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*CNCマシンの制作記録は2016/04/10〜の投稿に書いてあります。


2016年5月3日火曜日

CNCマシン:初カットにチャレンジ

昨日、カットの実験をやろうと思ってましたが、オフセット(刃の半径分ずらす)のパスのやり方がよくわからず、そのかわりProbeの実験をしていました。この際、Inkscapeのオフセット機能でもいいのですが。
せっかく材料を切るなら、以前つくりかけで中断していたシナ合板のパーツ(CNCマシンとは関係ないパーツ)をつくろうと思って、Inkscapeで図面を描こうとしていたところで時間切れ。以前のパーツはジグソーで切っていたのですが、だんだん面倒になり、そして今回CNCマシンをつくるにあたって、しばらく放置してあったものです。ようやくCNCマシンで切断できる準備が整ったので、以前のシナ合板パーツ制作の続きをしようということです。

Inkscapeでの作業:
・とりあえず、mm単位に設定したInkscapeでパーツの図面描画。大きさは210x100mmくらい。
・Inkscape内のオフセット機能でエンドミルの半径3mm分外側の線を描く(パス)。
・パーツの形と今回使う材料(端材)の形から、中央下を基準点に設定して製図した図形を配置。
・それをExtensionsのgcodetoolsでG-Codeに吐き出す。

CNCマシンの設定(bCNC使用):
・トリマに集塵機取り付け(以前つくった集塵用パーツ)。
・電源は、集塵機、トリマ、CNCマシンモーター用電源、それとパソコンとArduinoをUSB接続。
・材料:シナ合板12mm厚の配置(ビスで直に固定)。
・ホーミングでマシン原点の設定。
・作業エリア中央あたりに配置した材料へ移動しXY軸を微調整して材料に大体あわせる
・仮にWPos(0,0,0)に設定
・Probeを使ってZ軸ゼロ位置設定

準備OK(上画像)。以前つくった集塵パーツ、蛇腹ホースも黒いマジックテープで固定(使えるかどうか?ないよりはいいはず)。

bCNCの画面は以下のような感じ。

今回は12mm厚のシナ合板を3回パス(4mmずつ)で切る設定。材料として使っている端材がV字型しているので、原点を合わせやすいように中央下が図面上でも原点になってます。

カット開始:
準備は整ったので(ここまででもかなり時間かかる)、Startボタンをクリック(その前に集塵機とトリマのスイッチもON)。
思っていたより速く進むので、bCNC上のFeed Overrideを85%まで下げました(追記:この時点ではGrbl0.9、まだオーバーライド機能には未対応だったので意味なし)。それとトリマの回転数は50%くらいに下げていたのを80%くらいまであげました。トリマは下に排気するので、細いグレーの水道管では吸い取りきれません。しかも周囲についている透明塩ビのスカートと台との間にも隙間があります。ただ、空気中に細かい塵が舞うほどではありません。いちおうそれなりに機能はしてます。
3回目のパス。いちおう順調。Feedやトリマの回転速度もちょうどよさそう。焦げたりしていません。切りくずは周囲にたまっていますが、宙に舞うような細かい塵はあいかわらず吸い取ってくれてます。


カット終了:
カット直後の材料の状態(削りカスは集塵機で吸い取り済み)。バリや底面に薄皮が残っています。薄皮が少し残っているくらいがちょうどよさそうです。部品が動かないし、台を削らないので(今回、作業台は無傷でした)。
さて、台から材料を外して、どのくらいきれいか見てみます。
カッターで薄皮を切ってサンドペーパーでバリをとると、かなりきれい。寸法もあっています。
合格という感じです。

エッジもかなりシャープにでています(もっとひどいかと予想していました)。4枚刃のエンドミルですが、けっこう木材でも大丈夫なんですね。

上が今回CNCマシンで切った部品、下が数ヶ月前にジグソーで切った部品。見た目はあまりかわらないかも。CNCマシンだと凹みが丸くなってしまうのは仕方ないけど、あとからヤスリかノミなどで調整すればいい。

感想:
以前ジグソーで切ったほうも(上画像の下の部品)、丁寧に切ったのできれいなほうだと思うのですが(エッジにバリなどでないように一旦カッターで切り込みを入れている)、やはりそれだけ面倒。しかし時間的にはあまりかわらないかも。CNCマシンだと準備やら設定にもけっこう時間かかるので(慣れれば早いのかもしれないけれど)、ジグソーとクランプを駆使して切ったほうが圧倒的に早いはず。騒音や塵の量も少なくてすむし。
でも、何個も切るとなると体力が尽きたり飽きが来て、そういうときにはCNCマシンのほうがいい。使い分けかもしれないけれど、やはりCNCマシンだと疲れないというのが一番の利点かな。音がうるさいのが問題。そもそもトリマも集塵機もうるさい。

最後にCNCマシンで切ったパーツの凹み部分の丸みをヤスリで削ってはめ込むとこんな感じ。CNCマシンカットと手仕事との合体。やはりCNCマシンだとトラブルさえなければ、精確に形を切ってくれるからいいかもしれない。
ということで、今回のCNCマシン初カットは無事終了。使えるということが分かって一安心。
トリマのノイズもあるのかと思ってましたが、特に影響ありませんでした。
つぎはレーザーの実験をしなけれないけません。

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