手作りCNCフライス〔本体ハードウェア編〕

31 8月, 2015 ＣＮＣ ichirowo Permalink

高校生の時に工場で大型CNCフライスを見たときに「いつか大人になったらこれを買うんだ！」と思い続けて早十ン年、広さ的な問題と金額的な問題でだいぶダウンサイジングされた規模にはなりますが、やっと金銭的やスキル的になんとかなりそうなメドが立ちましたので、自作しました。

フライスとは、金属の刃物を高速で回転し、XYZ（それ以上もあり）軸方向で動かすことで、金属や樹脂を削って加工する業務用機です。

最初に設計を始めたのが2011年頃からで、ヤフオクで中古部品を買ったり、秋葉原で出物を入手したりと細々とやってきた感じです。

形としてはホビー用CNCでは一般的な、ベットが固定でスピンドル部が動くタイプです。今回こだわった点は、Z軸方向の広さ（100ｍｍ）とCoolant（油ドバドバ）の使用を前提とすることです。Auto tool changerも盛り込みたかったですが、今回は断念。

駆動には、産業用ACサーボモータを採用。一般的にホビー用CNCではステッピングモータが使われますが、ヤフオクで安く手に入ったのでサーボモータを使ってみました。サーボモータを使う利点は、脱調がなく高速移動が可能という事に尽きると思います。音も静かです。ですが、モーター自体に複雑な設定が必要で「お手軽」ではありませんので素人にはおすすめできません。わしゃプロよ（震え声

Coolantに対応するには、油の排出口と外に流れ出ないように囲いが必要です。それも設計にいれました。（図面には囲いは書いてありません）

図面通りにアルミ板を加工していきます。

Z軸が組みあがったところ。

とプラモデルのように簡単にいきません。リニアガイドとボールベアリングとの高さが誤差0.1mm以下になるように調整しないと、スムーズに動きません。寿命・精度・騒音に影響します。0.1mm単位の高さの違う銅板をいくつか用意し、ちょうど良い高さを試していきます。0.1ｍｍ以下の銅板が手に入らなかったのですが、バイスでギュッと挟むと作れます。

それでも、うまく動かない時には叩いたりひねったり祈ったりすると、何とかなりました。物を作るたびに、祈りスキルが上がるような気がします。

Y軸の組立

X軸とY軸を組み合わせたところ。赤線のところが直角になるように組立ます。

台を買いました。どこに置こうか悩みましたが、「家庭用」ですので（床を掃除したいので）、固定せず動かせる事を考えてこれです。ちょっと知った人には「足が車輪！？バーッキャロー！！！フライスは重心を低くして固定すんのが、あったりまえだろー！！」と怒られそうですが、いいんです。家庭用だもの。精度より使い勝手（いいわけ）