3D_Printer

ＸＹＺテーブルを３Ｄプリンタに改造する

第１回目

昔、もらったＣＮＣ-ＸＹＺテーブルを３Ｄプリンタに

改造していきます。

フライス盤で３Ｄが切削できるようになったので、昔、廃棄処分でもらってきたＸＹＺテーブル（組立前の状態はここ）を３Ｄプリンタ（巷では大流行みたいですが～これといって３Ｄプリンタで作りたい物もないのですが～せっかく移動範囲の大きいＸＹＺテーブルがあるので～）に流用できないか検討開始しました。３Ｄプリンタを初めて知ったのは２０１０年ごろに仕事で一緒になった別の会社のソフトウェア屋さんから聞いたのが初めで、３軸ロボットと加熱押出器でプラスチックを積層していく機械があり、その部品もその機械で作ることができ、自己増殖するのだと。へ～面白いものがあるもんだとＷＥＢで調べたことがありました。３～４年前の話です。当初はフライス盤で３Ｄが切削できるようになった流れだったのでＥＸＴＲＵＤＥＲの制御（ヒータ温度、ステッピングモータ）とヒートベッドの温度制御だけ外付けのマイコンボードで行い、樹脂の吐出を主軸モータのＯＮ／ＯＦＦで制御して、それ以外の移動系は既存のＣＮＣフライスのＰＣで行う予定でした。しかし、いろいろと調べていくと、樹脂の吐出はＯＮ／ＯＦＦだけでなく、送り出し速度の可変やモータを逆回転で樹脂を垂れないようにする、など細かい制御を行っていることが分かりました。そこで、ＸＹＺのモータドライバは既存のものを使い、それ以外はＲｅｐＲａｐ流でいくこととしました。ＲｅｐＲａｐを参考にしますが、自己複製はできません（笑）。

２０１４年
６月１４日（ガレージのページから分岐）
下の写真が組み立てた後、動作確認をしたままになっていたＸＹＺテーブルです。製作物が奥へ移動してもＺ軸のリニアスライドにぶつからないようにリニアスライドを１スパン上に上げました。これにより、高さ１５０ｍｍの作製物まで許容できるようになります。左右の写真は１スパン上げた前と後の写真。

６月１５日
ＸＹＺテーブルの試運転をします。ＸＹＺテーブルを組立たのはこの辺で、２００７年ですね。だいぶ昔です。このＸＹＺテーブルを駆動する時はドライバの駆動モードを２相から１－２相に変更します。１パルスあたりの回転角度は１／２になりますが、振動が減って滑らかに回るようになります。モードを変更するには、筐体を開けてドライバ基板のディップスイッチを変更する必要があります。面倒なので、後で筐体の外にスイッチを付けることにします。

最近フライスで削ったＦ８６のデータをそのまま使ってみます。ＮＣデータの出力ソフトも一応このＸＹＺテーブルに対応していて”‐ｃ”スイッチ付きで起動すると、パラメータ（ステップあたりの移動距離やバックラッシュ）がこのＸＹＺテーブル用に変更されます。ちなみに現在のバックラッシュは０です。３ＤデータでＺ軸を動かしても動きが確認できないので、ＸＹ軸だけ動かします（笑）。ヘッド部にボールペンを付けてテストしますが、ただのボールペンではうまく書けないので、スプリングを内蔵して紙に適当にテンションがかかるようにします。

一応、ちゃんと書けてますね（笑）。スタイロフォームと比べてみました。

６月２１日
Ｚ軸のリニアガイドを１スパン下げて元に戻しました（笑）。戻してもＺ軸の移動距離１５０ｍｍが確保できることが分かりました。

テーブルは手で動かせると何かと便利です。昔、買ってＹ軸のみ取り付けていなかったハンドルをＹ軸に取り付けます。蛇腹を外してみました。ボールねじの先端がベアリンクから余分に出ています。ここを延長してハンドルを追加します。

その前に、テーブルの前にはフライスの工具スタンドがあり、邪魔でハンドルが付きません。工具スタンドはフライスの横に移設しました。

Ｙ軸のハンドル追加の使用部品です。ラバー製のカプラジョイント、内径１０ｍｍ外形２６ｍｍのベアリング、１０ｍｍのアルミシャフトです。全部手持ちでありました。

カプラジョイントはボールねじ（１０ｍｍ）と軸径１／４インチのステッピングモータ（アメリカ製）の継手なので、アルミシャフトの片側を１／４インチに削ります。

ハンドルに１０ｍｍのセンタ穴を開けます。その後、固定用の４ｍｍのネジを切りました。

テーブルに仮止めしてみます。良いみたいです。

６月２２日
ベアリングホルダを作製します。Ｑｃａｄで図面を入力します。

１０ｍｍ厚のアルミの端材をＣＮＣで削ります。左は外周を削り始めたところ、右は切削終了時です。

簡易コンタですり割りをして３ｍｍのタップを立ててベアリングを固定したところ。

ベアリングホルダは蛇腹の固定プレートに取り付けます。ハトメで固定されている蛇腹を取り外します。プレートは鉄でした。

プレートにベアリングホルダの取り付け穴を開けます。仮止めしてみます。

組み立て完了。その後、蛇腹を元に戻します。ハトメは再利用できないので３ｍｍのステンレスネジを使いました。

アマゾンでＡＢＳのフィラメントを購入しました。ＷＥＢページだと普通の黄色に見えたんですが、レモンイエローでしょうか？（笑）。クリアは設定が難しく、黒は混ぜ物が多いなんていう情報もあり、黄色にしました。後でヤフオクをみたらヤフオクの方が安かったみたいです。

フィラメントの直径は公称１．７５ｍｍより少し小さいみたいです。

その他、ｅｂａｙのショップで購入したもの。一番肝心なＥｘｔｒｕｄｅｒです。選定基準はダイレクトドライブで金属製であること、またヒータが抵抗（笑）じゃなくて本物のヒータ？を使っていることです。その他、ヒータやサーミスタなどの消耗品、径違いのノズルなども購入しておきました。

ヒートベッドと制御マイコン一式。これは上とは別のショップ。いずれも中国から送られてくるはずです。入荷予定は７月の中ころの予定です。

ＸＹＺ軸のモータドライバはＣＮＣフライス／旋盤と兼用です。モータドライバＩＣは東芝のＴＡ８４３５Ｈを使っています。これは廃版になって久しいですが、現在は互換品のＴＢ６５６０ＡＨＱがあり安心です。ＣＮＣフライス／旋盤とは違う１－２相モードで駆動するので筐体の側面にスイッチを追加して切り替えられるようにしました。右写真の左側。ついでに内蔵のクロック発振器を極低周波にするスイッチも取り付けました。右写真の右側、これは旋盤の突っ切りの時に使います。ほんとうは前面パネルにスイッチを付けたいんですが、パネルのデザイン上、空きスペースが全くありません。モータドライバからフライス、旋盤、ＸＹＺテーブルのモータの切り替えはステッピングモータ切替器があり簡単に切り替えできます。一方入力の方はＣＮＣ制御ＰＣに繋がっているので、コネクタ部（アンフェノール５０ピン）で抜き差しして切り替える必要があります。３６ピンならプリンター切替器が使えたのに（笑）。

ハンドルを付けてからテスト運転しましたが、ハンドルの取っ手の部分にガタがあるので、そこがビビッてうるさいです。ホームセンタでバネを購入してきました。適当な長さに切って取り付けてました。後でスリーブを作製して追加します。