2017年1月30日月曜日

小型工作機CNC2418 その2(初動)

初動テストにはいります。
実は、まだ、GRBLも初耳、JwCADも使ったことなしです。

付属miniDVDのUSB DriverをInstall
この「CH340SER.EXE」を実行してコントロールボード用のUSB Driverを入れておきます。






GRBL Controlアプリ
付属miniDVDの[Grblcontrol]フォルダを丸ごとコピーすれば、そこから「grblControl.exe」を実行できます。
中華モノはウイルス入ってそうなのでInstallerがないのは安心できます。




なにやらレーザー加工アプリも入っているようです。
これも[laser]フォルダ丸ごとコピーで起動できます。









まずはレーザーの方を先にやりたくて、スピンドルをレーザーモジュールに付け換えます。
レーザーモジュール。
5500mW、AliExpressの日本語では「5500メガワット」 とでますが、5.5Wです。
下に敷いているのは付属miniDVDにあった組立マニュアルを印刷したものです。






レーザー制御基板。
上側の配線は、レーザー本体に、レーザー用、ファン用と2対のケーブルが接続されています。
下側に12V端子(赤)とTTL(白)のコネクタがあります。
WEBで調べると、TTL(白)は、LOW ActiveでPWMコントロールできるようです。
が、どう繋ぐんだろう?
12V端子だけ接続していきなり100%出力でレーザーでると怖いので少し調べることにします。






CNCのコントロールボードには、「Spindle」と「Laser/Spindle」の2つコネクタがあります。
「Laser/Spindle」の波形をオシロで見てみます。









GRBLcontrolアプリを起動して[Spindle SPEED:100]に設定すると






無負荷なのできれいな方形波ではないようですが、12V DUTY 10%が出ている事が確認できます。

「Spindle」端子には24V 10%の波形がでていました。







 [Spindle SPEED:500]に設定すると






12V DUTY 50%になっています。
どうやらレーザーモジュール12V端子(赤)だけをこの「Laser/Spindle」に繋げば直接駆動できる確信が湧きました。
結局、Spindle SPEEDというのは、回転数ではなく(回転の検出回路はないので当然といえばそうでしょう)SPEED:1000でDUTY:100%ということになります。


その前に保護ゴーグルを忘れてはなりません!
普通のレーザーポインターは1mW程度で、強いものでも5mW無い位でしょうか。
5500mWなので、その1000倍以上の出力があるので取扱に注意しないと大変怖いです。

CNC購入と同時にゴーグルも注文しておいたのが、これ。こちらの方が先に着いていました。

レーザーが青色の波長450nmなので、この190 to 540nmを減衰できるものにしました。

使ってわかったのですが、これはつるが伸び縮みできるので頭にフィットしてグッドです。





また、商品説明でOptical Density:>5.0(OD+5, OD+6)とあったからです。







調べるとこの図にある様にOD5以上あれば、透過率0.01%以下とあります。

 


















実は、CNCにはグリーンのゴーグルが付属しているのを知らなかったのですが
ブルーレーザーなのになぜ波長が近いグリーンゴーグルなのでしょうかね? 
ということで、赤のゴーグルを装着してLaserアプリのLiteFireを起動します。

上部にタブが4つあります。
[Print Picture]タブです。
左の中頃に
[Laser On (Strong)]
[Laser On (Weak)]
とありますが、強さは、 [Device Setting]タブで行えます。





  

 [NC Sender]タブ
 画像を線画にして焼き込めるようです。












[Quick Tagging]タブ
文字を焼き込めるようです。












[Device Setting]タブ
下の方で[Print Picture]タブの[Laser On (Strong)]と[Laser On (Weak)]のパワーが設定できます。
こちらは、100が100%です。
[Weak Light Adjust]は、「6」以上でレーザー光がでます。







まず、テストに選んのは、この絵。
下の欄にサンプルが沢山出てきますが、小さくて早くできそうなので。








  

赤ゴーグル付けて[Laser On (Weak)]にチェックして発光させFocus調整します。
先端のレンズを回すとFocus調整できます。








たまたまホームセンターで見つけていた9mm厚のMDF端材。この大きさで20円でしたので気軽に使えます。
デジカメさんはゴーグル無しです。










PCとの全景。









できました。
出力10%。スピードの記録忘れました。
右下のは、プライスタグ。
結構小さいのがわかると思います。







次は [NC Sender]タブを試します。
[Load NC File]でサンプルがでてくるので読み込みます。











焼き込み中。
今気づいたのです、レーザー光がかなり縦に漏れています。
レンズ内で反射しているのかも?
そのうち、調べる必要がありそうです。









ちょっと拡大。
左上のは失敗作。

















できました。

















 
指先と比べるとこれも小さいですが、いい感じに焦げています。出力10%でこれなので、100%での威力が期待できそうですが、ひとまずレーザーはこの位にして出力アップはまたの機会にします。









それにしても動作中にキコキコ音が気になる。
シャフトホルダーや送りネジホルダーにこのシリコングリースを塗布。
かなり静かになったが、











送りネジのバネと一緒に付けた羽つきナットが、ステッピングモーターの回転が逆転する度にカタカタと音を立ててる。
このステージ下のY軸の送りネジ部と
このX軸の送りネジ部。
その内、なんとかしたいものです。 
黄銅の羽つきナット、何の為に付いているのやら?









次は、削り加工のテストです。
付属のVカッターを使います。









レーザーモジュールをスピンドルに換え、GRBLcontrolアプリを起動します。
このサンプルを削ります。
まずは、Vカッター無しで何度か走らせて変な動きをしてないのか様子を見ます。


Spindle SPEED:1000になっているのでスピンドルには24V DUTY 100%供給されて最高スピードのはずです。かなり轟音です。




ほぼ出来上がり。











 

掃除機で削り屑を吸い取ると、いい感じにできています。
















次回から何か物作りをしたいと思いますが、その前にJwCAD、Gcode変換するNCVC、これらをマスターしないと何も作れませんので勉強しないといけないです。

みら太さんの進捗具合をみると、ステージの傾き調整が大変のようです。
ダイヤルゲージが必要そうなので、早速、AliExpressを覗き込んで注文しておきます。
分解能0.001mmのは高いので、0.01mmのモノをポチりました。

2017年1月29日日曜日

小型工作機CNC2418 その1(組立)

はじめまして、マーティーと申します。

長年、私の師匠である、「みら太な日々」ブログを眺めていましたが
遂に小型工作機 CNC2418をAliExpressから購入し使い始めました。
この度、みら太さんのお導きもあり、ブログを始めることにしました。
気まぐれな記録になるかと思いますが、どうぞ宜しくお願いします。

それでは、まずは、
ブログのきっかけとなったCNCの組み立てから。

買ったのはこれ! 
5.5WのLaser Diode付き!
*** 2019.12.26 追記 ***
約3年経って、懐かしくなって調べてみると、同じ店は健在でした。
ER11コレットに換えたので、これの5500mWレーザー付が最も近いです。
上のをUS$ 316+送料$42で購入してました。
下のは、追記した時点で、$224.25+送料 $40 随分安くなったものです。
道理で最近は上位の頑丈なモデルを買う方が増えたわけですね~^^;
*** 追記ここまで ***

AliExpressに注文、5日後に発送の連絡が来て、13日後には届いた。思ったより早い!
関税額:1600円、通関料:200円がかかっていて、
配達してきた郵便屋さんに1800円を支払って受け取った。


で、中を開けると、3層の重箱になっています。
1層目
思ってたよりずっと綺麗な梱包。









2層目
枠も専用に開けた緩衝材で包まれています。
レーザーやらゴーグルが見えます。
3層目
スピンドルとZ軸だけは組み上がっています。

全部出すとこんな感じ
組み立ては、夕食後までお預けです。










組み立てに入ります。
付属miniDVDの中のWordのマニュアルを印刷しましたが、非常にラフ。
もう一度、みら太さんのブログで確認して注意点を頭に叩き込んでおきます。
まず下のフレームからのはずですが、写真撮るのも忘れ、もうだいぶ進んでいます。
ガタがないようにするのが結構大変。
昔、2cm厚のアルミ板を頂いたのを思い出し下に敷きました。これでガタの確認がやり易くなりました。
ステージの下にリニアブッシュとシャフトを取り付けます。
スライドナットはフレーム用のものより大きいがネジ径はM5に統一されています。
スライドナットをフレームに先に入れておくと組み立て難かったので、またバラして写真の様にリニアブッシュに仮止めして取り付けました。


下フレームの上において2本のシャフトをシャフトホルダで仮止め。
コンビネーションスコヤで前後左右の寸法を合わせてひとまずボルトを固く止めます。









コンビネーションスコヤってやつです。
精度はあまり期待できないですが木工では重宝します。




ステージを取り付けた下フレームをひっくり返します。
4つのリニアブッシュと中央の台形ネジ固定ブロックを固定していきます。
コンビネーションスコヤで左右の寸法が同じになるように調整しボルトを締めます。
中央の中央の台形ネジ固定ブロックも同様に。

ひっくり返してもとに戻します。
何度か調整しないといけないかと思ってたが意外とステージの動きはまずまずです。
分厚いアルミ台のお陰です。
いつの間にか縦のフレームも付いています。
また組み立てに夢中になり写真撮り忘れ。

後ろ側から
この支柱のを直角に取り付けねばなりません。
コーナーブラケットが三方からくるのでなかなか大変です。
何度か試行錯誤してやっと固定できました。

全てのボルトをじわじわと締めてくのですが、どちらかというとコーナーブラケットを下フレームに押さえつつ縦フレーム側を先に締めていく感じですかね。うまく説明できません。
ナットも中で90度回転してちゃんと引っかかるように確認しながらやらないといけないので気が抜けません。









だいぶできました。
試行錯誤もしたので2時間半位経ってます。
組み立ては面白いです。
X軸とZ軸の組み立てに入ります。
3DプリントパーツのZ軸ブロックは、組み立てられた状態で入っています。
スピンドルは取り外し可能です。
レーザーモジュールや他のスピンドルに取り替え可能になっています。
縦フレームを下にして横に倒して2本のシャフトをシャフトホルダで仮止め。
XZ軸ブロックを左右に動かしながらシャフトフォルダを固定していきます。
X軸シャフト取り付け完了。
こちらも心配した引っかかりなく、わりと軽く動くので一安心。
X軸とY軸用のステッピングモーター。
こんな大きなの見るのは初めて。
取付金具は、厚み3.2mmもある鉄製、とても頑丈そう。
金具を取り付けます。
一応、配線を考慮したつもり。
X軸用ステッピングモーターを取り付け。
XZ軸モジュール丸ごと左右に動く構造です。
Y軸用ステッピングモーターを取り付け。
ステージを前後に動かす構造です。
送りネジの長い台形ネジ。
X軸用とY軸用は数cm程長さが違う。
本体に合わせて見比べ選択します。
バネと羽つきナットを入れ。
カプラーでステッピングモーターと連結します。
ステッピングモーターを手で回してXZ軸ブロックを移動させながら送りネジの位置を調整してベアリングの付いたシャフトホルダで反対側の送りネジ端を固定。
横に倒してY軸の送りネジの取り付け。
同様にステッピングモーターを手で回して送りネジがシャフトと平行になるように調整しベアリング付シャフトホルダで反対側の送りネジ端を固定します。
コントロールボードです。
かなり小さいです。
これであのでかいステッピングモーター3つとスピンドルを駆動できるのかやや心配です。
3つの赤いステッピングモーター・シールドには付属のフィンを熱伝導シールでとりつけるようになっています。
こんな小さなチップであの大きなステッピングモーター駆動では、熱で長時間稼働するとすぐに壊れるのではないだろうか、まだ不安が消えません。
本体に取り付けました。
本体とはGNDは接続せず絶縁構造です。
いよいよ配線です。
スピンドル用だけはやや太い線です。
配線完了!
付属のタイラップ(昔の呼び名、今は結束バンドですね)でまとめることになっていますが、早く動かしたいので配線を整えるのは後回し。
完成しました!
手と比較するとこれくらいです。
卓上CNCとでも言うべきか、机の上で何でも作れそうでワクワク感が止まりません。
組み立て開始から3時間半程経過しています。
早く動かしたいけどもう寝ます。