私のビルドがついに始まりました。この投稿では、ビルドの旅にあなたを連れて行きます。パート1を読んだことを確認してください ここ 、 パート2 ここ 、パート 3 ここ

小屋の中で持ち上げる

前回の更新からしばらく時間が経ってしまいました。機械は完成しましたが、それを収容するために特別に小屋を建設する必要があったことは注目に値します。この機械は既存のレンガ構造には大きすぎることが判明しました。

小屋の中の約350kgの構造物を持ち上げるために、ガレージの「エンジンブロック」クレーンを購入しました。このような状況で適切なツールを使用すると、大きな違いが生じることがわかります。

動作中のレプリケーション方法

機械を移動して水平にした後、レールを取り付けるためにアルミニウム押し出し材の表面を平らにする必要がありました。

ちょっと厄介な状況ですが、まあ！それは動作します。

表面を平らにした後、レールを取り付けるためにホットナイフでスロットを切り抜きます。

ガントリーレベルの調整

金属エポキシの「ギャップ充填」方法を使用して、ガントリーと Y1 および Y2 ガントリー レールを水平にしました。

使った ミラーグレーズワックスリリース ガントリー上でそれがギャップを埋めるだけであり、ガントリーの押し出し自体に付着しないことを確認します。これは本当にうまくいきません!

水平になっていることを確認してから硬化させます。

ダン・ギルバートで ビデオ 私は最近、これを行うときに8の字の動きをすることを学びました.試してみたところ、うまく機能することがわかりました。実際に定盤で確認したわけではありませんが、表面はかなりフラットです。 >=0.0x mm 以内と推定します。この部分で十分です。

ミラーグレーズ

ミラーグレーズワックスリリース; 16$

アリエクスプレス・コム

電子機器の修理

電子機器の配線を一からやり直すことにしました。とてもうまくいきました、と言わざるを得ません！

机の上でほとんどの配線を行った後、壁に掛けて CNC に接続し始めました。

メカニックの仕上げ

スピンドルに付いていた C5 1605 ナットを落としてめちゃくちゃにしてしまいました。とにかくすでに短すぎたので、Aliexpressから新しいものをいくつか購入することにしました。

私は、DFU バージョンのボールねじの感触に非常に感銘を受けました。全く遊びが無い。後で CNC 自体に負荷をかけて測定しましたが、まったく揺れていません。これらの C5 1605 DFU ネジを本当にお勧めします。 宜新店旗店 アリエクスプレスで。

それで、ほとんどの電子機器を完成させた後、スピンドルとサーボモーターの取り付けに取り掛かりました。最初はそこに MAKITA RT0700 ルーターを置いていました。しかし、ツールセッターに衝突させたというちょっとした事故の後、それはすぐに消えてしまいました。

私のフレームのデザインは後付けのようなものなので、フィクスチャ テーブル/廃棄ボードを CNC に取り付ける何らかの方法を追加する必要がありました。比較的精密な機械フレームに溶接するのは理想的ではありませんが、それでも最も簡単な方法でした。

この段階が完了したら、36mmのMDFプレートを取り付けて次のステップに進みました。

その間にたくさんの小さなステップがあり、

プロジェクトではそうなります。文書化することに少し集中できなくなり、あらゆる種類の小さなステップを実行してしまいます。この間、CNC で基本的なプローブをうまく動作させ、サーボを調整し、機構の最終調整を行いました。

軸のトラミングと位置合わせ

したがって、メカニックが完璧に仕上げる精密機械の組み立てと同様に、スピンドルのトラムとヨーを調整する必要があります。

まず、10mm エンドミルを逆さまに差し込み、Z 軸を上下に動かしながら測定距離が同じであることを確認するためにインジケーターを使用して、スピンドルの「ノド」を修正することから始めました。これは比較的早く修正できました。

トリミング（Z スピンドルの回転）では、次のことを行いました。

そこで、インジケーターをスピンドルに取り付けることができるようにスペーサーを 3D プリントしました。回転させて、指示された距離が同じであることを確認します。私の Z 軸は非常に重いので、正しい位置にゆっくりと固定するにはストラップの使用が非常に便利であることがわかりました。

チップス作り！

機械でもう少し時間を費やした後、さらに穴あけとフライス加工を行った別の短いビデオを作成しました。

硬化鋼をフライス加工できますか?

そこで、よく出てくる質問は、 Lusintun BT30 ATC スピンドル 鋼をフライス加工できますか?答えは「はい」です。スピンドル自体に制限はありません。マシンの剛性はこんな感じ。

通常の鋼を簡単に扱えることを確認するために、いくつかの硬化鋼でいくつかのテストを行いました。

結論 – Mightymill ビルド パート #4

パート #3 以来、かなり多くのことが起こりました。マシンは正常に動作しており、非常にうまく機能しています。これは私が行った最初の完全な CNC ビルドであるため、改善が必要な領域がたくさんあります。主なことの 1 つは、Z 軸の剛性を高め、ガントリーからボールねじまでの接続を改善することです。

それ以外は、パフォーマンスに満足しています!

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複製法は、表面の正確なコピーを取得するために、製造および計測で広く使用されている手法です。この方法では、メタライズド エポキシなどの媒体を使用して、リファレンス マテリアルの表面をワークピース上に複製します。この記事では、利点、制限、用途など、レプリケーション方法の概要について説明します。

複製方法:

複製方法は、金属化エポキシなどの媒体を使用して、花崗岩の定盤などの参照材料の表面をワークピースにコピーすることを含みます。複製される表面は、最初に洗浄され、通常はある種のワックスである離型剤の薄い層でコーティングされます。エポキシを塗布する前に、離型剤を乾燥させ、光沢のある表面に研磨します。エポキシは、セットアップに注ぐか注入することによってセットアップに適用され、硬化します。エポキシが硬化したら、参照材料をはがす (またはハンマーで叩く) と、表面の正確なレプリカが残ります。

複製方法の利点:

複製方法の主な利点の 1 つは、サーフェスの正確なコピーを作成できることです。この方法は実行も比較的簡単で、基本的な機器と材料のみが必要です。複製方法のもう 1 つの利点は、さまざまな形状やサイズの表面を複製するために使用できるため、幅広い用途に適していることです。

レプリケーション方法の制限:

複製方法は一般的に正確ですが、一定の制限があることに注意することが重要です。 1 つの制限は、レプリケーション メソッドは、参照資料と接触している表面のレプリカしか作成できないことです。参照材料に欠陥や不規則性がある場合、これらはワークピースに複製されます。

複製方法の適用:

複製法は、測定目的で表面の正確なコピーを作成するために計測学で広く使用されています。また、品質管理と検査のために表面を複製するために製造にも使用されます。さらに、複製法は、アンティーク家具や建築物に見られるような損傷した表面の修復にも使用できます。

資力：

学界:

80 年代または 90 年代に、米国の大学の教授が、表面複製法と、それを使用して巨大な 5 軸グラインダーを作成した方法について書いた本があります。

あ、ここだ！

ラピッド マシン デザインの原則 – MIT – Eberhard Bamberg:

https://my.mech.utah.edu/~bamberg/research/PrinciplesOfRapidMachineDesign/Principles%20of%20Rapid%20Machine%20Design.pdf

大規模な cnc マシンのレプリケーション方法の大規模な使用 – Rampf グループ:

https://www.rampf-group.com/en/aktuelles/blog/2021/how-to-2-replicating-mineral-casting-components-with-maximum-accuracy/

工作機械の再構築における複製技術とポータブル加工 – Molglice:

http://www.moglice.com/articles/replication_techniques/wrotethebook.html

CNC パーツを趣味の工作機械には大きすぎるものにする簡単な方法 – @floweringelbow:

DIY 実験:

ほとんどの DIY ビルドで最も難しい部分は、キャリッジとレールの平らな取り付け面を作成することです。私の中で マイティミルビルド、 私は同じ課題を抱えています。

金属化エポキシを使用して精密な表面コピーを作成する

合計時間: 9時間

ワークの準備

オイルが付着していないことと、エポキシが付着するのに適切な量の表面粗さがあることを確認してください。

基準面の準備

使った ミラクルワックス No.8 離型剤として。製造元の指示に従って (私は 3 回塗りました)、その間にバフ研磨を行います。 40$ <2um 誤差の小さい花崗岩定盤を使用しました。

金属化エポキシを準備します

使った ウエストエポキシ 105 + 206 硬化剤、209の方がうまくいくと思いますが。私はエポキシ+の50/50ミックスをしました 鉄粉 (<63um 粒子サイズ)。

あなたの部分をテープでとめます

注：エポキシ層の厚さを調整するために、厚さ3〜4mmのパラレルを使用しました.

エポキシを注ぐ

すべての空気を取り除き、適切なカバレッジがあることを確認してください。実はここが一番難しいところです

エポキシを硬化させます

約12時間放置したと思います

基準面から取り外して検査

あふれたエポキシは、ハンマーで叩くか、ダイグラインダーで削り取ることができます。最初の表面は、そこに残っている離型剤と参照材料の欠陥により、非常に粗いです。

表面粗さと平坦度を最適化

次のようなものを使用できます 123ブロック + 研磨剤、「キッチン」 平らにする石、または他の比較的平らな素材。食器用洗剤＋上記の鉄粉を使って、基本的にラッピング作業を行いました。

約 3 ～ 5 分間のラッピング後、表面は滑らかになり、ほとんどのハイスポーツが取り除かれます。

調べて繰り返す

表面の平坦度を検査するには、さまざまな方法があります。ミツトヨのインジケーターを使用しました。 123ブロック、高精度HGW20CCブロックを参考にしました。

最適化段階前の初期平坦度は、表面全体で約 8um でした。最適化と検査を 1 ～ 3 回繰り返すと、<= 2um になります。これは私の参考資料に相当します。材料同士がくっつきたいだけなので、ラッピングは難しくなります。この時点での主な問題は、これを測定するのが非常に難しいということです。

ラボベースの CMMS または光学測定方法の要件に達しているか、またはそれに近づいているため。

これを 3 つの面に対して行い、Withworth を使用することで、これを完全に平らにすることができます。 3プレート法.

真空引きですか？

はい： https://youtube.com/shorts/egtODwy4WiE

概算費用： 5米ドル

供給：

• West 105 + 206 などの遅い硬化の収縮しないエポキシ
• 鉄粉 <63um particle size
• テープ

ツール：

• 123ブロック

材質： ワーク 基準材 離型ワックス

結論：

複製法は、サーフェスの正確なコピーを作成するためのシンプルで効果的な手法です。一定の制限はありますが、計測、製造、修復において価値のあるツールです。これにより、愛好家や専門家は、参照面のミクロンからサブミクロンの正確なコピーを作成できます。そのため、DIY CNC マシンや計測機器用の平面を比較的低コストで低労力で作成できます。

私のビルドがついに始まりました。この投稿では、ビルドの旅にあなたを連れて行きます。パート1を読んだことを確認してください ここ そしてパート2 ここ .

機械フレームの組み立て

しばらく時間がかかりましたが、ようやく掃除したばかりの小屋に機械フレームを移動して組み立てることができました.私にとって、コンクリートで満たされた機械フレームは、このビルドで最も時間のかかる側面の 1 つでした。

一番動かしにくかったのは脚部。その下にGD-60Sのホイールを入れていたのですが、重さ120kgのトップヘヴィーなアッセンブリーまでです。少し汗をかいて怪我をしましたが、位置を合わせて組み立てを行うことができました.

特に苦労することなく組み立てることができました。全体を直角にするには、ファーマーズ ジャッキを使用して脚を内側に引っ張らなければなりませんでした。その後、1.6メートルのスパンで1〜2mm以内の正方形（対角測定）です。このアプリケーションではこれで問題ありません。

それはすべてかなりうまくいっているようです。次のステップに進む時間です。

「立ち上がろう」！

ライザープレートを作る時が来ました。私はこれに、古いあまり信頼されていない HBM BF25 手動ミルを使用しました。この過程で実際に多くのトラブルがありました。ぐらつき… (DC) モーターのブラッシングが死に、その他の楽しい電子機器の問題… しかし、私はそれを再び動かし、仕事を終えることができました.

画像でわかるように、私のフライス加工の側面仕上げはあまり良くありません。前に述べたように、私の HBM bf25 はかなりグラグラしていて、良い状態ではありません。調整後でも、コラムとジブにはまだかなりの遊びがあります。

側面は私のアプリケーションにとって重要なものではないので、それほど悪くはありません。

ダン・ギルバートで ビデオ 私は最近、これを行うときに8の字の動きをすることを学びました.試してみたところ、うまく機能することがわかりました。実際に定盤で確認したわけではありませんが、表面はかなりフラットです。 >=0.0x mm 以内と推定します。この部分で十分です。

砥石セット

この砥石セットは25$とお手頃で、現地ですぐに手に入れることができました。

アリエクスプレス・コム

それはすべて、あまり問題なくうまく適合します。このような精密用途では、ボルトとネジを正しく締めてください。精密な用途では、均等な荷重と表面間の適切な接触を確保することが不可欠です。

この後、砥石を素早く走らせてバリをすべて取り除きました。

これに加えて、次のアイテムを購入する必要がありました。

アルミブロックと等間隔にするために、厚さ3mmのグラウンドスチールパラレルを使用しました。

この方法を使用して、押し出しの側面が同じ基準面でアダプター プレートに完全に接するようにしました。

ついに！ CNCのように見え始めています！

まとめ – Mightymill ビルド パート #3

機械フレームの移動と再組み立ては、私の最大のハードルの 1 つでした。しかし、私が行ってみると、比較的スムーズに進みました。 Farmer Jack's はこれに大いに役立ちました。

Delta ASDA-M コントローラー、400W ECMA 20b 光学エンコーダー AC サーボモーターなどの新しいグッズを注文しました。 1 メートル 000 グレードの花崗岩の平行 (すべての表面) といくつかの素敵なスチール AC サーボ モーター マウント。それは今、すべて中国からの電車の中にあります。 12月上旬に届くのを楽しみにしています。

次のステップでは、ボールねじとモーター用のアダプターを作成し、押出成形品をテーブルに取り付け、Z 軸アダプターを作成して、すべて一緒に取り付けられるようにします。

乞うご期待！

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CNC コントローラは、フライス カッター間の工具長の違いを補正するために、工具の正確な長さを理解する必要があります。

この記事では、利用可能なさまざまなスタイルの工具長センサーについて説明します。精度、汎用性、コストなどの側面を評価します。

低コストの機械式ツールセッター

見直したHLTNC CNC工具長センサーのような低価格のメカニカルツールセッター ここ DIY ホビーまたはセミプロ CNC マシンのツール長測定の最も一般的な方法です。

さまざまなモデルが、Aliexpress や、これらの低コストの機械式ツール セッターの他のソースで入手できます。内部的には、それらはすべて同様に構築されています。エンドミルが押し込むプランジャーがあり、内部にはプランジャーが一定量下がると接触するスイッチがあります。

このスタイルのツール セッターの再現性は、+-0.01mm ～ 10um の範囲内であることが示され、テストされています。ほとんどの DIY、趣味、およびセミプロの CNC 加工アプリケーションに適しています。

ただし、インデックスフェースミルなどの不規則な形状のフライス工具や、プランジャーのサイズを超える大きな工具では、いくつかの課題に直面することになります。

さらに、このスタイルの機械式ツールセッターでは、ツールの幅を測定することはできません。

このタイプの工具長センサーの電気接続は非常に簡単です。内部に NC または NO タイプのスイッチがあり、UCCNC や Mach 3 ブレークアウト ボードなどの cnc コントローラ ボードに接続できます。

非接触ツールセッター

産業機械の自動工具長測定の最も一般的な方法の 1 つは、U 字型を認識できる非接触工具測定システムです。

これらの非接触ツールセッターは、送信フォークから反対側の受信フォークに小さなレーザービームを送ることによって機能します。

その非機械的性質により、工具長測定の精度と再現性は、一般に、 病気の WF2.スペクトルのより高い範囲では、レニショー NC4+ は小型工具で +-0.5um、大型工具で +-0.75um の再現性仕様を達成しています。

このタイプの非接触型工具長センサーのもう 1 つの利点は、大きなインサートベースの正面フライス盤などの不規則な形状の工具を正確に測定できることです。接触ベースのツールセッターを使用する場合、これはしばしば課題となります。

それに加えて、フライス工具の幅測定を行うことができます。これは、ミリング ツールの壊滅的な損傷を捉えたり、物理的なツールが linuxcnc や UCCNC などの cnc コントローラーで設定されたツール サイズと一致することを確認するのに特に役立ちます。

この幅の測定は、通常、長さの測定よりも正確ではありません。一般的に、非接触式を使用して約 20 ～ 50 um の測定精度が期待できます。

エンドミルやその他のフライス工具は、刃先などにより底面が完全に平らでないことがよくあります。エンドミルの最長点を正確に測定するには、この種の非接触型工具長センサーでは、測定中にスピンドルを回転させる必要があります (~1000 rpm)。フライス工具の最下点。

中古市場では、このような非接触ツールセッターはわずか 10$ から入手できます。

ヨーロッパの eBay でこれを表す一般的な用語は、「フォーク ライト バリア」を意味する「Gabellichtschranke」です。この例の 1 つは、Balluff BGL000A で、新品または中古で 20 – 40$ を見つけることがよくあります。

プレミアム – 機械式ツールセッター

DIY CNC コミュニティでよく使用される低コストの機械式ツール セッターと比較して、非接触ツール セッターと同等またはそれ以上の繰り返し精度を達成できるプレミアム スタイルも利用できます。

レニショー OTS 3D タッチ トリガー ツール セッターは、そのようなプレミアム メカニカル ツール セッターの 1 つです。

この記事では機械式ツール セッターとして挙げていますが、内部的には光学ベースの非接触式ツール セッターと同じように、より優れた安定性と精度の数値を実現しています。

新品のレニショー OTS 3D ツールセッターの価格は約 2000$ ですが、中古品は eBay などで約 500 ～ 1000 $ で見つけることができます。

レニショーの OTS 3D ツールセッターは、1.00 um の再現性の仕様を満たしています。

このデザインのコピーがいくつかあります アリエクスプレス しかし、それでも 1000+ $ とかなり高価です。その価格帯では、西部の中古オプションを検討することをお勧めします.

結論

この記事では、さまざまな種類のツール長セッターについて説明し、それぞれに長所と短所があります。ほとんどの趣味や DIY での使用には、低価格の機械式ツールセッターで十分です。

汎用性と精度の向上をお探しですか? （中古の）非接触ツールセッターをご覧ください。

クーラントなどを使用して 1 日中 VMC を実行しているジョブ ショップの場合、Renishaw などのブランドのプレミアム 3D メカニカル ツール セッターが適切なオプションかもしれません。

過去数か月で、その弟分である PrintNC Mini が拡張されました。 PrintNC よりコンパクトで費用対効果の高いプラットフォームです。

PrintNC Miniの特長

PrintNC mini は、(オープンソース) のすべての調査結果と学習から生まれた赤ちゃんです。 PrintNC 事業。主な改善点は次のとおりです。

• Y 軸のデュアル HGH15 ブロック ベアリング - PrintNC V3.0 で最初に行われたアップグレードの 1 つである主な剛性の問題を修正します。

• X 軸用のトリプル HGH15 ベアリング ブロック構成 – このセットアップにより、X 軸と Z 軸アセンブリの剛性が大幅に向上します。

• Z 軸の再設計 – シンプルな構造と全体的な剛性を維持しながら、パッケージ全体を小型化できます。

• インシャーシ Nema17 ステッピング モーターにより、はるかにコンパクトなビルドが可能

PrintNC miniの仕様

標準ビルドの寸法は次のとおりです。

• くず板 395×500mm
• Y軸ビーム：75×50mm鋼管
• X軸ビーム：50×50mm鋼管
• Zトラベル：110mm
• Yトラベル：300mm
• Xトラベル：300mm

PrintNC Mini は、パラメトリック モデリングで設計されています。合理的な範囲内でデザインをスケールアップおよびスケールダウンできます。

PrintNC が他の DIY CNC ルーター製品と比べて特別な理由は何ですか?

PrintNC Mini の設計は、ボルトで相互接続された長方形のスチール ビームを利用して、DIY フレンドリーに保ちます。

市場に出回っているエントリーレベルのデスクトップ CNC ルーターのすべての欠点を回避しました。

のような インディミル および超硬 3D の ノマド これは、PrintNc よりもはるかに機能が劣ります。

いくつか例を挙げると：

• 全軸ボールネジ
• デュアルおよびトリプル「Hiwin」ベアリング ブロック設計
• 堅い鉄骨フレーム
• 水冷65mmスピンドル対応
• 3D プリントされた部品は、引っ張り強度が低くても回避できます。
• 非鉄材料のフライス加工用に設計

PrintNC Miniの現状

PrintNC mini はまだベータ版です。つまり、3D ファイルを購入してメンバー ゾーンにアクセスできる少数の選ばれた人だけが利用できるということです。この時点で、およそ 2 つまたは 3 つの完成したビルドが Discord で発見されました。

PrintNC mini の全範囲と機能を知るのは時期尚早です。しかし、それがどのように設計されているか、そしてPrintNC DIYルーターの優れたパフォーマンスを見て、私はそれに完全な自信を持っています.

まったく違うものをお探しですか？

マイティミルのビルドを見てください：

結論

の PrintNCミニ 現在ベータ版の状態で、いくつかのビルドが不和に現れています。このデザインには、PrintNC V3.0 からの多くの改善が含まれており、そのデザインの主な問題に対処しているようです。

ビルド数が少ないため、PrintNC mini の全範囲と機能を知るのは時期尚早です。

今後数か月間、それがどのように機能するかを注意深く観察します.

PrintNC が他の製品と比較して特別な理由は何ですか?

printNC の設計では、ボルトで相互接続された長方形のスチール製の梁を利用して、DIY に適したものにしています。

市場に出回っているエントリーレベルのデスクトップ CNC ルーターのすべての欠点を回避しました。

のような インディミル これは、PrintNc よりもはるかに機能が劣ります。

いくつか例を挙げると：

• すべての軸にボールねじ
• 強力で頑丈なスピンドル (2,2kW 水冷スピンドル オプション)
• 堅い鉄骨フレーム
• 3D プリントされた部品は、引っ張り強度が低くても回避できます。
• 非鉄金属を簡単にフライス加工でき、鋼をある程度加工できます

簡単に言えば、それは私が今まで出会った価格と性能のカテゴリーで最高のエントリーレベルのマシンでした.
唯一の欠点は、膨大な時間を費やす必要があることです。プロジェクトのフレームワークを構築し、すべてを自分で設定する必要があります。

資力

これが適切なマシンかどうかを知りたい場合は、利用可能なすべてのリソースを確認してください。

いくつか例を挙げると：

• printNCのウィキ
• 不和 (非常にアクティブで、フレンドリーで初心者に優しい)
• Fusion360 モデル
• Christoph Lehner による PrintNC 構築プレイリスト – youtube
• ブライアンのプロジェクトによる PrintNC 構築プレイリスト – youtube

機械は何ができるのですか

完全に柔軟な設計

機械のコンセプトは完全にパラメトリックです。必要な寸法に合わせてビルドをカスタマイズできます。
私は主に木材のシートを扱っているので、シート全体を機械に通すことができるようにしたかったのです。したがって、X軸を1250mm以上の作業領域に増やしました。
私のワークショップのサイズのため、私が回避できる最大の寸法は、1600mm x 1000mm のフットプリントでした。
上に電卓があります printNC の Web サイト 作業領域に基づいてすべての機械の寸法を計算します。どのプロファイル、ネジ、その他のハードウェアを取得する必要があるかも表示されます。

必須部品

• 金属切削 G ペニー CNC スピンドル キット 2.2KW 80MM – PrintNC メンバーによってテストおよび検証済み
• 高品質の HGR20 / HGW20CC リニアガイド – HLTC – 何百ものビルドを検証およびテスト
• 高品質のクリーンで破片のない 16MM 10 C7 ボールねじ – 長さに合わせて機械加工 – PrintNC によって検証済み
• G-Penny – キャスト 80mm スピンドル ホルダー PrintNC 検証済み

結論

自分で DIY の CNC ルーターを構築するにはある程度の投資が必要ですが、個人的にはそれだけの価値があったと言わざるを得ません。

すべての構築コストは ~2000 USD であり、現在最も機能的なオープン ソース CNC ルーターを提供します。