MeshCAMでのデータ作成
みなさんこんにちは。DIYヤーの、のぶたです。今回もDIYをしていこうと思います😃
ここのところは工房以外が忙しくて、ブログもなかなか更新できない😓
ちょっと生活環境が変わりそうだから、工房の方もちょっとスローペースになりそうです。
話は変わって、前回の続きです。前回はCADを使って、ドリルのノブ部分のモデルを作成しました。今回はそのデータからCNCミル（CNC-Mill）の動きデータを作成するCAMというものをやります。
画像のアプリはMeshCAMというもので、stlデータから数ステップでCNCミル制御用のG-Codeを出力してくれます（3D Printerに使われているG-Codeと基本的には同じです）。このアプリたしか Version8まででているけど、これは Version6・・・😑本来は無償アップグレード対応なんだけど、おいらのPCが古く32bitOSだと、対応していないのさ😭
まあ、それでもデータは作れるし、ビンボーなおいらはガマンガマン。
今回の加工はシンプルなので［Roughing］のみでの加工です。曲面などの立体加工の場合は［Finish］のパラメーターを入れて、加工時もボールエンドミルにツールを持ち替えたりします。
今回にMeshCAMの細かい使い方まで書くと終わらないから、大雑把な説明です😣加工する素材の厚みや大きさのデータを入れて、それに対してどれくらいの速度や深さで加工していくのかなどを入力します。
もちろんCNCマシンの性能や、使用するエンドミルなどの刃、加工する素材によってそのパラメータは変わります。
アルミや真鍮なら一度に掘る量を0.2mmとかにしないと、おいらのマシーンはパワーがないから無理とか、木材ならいちどに1mmくらいいけるとかね。それ以外にもかなり細かい設定があるけど、これはやって覚えるしか今のところないかな。
おいらは前職の大道具で、大型の業務用NCルーターも扱っていたから、少しは知識ありの状態で始めた。ただ今あるCNCミル『KitMill SR200』はパーソナル製品なため、如何せんパワー不足。初期のスピンドルモーターは３５Wと非力すぎたから、自分で２００Wに交換。Z軸の高さも足りなかったのも、かさ上げして４０mm近くの厚みまで対応させた。これでも、能力的にはかなり厳しいけど、自宅に置けるものとしては限界だと思う。
もう少ししっかりした工場で、３層２００Vの電源を持てれば、『ShopBot』のCNCルーターなんて魅力的だ。まあ、これは夢というか、幻想に近いけどね😋
CNCミル（Computerized Numerical Control Milling Machine）という呼び方とCNCルーター（CNC Router）という呼び方があるけど、基本は一緒です。CNCルーターと言った場合は木工用をメインとしたマシーンを指すことが多いようだけど、構造は大きく変わりません。ORIGINALMIND社は自社製品をCNCフライスと呼んでいるし、コンピューター制御でミーリング加工するものということで、おいらはそこまで難しく区別していません。
USBCNC CPU5によるCNCの制御
つづいて、MeshCAMで作成したデータをUSBCNC CPU5という制御ソフトに読み込みます。このソフトはEding社が提供する基盤の制御に使用するもので、ORIGINALMAIND社の制御基板にもEding社のものが使われているようで、これがないとCNCが動作しません。
画面はデータをCPU５に読み込んだところです。エンドミル（ルータービット）の軌道が青いラインで描かれています。正直のところMeshCAMの作る軌道はかなり無駄が多い・・・。昔、試しに『Fusion360』のCAM機能でデータを出したことがあるけど、かなり性能が良かったな。ただ、おいらみたいに仕事で使うには、高いライセンスを購入しなければならないから、ちょっと無理・・・😂
今回の加工は木工なので、刃はエンドミルではなくトリマー用の６ｍｍストレートビットを使用します。
KitMillシリーズはセットスクリュー式という、シャンク（軸の太さ）が４mmなら４mmしかつかめない仕様のものがあって、このSR200ももれなく該当していたんだけど、スピンドルモーターを交換するときにコレットチャック式に変更しました。これで最大７mmシャンクまでのツールに対応😶トリマービットも難なくつかめるのです。
素材〔ワーク〕の固定は、マスキングテープ（Masking tape）と瞬間接着剤（Super glue）を使います。しっかり止めるにはネジ式のクランプで締め付ければ確実なんだけど、素材のサイズにゆとりがなくクランプ自体に刃が接触しかねないので、テープ止めです。マスキングテープをCNCミルのテーブルと素材の木材にしっかり貼り付け、瞬間接着剤をテープの上に塗り、テープの背面どうしを貼り付けます。この方法は前回のハンドルパーツの仮止めで紹介したものですね😮この止め方はへたな両面テープ（Double-sided tape）より強固かつ、作業後は残らず剝がせます。
これはCNCミルがどこから動き出すのかの”原点”を決めているところです。先にMsheCAMがワーク上のどこを原点にするかを基準に動くので、ここは正確にやる必要があります。このワークの場合は、素材の上側の中心を原点としています。
ダイヤル付きのCNCコントローラーでもあれば微調整も楽なんだけど、これはキーボードのカーソルキーやテンキー操作。大きく動かしたいときはシフトキーを押しながらだと早く動きます。細かく動かすときは［Jog Pad］の設定で最小０．０１ｍｍ単位でも操作可能です。
しかしUSBCNC CPU5の操作はくせが強く、なれるのに時間がかかった😅なんせ細かい日本語マニュアルがないので、英語の設定を読み解く必要があって、少し敷居が高いかな？有名なCNC制御ソフトの『MACH3 CNC』なんかも英語だし、おいらが使っている『VIACAD』も英語表示。無理やりにでも英語に強くならないと、この辺りはしょうがないと思う🤨
CNCミルによる加工
ちょっと配線がぱらぱらしているけど、改造したSR200です。２００Wスピンドルモーター（Spindle motor）は４８Vでの作動。一応ボリュームコントローラーで電圧を下げられるけど、今のところ必要性はないかな😅モーターが熱を持つので、集塵機（Dust collector）を利用して空冷できるように、アルミブロックをヒートシンク（Heat sink）にしています。シャーシが黒いのは、『オトナシート』を貼り付けて、気休めでもビビり音の軽減になればと😣
加工開始。スピンドルモーターを大きくして、ベルトドライブにしたものだから、結構な騒音です。マンションなど集合住宅ではちょっと厳しいかな😅
［Depth per Pass 1mm
Feed Rate 1000 mm
Plunge Rate 300mm］での加工。
Spindle Speed 12000rpm くらいだったと思う・・・自信なし😅モーターのカタログ値とタイミングベルトのプーリー比から、これくらいっだった記憶。ちゃんと計測したことないから、不正確です😓
加工終了。この通りマスキングテープでもしっかりと残っています。
底面にごく薄いバリがありますが、カッターナイフでも取れる程度です。この加工は割とシンプルな構造ですが、CNCミルならばデータさえ間違えなければ、自動かつ正確に加工してくれるので、助かりますね😃もちろん安いものではありませんが、あればDIYの幅は確実に広がります。
ワークの加工は１つ１つです。もう一つの加工をするときには、またワークの原点を設定しなおしてからやります。このときにUSBCNCの画面上側にあるタブ［Coordinates］を利用して、いくつかの原点を記録しておくと便利に使えます🤔
長くなってしまうので、今回はここまでにします。次回は木工旋盤での加工へ移っていくと思うので、よろしくお願いします。だいぶ実作業とブログのタイムラグができてしまった😑この辺りの調整も課題ですな。それでは👋
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