリ溝のクリアランスをキツめにするのが趣味なんです。むかし、難削材を削る際に、X軸を送っている間に、振動等でY軸のハンドルが廻ってしまって、精度が狂いまくった事があります。それ以来、アリ溝を
キツ目にしているんです。ちょっと正攻法から外れてるというか、我流も過ぎるかも知れません。
やはり、特にZ軸が制御以前に、持ち上がるかが心配です。ボールネジの場合、同条件の台形ねじ比で1/3程度の
トルクで動くようですし。この辺にも期待しているところです。
でも、だんだん不安になってきました。ボールネジは、高価で試しに買ってみるっというシロモノではないです
し、別の用途にも使い回しがきかないですから。
とりあえず、標準的な手法で現状のまま駆動させて、まず様子を見ないと、憶測や推測ではどうしようもない
ですよね。すみません。m(__)m
＞現状の物でバックラッシュ対策を行うか、ステンレス台形ネジを使ってナイロンナットを使用しバックラッシュ＞対策を行った方が楽です。金属ナットはあまり良い結果が出ません。
ナイロンナットは、高精度な市販品があるのでしょうか。それと耐久性に問題はないのでしょうか。
ナイロンは、金属より耐摩擦性に優れているのは理解しておりますが、剛性面でも不安です。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... hirorin - 2004/04/29(Thu) 22:55 No.450 | |
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ｍｉｃさん
パラレルポートですがmach1,mach2ともドライバがパラレルポートを
駆動しています。
インストールしてみればわかりますが！
ただ私のマシン（ＰＥＮ３－１Ｇ）では、ブラウザを駆動すると
パルスがおかしくなります。
ｍａｃｈを再起動すれば復帰しますが・・・
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... NK - 2004/04/30(Fri) 01:13 No.455 | |
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NKです。
私は、VIAのEPIA-800＋Windows2000を使っています。切削している時のCPUの占有率は20%程度です。たまに落ちることがあり、その時は原点が失われるのですごく悲しいです。
IBMのThinkPad X24+Ultra Baseだと、パルスがうまく出ませんでした。掲示板の過去記事を参考にしたり、クリーンインストールをしたり、ドライバやサービスを片っ端から削除してもだめでした。
Pentium 4 Celeron 2.0G+ 865PEマザーの自作マシンが一番安定して動いていますが、ケーブルが届かないのと、マシン自体がうるさいので使っていません。
ご参考になれば。
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| Re: 汎用フライスCNC化にあたっ�... mic - 2004/04/30(Fri) 05:44 No.456 | |
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hirorinさん、NKさん、おはようございます。
＞パラレルポートですがmach1,mach2ともドライバがパラレルポートを駆動しています。
あっ、そういえば、その不具合の共通点を思い出しました。
いずれも、古いプリンタでメーカーが新OSのドライバ供給をやってくれないので、Win標準の汎用ドライバで
動かしていました。きっとそれは、ドライバの出来が悪かったんですね。
＞私は、VIAのEPIA-800＋Windows2000を使っています。切削している時のCPUの占有率は20%程度です。
＞たまに落ちることがあり、その時は原点が失われるのですごく悲しいです。
それは、悲しいですよね。ワークを無駄にしない為にも、OSの安定は絶対条件ですね。
CNC専用マシンは必須ですね。
広い部屋へ移って、工房を拡張する予定ですが、それ以上に追加導入する予定の加工機なども多く
また大きな機械が多いので、CNC用のPCは、ロープロファイルの省スペース型の自作機にしようかと
思っているのですが、ミドルタワーフルサイズのPen4マザーとPen4 1.6GHzが倉庫に転がっています。
最近は、安いですから、ベアボーンキットを新規購入した方が安かったりして。
液晶モニタは嫌いでCRTばかりなのですが、狭いし液晶にしようか？でも高いですよね。
これらも悩むところです。
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