基板切削CNC 木を削ってみる

CNCを作った動機の一つに木を削るというのがあった。
模型飛行機のリブなど、同じものを手作業で何枚も作るのは面倒なのだ。
材料は薄いバルサやベニヤが削れれば良いで基板が切削できたならこれも可能だろう。

・・・という事で、まずは適当なベニヤを削ってみた。 データは「ほいほい堂本舗」の名前をJw-cadとNCVCをつかってGコード化した。
なお、これまで基板を削る時はORIGINALMIND製美濃昌典という刃物を使ったが、これは結構なお値段がする。そこで近所のホームセンター「ダイヤミーリングドリル」なるもので試してみた。これでも1650円するが美濃昌典さんと比べると安い。

で、切削を始めたのだが・・・早速折ってしまった。

失敗写真1

折ってしまった。1650円が・・・

原因はよくわからないが、途中から急に木が焦げだし、変だなと思った次の瞬間に折れてしまった。

木と刃物

木と刃物

表面をよく眺めると、焦げたあたりは掘り込みが深くなっている。尖ったピンセットを突き刺してみると1mm以上入る。 Z軸が脱調したのか?考えられる原因を並べてみた。

  • Z軸の負荷が重い
    まずこれが頭に浮かぶが、そこでZ軸に重量物を載せて動かしてみたが、1Kg程度を載せても問題なく動作している。スピンドルを上げるだけでそんなに負荷がかかるかなぁ・・?
  • Z軸の油切れ
    そういえば刃が折れるまえ、Z軸が動く時に少しキコキコ音がしていた。これが原因か?
  • Y軸のベアリングアセンブリ固定ネジ脱落
    実は動作途中でベアリングアセンブリ(アルミのLアングルにベアリングをネジ止めしたパーツ)を止めているネジが脱落していた。Y軸自体は何事もなく動作していたが、これでZ軸に影響がでるか???
  • テーブルの水平ずれ
    切削跡の右側が若干深堀りしている。水平を測りなおしたら0.1mm程度右が深くなっていた。でも焦げ跡付近は1mmくらい掘れているしなぁ・・・。
  • 電気回路の誤動作
    これも若干心当たりがある。プログラム的なノイズ対策をする予定だったがデバッグの際に消してそのままになっているのだ。

とりあえず出来る所から対策をして行った。

  • Z軸に注油
    送りねじとナットにCRC-556をシュ。とりあえずキコキコ音は消えた。というか、注油する前から音は消えていた。 想像だが、同じ高さを何度も上下しているとその部分だけ油切れするのではなかろうか? で、一度大きく上下させると、また油が回る・・とか?
  • Y軸のネジ
    外れたネジは当然締めなおした。その他のネジも増し締めし、可能な部分にはネジロック材を垂らした。
  • テーブルの水平
    ダイヤルゲージで再調整実施。水平調整用に6mm厚のMDFボード(ダイソーで購入)をネジ止めしているのだが、これが少し反っていたのでメインテーブルとの隙間に木切れを詰め込んで調整した。
  • 電気回路
    ソフトウェア的にノイズ対策をした。具体的にはカウントパルスを割込みとして受けた後、信号をもう確認して同じでなければノイズと判断し、無視する様にした。

これらの対策で効果があるのかどうか不明であるが、ダイヤルゲージのみ取付けて動作させた限りではZ軸のずれは起らなかった。

そこで再トライしたいのだが、もう少し安い刃物を探したところ「精密ミニヤスリ」というのがあったので購入。ドリルの様なZ軸方向に掘り進むのはヤバそうだが、横に進むならいけるのではないだろうか?値段は448円で、先のものよりはお手頃である。

今回使用した刃物

左が「ダイヤミーリングドリル」、右が「精密ミニヤスリ」左は折ってしまったので中身は空です。

そして削った結果がこれ。Z軸の異常は発生せず最後まで削り終えた。ベニヤの片面が黒に塗装してある(廃材コーナーで5円で購入)ので見やすい。刃物が少し太すぎるかも。切り口がガタついているのは回転数不足?

ベニヤの切削再トライ

いろいろあったが、木が削れたので一歩前進したとしよう。

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