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CNCフライスでHOME位置割り出し用パーツを作る

CNCフライス切削レポート

はじめに

NCフライスは,軸移動の限界位置を知るため,軸の端の部分に光センサー(フォトインタラプタ)が設置されていて,この位置より先には動かせないような安全機構がある.
制御ソフトにもよるが,LinuxCNCでは軸位置の基準であるHOME位置を知るために使われていて,起動時にこのセンサーがちょうど引っかからない場所を自動で見つける手順(Homing)を踏まないと,Gコードを流し込めない.
しかし,我が家のNCフライスは設置場所の都合上,Y軸方向の移動に制限があり,付属しているHOME位置割り出し用のパーツ(フォトインタラプタの遮光板)では,限界位置を割り出せない.
LinuxCNCのHomingは必須であるから,これまでは適当なアルミ定規で光センサーを引っかけて,Y軸のHOME位置を適当に設定していた.
さすがにこのままでは良くないので,今回は,ちゃんとパーツを作ってやって,LinuxCNCが自動でHomingが出来るようにすることが目的である.

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▲作成したパーツを設置したところ(銅箔の基板)

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▲手に持っているのが付属していたパーツ,裏の基板が今回作成したパーツ

条件

  • スピンドル回転数S 12000rpm
  • 送り速度F 300mm/min
  • 被切削材 厚さ1.6mmの片面生基板(材質:CEM-3)
  • 直径2mmの超硬エンドミルを使用.

コード

OpenSCADのコード.実際のパーツの角の丸めは1mm(長穴は6mm).これはGコード生成の際,VCarveで付加したので,下記コードでは得られない.
(また,長穴については6mm空けるべき所を5mmで開けていたので修正した)

difference(){
    polygon(points=[[0,0],[65,0],[65,40],[45,40],[45,10],[0,10]]);
    translate([50,29,0], center=true) square([10,6]);
}

流れ

付属していたパーツの寸法を測って,足りない長さを加味しつつ,OpenSCADで形を作る.生成したDXFデータをVCarveにインポート.角を丸めてGコードとして出力する.これをLinuxCNCに渡す.
秋月で購入した片面の生基板の両端に,強力な両面テープを張る(厚さ1mm位).面出しを行ったMDF板にこれを固定.切削を行う.
(一番最初はテープで4辺を固定してたけど,全然固定できていなくて失敗した.)

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▲秋月の生基板.赤線で囲んだ両端に両面テープを張る

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▲削りたて

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🔺作成したパーツ,切削時に材料がビビった様な音がしていた.手元のノギスではピッタリ寸法が出ていたので問題ない.

作成したパーツは長穴の寸法が1mm狭かったのでヤスリで削って調整した.調整後,実際に設置してみてHoming動作確認.問題なし.

反省点

  • 材料の固定で妥協しちゃいけない.
  • 長穴の寸法.5mmのネジを入れるのに5mmしか開けていなくて入らない.ひどいミスをした.
  • ビビり音の原因については,材料の固定が甘いというよりも,NCのZ軸が鉄板に接触して,切削時に鉄板自体が震えて異音を生じたと見ている.これについては後日対策を行う.

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▲NCフライスのZ軸が上の鉄板に触れている.ちゃんと回転はするものの,回りずらい感触がする.NCフライスの端の部分では,回りずらさは感じられない.

  • 切削作業自体を夜中の3時に行ったので,今回のビビり音は近隣住民の迷惑になったかもしれない.反省.